MD727Z - Device for controlling the alternating voltage (embodiments) - Google Patents
Device for controlling the alternating voltage (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- MD727Z MD727Z MDS20130009A MDS20130009A MD727Z MD 727 Z MD727 Z MD 727Z MD S20130009 A MDS20130009 A MD S20130009A MD S20130009 A MDS20130009 A MD S20130009A MD 727 Z MD727 Z MD 727Z
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- frequency
- electronic key
- power supply
- alternating voltage
- coil
- Prior art date
Links
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Description
Invenţia se referă la electrotehnică şi electroenergetică, şi anume la dispozitivele pentru reglarea tensiunii alternative în sistemele electrice şi energetice. The invention relates to electrical engineering and electroenergetics, namely to devices for regulating alternating voltage in electrical and energy systems.
Este cunoscut un dispozitiv pentru reglarea tensiunii alternative pe bază de transformator sau autotransformator cu reglarea tensiunii în trepte, prin comutarea secţiilor transformatorului cu adaos de tensiune cu ajutorul cheilor electromecanice sau electronice [1, 2]. A device for regulating alternating voltage based on a transformer or autotransformer with step-wise voltage regulation is known, by switching the transformer sections with added voltage using electromechanical or electronic switches [1, 2].
Dezavantajele acestui dispozitiv sunt prezenţa părţilor electromecanice şi dezavantajele legate de aceasta, şi anume fiabilitate mică, dispozitivul este zgomotos şi necesită cheltuieli considerabile în exploatare. The disadvantages of this device are the presence of electromechanical parts and the disadvantages related to this, namely low reliability, the device is noisy and requires considerable operating costs.
Este cunoscut, de asemenea, un dispozitiv pentru reglarea tensiunii alternative pe bază de transformator cu miez feromagnetic cu o singură treaptă de reglare a valorii tensiunii. În acest caz reglarea tensiunii se efectuează prin schimbarea decalajului unghiului de fază în limita treptei. Acest dispozitiv conţine un întrerupător de intrare, conectat între sursa de alimentare şi regulatorul de tensiune, un transformator cu adaos de tensiune cu două bobine. Bobina primară se conectează printr-o punte reversibilă, formată din patru contacte ale unui releu electromagnetic, şi o cheie electronică, care conţine două tiristoare conectate în contrasens la sursa de alimentare. Bobina secundară a transformatorului este conectată între sursa de alimentare şi sarcină [3]. A device for regulating alternating voltage based on a ferromagnetic core transformer with a single voltage regulation stage is also known. In this case, the voltage regulation is carried out by changing the phase angle offset within the step limit. This device contains an input switch, connected between the power supply and the voltage regulator, a voltage-addition transformer with two coils. The primary coil is connected through a reversible bridge, consisting of four contacts of an electromagnetic relay, and an electronic key, which contains two thyristors connected in opposite directions to the power supply. The secondary coil of the transformer is connected between the power supply and the load [3].
Dezavantajele acestui dispozitiv constau în pierderile mari de energie în transformatorul feromagnetic şi procentul mare de armonici superioare în tensiunea de ieşire. The disadvantages of this device consist of high energy losses in the ferromagnetic transformer and the high percentage of higher harmonics in the output voltage.
Problema pe care o rezolvă invenţia este sporirea indicatorilor de eficienţă energetică a dispozitivului prin reducerea pierderilor de putere activă în miezul feromagnetic şi îmbunătăţirea calităţii energiei livrate, ca urmare a micşorării armonicilor superioare în tensiunea de ieşire a dispozitivului. The problem solved by the invention is to increase the energy efficiency indicators of the device by reducing active power losses in the ferromagnetic core and improving the quality of the delivered energy, as a result of reducing the higher harmonics in the output voltage of the device.
Dispozitivul pentru reglarea tensiunii alternative, conform primei variante, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un element feromagnetic de frecvenţă înaltă, format dintr-o bobină şi un miez feromagnetic, executat cu întrefier; bobina elementului feromagnetic este unită cu o cheie electronică de frecvenţă înaltă într-un nod de conexiune, celelalte capete ale acestora fiind conectate la bornele de conectare la sursa de alimentare; între nodul de conexiune menţionat şi o bornă de conectare a sarcinii este conectată o cheie electronică cu frecvenţa sursei de alimentare; între bornele de conectare la sursa de alimentare şi a sarcinii este conectat un condensator de filtrare. The device for regulating alternating voltage, according to the first variant, eliminates the disadvantages mentioned above by including a high-frequency ferromagnetic element, formed by a coil and a ferromagnetic core, made with an air gap; the coil of the ferromagnetic element is connected to a high-frequency electronic key in a connection node, the other ends of which are connected to the power supply connection terminals; between the said connection node and a load connection terminal, an electronic key with the frequency of the power supply is connected; between the power supply and load connection terminals, a filtering capacitor is connected.
Dispozitivul pentru reglarea tensiunii alternative, conform variantei a doua, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un element feromagnetic de frecvenţă înaltă, executat ca un autotransformator, miezul feromagnetic al căruia este executat cu întrefier; bobina autotransformatorului este unită cu o cheie electronică de frecvenţă înaltă, celelalte capete ale acestora fiind conectate la bornele de conectare la sursa de alimentare; între priza de bobină a autotransformatorului şi o bornă de conectare a sarcinii este conectată o cheie electronică cu frecvenţa sursei de alimentare; între bornele de conectare la sursa de alimentare şi a sarcinii este conectat un condensator de filtrare. The device for regulating alternating voltage, according to the second variant, eliminates the disadvantages mentioned above by including a high-frequency ferromagnetic element, made as an autotransformer, the ferromagnetic core of which is made with an air gap; the coil of the autotransformer is connected to a high-frequency electronic key, the other ends of which are connected to the power supply connection terminals; an electronic key with the frequency of the power supply is connected between the coil socket of the autotransformer and a load connection terminal; a filtering capacitor is connected between the power supply and load connection terminals.
Rezultatul tehnic al invenţiei constă în micşorarea pierderilor de putere activă prin mărirea frecvenţei de lucru datorită dotării dispozitivului cu miezul feromagnetic, care conduce la micşorarea masei conductorului şi materialelor feromagnetice, în micşorarea procentului de armonici în tensiunea de ieşire a dispozitivului prin introducerea unui condensator de filtrare de capacitate mică şi în mărirea frecvenţei de modulare a cheii electronice de frecvenţă înaltă de circa 16 kHz şi mai mult. The technical result of the invention consists in reducing active power losses by increasing the operating frequency due to equipping the device with a ferromagnetic core, which leads to a decrease in the mass of the conductor and ferromagnetic materials, in reducing the percentage of harmonics in the output voltage of the device by introducing a small-capacity filtering capacitor and in increasing the modulation frequency of the high-frequency electronic key of about 16 kHz and more.
Invenţia se explică prin fig. 1-3, care reprezintă: The invention is explained by Fig. 1-3, which represent:
- fig. 1, schema principială a dispozitivului pentru reglarea tensiunii alternative, conform primei variante; - Fig. 1, the principal diagram of the device for regulating alternating voltage, according to the first variant;
- fig. 2, schema principială a dispozitivului pentru reglarea tensiunii alternative, conform variantei a doua; - Fig. 2, the principal diagram of the device for regulating alternating voltage, according to the second variant;
- fig. 3, formele de undă în timpul de lucru a dispozitivului. - Fig. 3, waveforms during the device's operation.
Enumerarea poziţiilor la fig. 1-3: 1 - sursa de alimentare; 2 - element feromagnetic de frecvenţă înaltă cu întrefier; 3 - condensator de filtrare de capacitate mică; 4 - cheie electronică de frecvenţă înaltă; 5 - cheie electronică cu frecvenţa sursei de alimentare; 6 - sarcina; 7 - cheie electronică de frecvenţă înaltă, care include o punte cu diode şi un tranzistor; 8 - cheie electronică cu frecvenţa sursei de alimentare, care include o punte cu diode şi un tranzistor; 9 - element feromagnetic de frecvenţă înaltă, cu întrefier, executat după schema autotransformatorului; 10 - forma de undă în timp a tensiunii sursei de alimentare; 11 - forma de undă în timp a impulsurilor de comandă pentru cheia electronică de frecvenţă înaltă; 12 - forma de undă în timp a impulsurilor de comandă pentru cheia electronică cu frecvenţa sursei de alimentare; 13 - forma de undă în timp a tensiunii pe condensatorul de filtrare; 14 - forma de undă în timp a tensiunii sarcinii. The list of positions in Fig. 1-3: 1 - power supply; 2 - high-frequency ferromagnetic element with an air gap; 3 - small-capacity filtering capacitor; 4 - high-frequency electronic key; 5 - electronic key with the frequency of the power supply; 6 - load; 7 - high-frequency electronic key, which includes a diode bridge and a transistor; 8 - electronic key with the frequency of the power supply, which includes a diode bridge and a transistor; 9 - high-frequency ferromagnetic element, with an air gap, made according to the autotransformer scheme; 10 - time waveform of the power supply voltage; 11 - time waveform of the control pulses for the high-frequency electronic key; 12 - time waveform of the control pulses for the electronic key with the frequency of the power supply; 13 - time waveform of the voltage on the filtering capacitor; 14 - time waveform of the load voltage.
Dispozitivul pentru reglarea tensiunii alternative (vezi fig. 1), conform primei variante, include elementul feromagnetic 2, bobina căruia este conectată prin cheia electronică 4 la sursa de alimentare 1. Elementul feromagnetic 2 include o singură bobină, iar miezul feromagnetic este executat cu întrefier. Între sursa de alimentare 1 şi sarcina 6 este conectat condensatorul de filtrare 3. Între nodul de conexiune a bobinei elementului feromagnetic 2 cu cheia electronică 4 şi sarcina 6 este conectată cheia electronică 5. Cheile electronice 4 şi 5 sunt formate din doi tranzistori, conectaţi în contrasens cu diode inverse. The device for regulating alternating voltage (see Fig. 1), according to the first variant, includes the ferromagnetic element 2, the coil of which is connected through the electronic key 4 to the power supply 1. The ferromagnetic element 2 includes a single coil, and the ferromagnetic core is made with an air gap. Between the power supply 1 and the load 6, the filtering capacitor 3 is connected. Between the connection node of the coil of the ferromagnetic element 2 with the electronic key 4 and the load 6, the electronic key 5 is connected. The electronic keys 4 and 5 consist of two transistors, connected in reverse with reverse diodes.
Conform variantei a doua, elementul feromagnetic este executat după schema autotransformatorului 9 (vezi fig. 2), iar în acest caz bobina autotransformatorului 9 este unită cu cheia electronică 7, totodată cheia electronică 8 este conectată între priza de bobină a autotransformatorului 9 şi sarcina 6. Cheile electronice 7 şi 8 sunt executate ca punte cu diode şi un tranzistor. According to the second variant, the ferromagnetic element is made according to the scheme of the autotransformer 9 (see Fig. 2), and in this case the coil of the autotransformer 9 is connected to the electronic key 7, while the electronic key 8 is connected between the coil socket of the autotransformer 9 and the load 6. The electronic keys 7 and 8 are made as a bridge with diodes and a transistor.
Dispozitivul pentru reglarea tensiunii alternative funcţionează în felul următor. The alternating voltage regulator works as follows.
La aplicarea la bornele sursei de alimentare 1 a tensiunii alternative cu forma de undă în timp 10 (vezi fig. 3), la tranzistoarele cheii electronice 4 se aplică impulsuri dreptunghiulare de comandă 11, iar la tranzistoarele, care formează cheia electronică 5, se aplică impulsuri dreptunghiulare de comandă 12. Procesul de lucru al dispozitivului se derulează în momentul de trecere a tensiunii de alimentare 10 pe alternanţa pozitivă a undei. Impulsul de comandă 11 se aplică la tranzistorul de jos al cheii electronice 4, iar impulsul de comandă 12 se aplică la tranzistorul din dreapta al cheii electronice 5, adică în conturul, format de sursa de alimentare 1 - elementul feromagnetic 2 - dioda de sus a cheii electronice 4 - tranzistorul de jos al cheii electronice 4 - sursa de alimentare 1, apare curent, care produce câmp magnetic în miezul elementului feromagnetic 2. La dispariţia impulsului de comandă 11 a tranzistorului de jos al cheii electronice 4, acesta se închide şi energia acumulată în elementul feromagnetic 2, prin circuitul diodei din stânga şi tranzistorului din dreapta al cheii electronice 5, se transferă în condensatorul de filtrare 3, tensiunea 13 apărută pe acesta se sumează cu tensiunea 10 sursei de alimentare. Reglând timpul de comutare (lăţimea impulsurilor de comandă 11 a tranzistorului de jos al cheii electronice 4), se schimbă valoarea amplitudinii tensiunii 13 pe condensatorul de filtrare 3. Trecerea pe alternanţa negativă a tensiunii 10 sursei de alimentare 1 condiţionează aceleaşi acţiuni de comandă cu tranzistorii cheilor electronice 4 şi 5, dar care sunt aplicate: impulsurile 11 - la tranzistorul de sus al cheii electronice 4 şi impulsul 12 - la tranzistorul din stânga al cheii electronice 5. When applying alternating voltage with a time waveform 10 (see Fig. 3) to the terminals of the power supply 1, rectangular control pulses 11 are applied to the transistors of the electronic key 4, and rectangular control pulses 12 are applied to the transistors forming the electronic key 5. The working process of the device takes place at the moment of transition of the supply voltage 10 to the positive alternation of the wave. The control pulse 11 is applied to the bottom transistor of the electronic key 4, and the control pulse 12 is applied to the right transistor of the electronic key 5, i.e. in the circuit formed by the power supply 1 - the ferromagnetic element 2 - the top diode of the electronic key 4 - the bottom transistor of the electronic key 4 - the power supply 1, a current appears, which produces a magnetic field in the core of the ferromagnetic element 2. When the control pulse 11 of the bottom transistor of the electronic key 4 disappears, it closes and the energy accumulated in the ferromagnetic element 2, through the circuit of the left diode and the right transistor of the electronic key 5, is transferred to the filter capacitor 3, the voltage 13 appearing on it is added to the voltage 10 of the power supply. By adjusting the switching time (width of the control pulses 11 of the lower transistor of the electronic key 4), the amplitude value of the voltage 13 on the filter capacitor 3 is changed. Switching to negative alternation of the voltage 10 of the power supply 1 causes the same control actions with the transistors of the electronic keys 4 and 5, but which are applied: pulses 11 - to the upper transistor of the electronic key 4 and pulse 12 - to the left transistor of the electronic key 5.
Micşorarea pierderilor de putere activă în dispozitivul propus se asigură ca urmare a micşorării masei materialelor active (fier şi cupru - conductor) în elementul feromagnetic, care lucrează în acest dispozitiv la frecvenţe mai înalte în comparaţie cu cea mai apropiată soluţie, precum şi a confecţionării elementului feromagnetic cu întrefier. Micşorarea masei materialelor active este proporţională cu raportul frecvenţei f a curentului sarcinii conform celei mai apropiate soluţii şi frecvenţei de funcţionare a cheii electronice de frecvenţă înaltă. Realizarea elementului feromagnetic cu o singură bobină diminuează şi cota pierderilor în dispozitiv, condiţionate de curent, în comparaţie cu cea mai apropiată soluţie, care include o bobină primară şi una secundară. Suplimentar, utilizarea regimului de funcţionare la o frecvenţă mai înaltă diminuează capacitatea necesară pentru filtrare a condensatorului, care în acest caz poate fi de valoare foarte mică, asigurând o filtrare calitativă a armonicilor superioare în sarcină. The reduction of active power losses in the proposed device is ensured as a result of the reduction of the mass of active materials (iron and copper - conductor) in the ferromagnetic element, which operates in this device at higher frequencies compared to the closest solution, as well as the manufacture of the ferromagnetic element with an air gap. The reduction of the mass of active materials is proportional to the ratio of the frequency f of the load current according to the closest solution and the operating frequency of the high-frequency electronic key. The realization of the ferromagnetic element with a single coil also reduces the share of losses in the device, conditioned by the current, compared to the closest solution, which includes a primary and a secondary coil. Additionally, the use of the operating mode at a higher frequency reduces the capacity required for filtering the capacitor, which in this case can be of very small value, ensuring a qualitative filtering of the higher harmonics in the load.
În aşa mod se soluţionează problema sporirii indicatorilor de eficienţă energetică a dispozitivului prin reducerea pierderilor de putere activă în miezul feromagnetic şi îmbunătăţirea calităţii energiei livrate la sarcină. In this way, the problem of increasing the energy efficiency indicators of the device is solved by reducing active power losses in the ferromagnetic core and improving the quality of the energy delivered to the load.
1. RU 2274945 C1 2006.04.20 1. RU 2274945 C1 2006.04.20
2. RU 2371751 C2 2009.10.27 2. RU 2371751 C2 2009.10.27
3. SU 1473004 A1 1989.04.15 3. SU 1473004 A1 1989.04.15
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20130009A MD727Z (en) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | Device for controlling the alternating voltage (embodiments) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20130009A MD727Z (en) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | Device for controlling the alternating voltage (embodiments) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD727Y MD727Y (en) | 2014-01-31 |
| MD727Z true MD727Z (en) | 2014-08-31 |
Family
ID=50071915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20130009A MD727Z (en) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | Device for controlling the alternating voltage (embodiments) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD727Z (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD1058Z (en) * | 2016-02-16 | 2017-04-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Bidirectional alternating current voltage-to-alternating current voltage converter |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1473004A1 (en) * | 1987-04-13 | 1989-04-15 | Институт физико-технических проблем Севера | Device for automatic regulation of electric transmission |
| MD753C2 (en) * | 1984-04-03 | 1997-12-31 | Institutul De Cercetari In Controlul Nedistructiv "Introscop" Sa | Pulse voltage regulator |
| MD2437C2 (en) * | 2001-12-22 | 2005-03-31 | Лабораторул Интернационал Де Супракондуктибилитате Ши Електроника Корпулуй Солид | Alternating voltage regulator |
| RU2274945C1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Борис Алексеевич Аржанников | Method and device for transformer winding tap changing |
| MD2841G2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-05-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Alternating-voltage stabilizer |
| RU2371751C2 (en) * | 2007-12-20 | 2009-10-27 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Stabilised voltage discrete source |
-
2013
- 2013-01-23 MD MDS20130009A patent/MD727Z/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD753C2 (en) * | 1984-04-03 | 1997-12-31 | Institutul De Cercetari In Controlul Nedistructiv "Introscop" Sa | Pulse voltage regulator |
| SU1473004A1 (en) * | 1987-04-13 | 1989-04-15 | Институт физико-технических проблем Севера | Device for automatic regulation of electric transmission |
| MD2437C2 (en) * | 2001-12-22 | 2005-03-31 | Лабораторул Интернационал Де Супракондуктибилитате Ши Електроника Корпулуй Солид | Alternating voltage regulator |
| MD2841G2 (en) * | 2003-12-16 | 2006-05-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Alternating-voltage stabilizer |
| RU2274945C1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Борис Алексеевич Аржанников | Method and device for transformer winding tap changing |
| RU2371751C2 (en) * | 2007-12-20 | 2009-10-27 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Stabilised voltage discrete source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD727Y (en) | 2014-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2558945C2 (en) | Ultra-high efficiency switching power inverter and power amplifier | |
| NZ744843A (en) | An electrical power supply system and process | |
| TW200518436A (en) | Power supply circuit and electronic apparatus | |
| CN202759382U (en) | Heavy-current high-frequency isolated DC-DC converter | |
| MD727Z (en) | Device for controlling the alternating voltage (embodiments) | |
| CN105119515B (en) | Power supply and the method for controlling power supply | |
| CN108322051A (en) | A kind of inverse-excitation type switch power-supply | |
| CN202513831U (en) | Natural free-wheeling alternating current (AC) chopper main circuit structure | |
| KR20080081285A (en) | Devices for connection to mainly inductive impedances | |
| MD842Z (en) | Microinverter for photovoltaic panels | |
| CN109378155A (en) | A converter transformer degaussing system | |
| JP5729514B1 (en) | Plasma generator, liquid melting method and power supply device | |
| CN208971405U (en) | Photovoltaic inverting system | |
| CN201490905U (en) | High frequency switch power supply | |
| MD742Z (en) | Alternating current voltage-to-direct current voltage conversion plant | |
| KR102891444B1 (en) | Opposed dischrage circuit | |
| CN102545643B (en) | Natural freewheeling alternating current chopper main circuit structure | |
| RU2564679C1 (en) | Voltage converter of resonant type | |
| CN209982352U (en) | Voltage output control system realized based on adjustable self-excited multivibrator | |
| CN102780407A (en) | Electromagnetic system self-aid control power supply for electrical equipment | |
| RU2409890C1 (en) | Electric energy generator | |
| CN108282090A (en) | A kind of flyback switch voltage-stabilized source | |
| CN110391753A (en) | Voltage output control system based on adjustable self-excited multivibrator | |
| CN107430926B (en) | Circuit arrangement for reducing the DC component of magnetic flux in the iron core of a transformer | |
| MD1477Z (en) | Alternating-current voltage-to-direct-current voltage converter for electromobiles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG9Y | Short term patent issued | ||
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |