RU74748U1 - HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR - Google Patents
HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU74748U1 RU74748U1 RU2008110150/22U RU2008110150U RU74748U1 RU 74748 U1 RU74748 U1 RU 74748U1 RU 2008110150/22 U RU2008110150/22 U RU 2008110150/22U RU 2008110150 U RU2008110150 U RU 2008110150U RU 74748 U1 RU74748 U1 RU 74748U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- taps
- group
- voltage
- adjustment
- coarse
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
1. Высокоточный электронный регулятор напряжения, содержащий регулировочный блок с суммирующим и авто трансформаторами и коммутаторами, устройство управления стабилизатором с микроконтроллером и датчиками синхроимпульсов, входного и выходного напряжения, датчик синхроимпульсов тока, датчик тока нагрузки, устройство отображения информации о состоянии регулятора, устройство подключения нагрузки с усилителем и магнитным пускателем, расположенных в корпусе, а также клеммы для подключения к сети и нагрузке и контакты заземления, отличающийся тем, что автотрансформатор содержит две группы отводов, группу отводов грубой регулировки с количеством отводов = m и группу отводов точной регулировки с количеством отводов = л, причем вольтдобавка между соседними отводами грубой регулировки значительно превышает вольтдобавку между соседними отводами точной регулировки, причем подключаются два отвода автотрансформатора к суммирующему трансформатору, один отвод из группы точной регулировки и один отвод из группы грубой регулировки.2. Высокоточный электронный регулятор напряжения по п.1, отличающийся тем, что сочетание подключения двух отводов одного из группы точной регулировки и одного из группы грубой регулировки позволяет получить ряд напряжений с малой дискретностью и с количеством показаний равным N=m·k, где: m - количество отводов грубой регулировки; k - количество отводов точной регулировки.3. Высокоточный электронный регулятор напряжения по п.1, отличающийся тем, что число отводов точной группы m и вольтдобавка - изменение напряжения при переходе подключения на соседние отводы точной группы, определяет то�1. A high-precision electronic voltage regulator, comprising a control unit with summing and auto transformers and switches, a stabilizer control device with a microcontroller and sensors for clock pulses, input and output voltage, a current clock sensor, a load current sensor, a controller status information display device, a load connection device with an amplifier and a magnetic starter located in the housing, as well as terminals for connecting to the network and the load and grounding contacts, I distinguish in that the autotransformer contains two groups of taps, a group of taps of coarse adjustment with the number of taps = m and a group of taps of fine adjustment with the number of taps = l, and the voltage addition between adjacent branches of the coarse adjustment is significantly higher than the voltage addition between adjacent branches of the fine adjustment, and two taps are connected autotransformer to the summing transformer, one tap from the fine adjustment group and one tap from the coarse adjustment group. 2. The high-precision electronic voltage regulator according to claim 1, characterized in that the combination of connecting two taps of one of the fine adjustment group and one of the coarse adjustment group allows to obtain a series of voltages with low resolution and with the number of readings equal to N = m · k, where: m - number of taps of coarse adjustment; k is the number of taps of fine adjustment. 3. The high-precision electronic voltage regulator according to claim 1, characterized in that the number of taps of the exact group m and voltage addition - the change in voltage when the connection is switched to adjacent taps of the exact group, determines
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к регуляторам (стабилизаторам) напряжения переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации однофазного источника напряжения электроэнергии переменного тока и в устройствах, где возникает необходимость точной регулировки напряжения.The utility model relates to electrical engineering, namely to regulators (stabilizers) of alternating current voltage, and is intended for use in power supply systems to stabilize a single-phase voltage source of alternating current electric power and in devices where there is a need for precise voltage regulation.
Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий автоматический выключатель, а также трансформатор, тиристорные ключи как коммутатор для бесконтактного переключения ответвлений трансформатора и устройство управления стабилизатором, которое содержит блок питания, нуль-орган и формирователь импульсов, (см. Розанов Ю. К. Основы силовой электроники.- М.: Энергоатомиздат, 1992. - 296 с., рис.5 9, с.238). Недостатками стабилизатора являются низкие надежность и КПД, что препятствует получению технического результата который обеспечивается предлагаемой полезной моделью.A known AC voltage stabilizer containing a circuit breaker, as well as a transformer, thyristor switches as a switch for non-contact switching of transformer branches and a stabilizer control device that contains a power supply, a zero-organ and a pulse shaper, (see Rozanov Yu. K. Fundamentals of power Electronics.- M .: Energoatomizdat, 1992 .-- 296 p., Fig. 5 9, p. 238). The disadvantages of the stabilizer are low reliability and efficiency, which prevents the technical result that is provided by the proposed utility model.
Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор с основной, дополнительными и измерительной обмотками. Начало основной обмотки является входным и выходным зажимами стабилизатора. Стабилизатор также содержит источники питания и эталонного напряжения, двухполупериодный выпрямитель с RC-фильтром на выходе, компораторы напряжения, инвертирующие входы которых через резисторы соединены с источником эталонного напряжения, а неинвертирующие входы также через резисторы подключены к выходу RC-фильтра.Known AC voltage stabilizer containing a transformer with a main, additional and measuring windings. The beginning of the main winding is the input and output terminals of the stabilizer. The stabilizer also contains power sources and a reference voltage, a half-wave rectifier with an RC filter at the output, voltage compilers whose inverting inputs are connected to a reference voltage source through resistors, and non-inverting inputs are also connected to the RC filter output through resistors.
Стабилизатор также содержит транзисторные усилители, электромагнитные реле с переключающими контактами (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2187834, 7 кл. G05F 1 20, 2001). Недостатками стабилизатора являются низкие надежность и КПД, что препятствует получению технического результата, который обеспечивается предлагаемой полезной моделью.The stabilizer also contains transistor amplifiers, electromagnetic relays with switching contacts (see the patent of the Russian Federation for the invention RU 2187834, 7 cl. G05F 1 20, 2001). The disadvantages of the stabilizer are low reliability and efficiency, which prevents the technical result, which is provided by the proposed utility model.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели является стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий трансформатор, коммутатор, выполненный в виде ключей для переключения The closest device of the same purpose to the claimed utility model is an AC voltage stabilizer containing a transformer, a switch made in the form of keys for switching
ответвлений трансформатора, и устройство управления стабилизатором, которое содержит блок питания, нуль-орган и формирователи импульсов, в качестве трансформатора использован автотрансформатор, а в качестве ключей соответственно - оптосимисторы, причем к входу и общему выводу автотрансформатора подключен источник питания, а его первый и второй выводы через первый и второй оптосимисторы подключены к первому выходу стабилизатора, вторым выходом которого является общий вывод автотрансформатора. Устройство управления стабилизатором дополнительно содержит генератор пилообразного напряжения, компоратор, где первый и второй входы блока питания подключены к входу и общему выводу автотрансформатора соответственно, первый выход блока питания соединен с входом нуль-органа, выход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения и входом первого формирователя импульсов управления, второй выход блока питания соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход компоратора соединен с входом второго формирователя импульсов управления, при этом выходы первого и второго формирователей управления соединены с управляющими входами первого и второго оптосимисторов. Стабилизатор содержит клеммы (входные зажимы 6 и 7, выходные зажимы 10 и 11), автоматический выключатель и контакт защитного заземления (см. патент российской Федерации на изобретение RU 2216032, кп.7 G05F 1/20, 2002).branches of the transformer, and the stabilizer control device, which contains a power supply, a zero-organ and pulse shapers, an autotransformer is used as a transformer, and optocouplers as keys, respectively, with a power source connected to the input and general output of the autotransformer, and its first and second the conclusions through the first and second optosimistors are connected to the first output of the stabilizer, the second output of which is the general output of the autotransformer. The stabilizer control device further comprises a sawtooth voltage generator, a comporator, where the first and second inputs of the power supply are connected to the input and the general output of the autotransformer, respectively, the first output of the power supply is connected to the input of the zero-organ, the output of which is connected to the input of the sawtooth voltage generator and the input of the first driver control pulses, the second output of the power supply is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the sawtooth generator The output of the comporator is connected to the input of the second control pulse shaper, while the outputs of the first and second control shapers are connected to the control inputs of the first and second opto-sims. The stabilizer contains terminals (input terminals 6 and 7, output terminals 10 and 11), a circuit breaker and a protective earth terminal (see patent of the Russian Federation for invention RU 2216032, item 7 G05F 1/20, 2002).
Недостатками стабилизатора, не позволяющими, являются небольшой диапазон регулирования и импульсно-фазовое управление оптосимисторами, приводящее к неизбежным искажениям напряжения сети, что не приемлемо.The disadvantages of the stabilizer, which do not allow, are a small control range and a pulse-phase control of opto-sims, which leads to inevitable distortion of the mains voltage, which is not acceptable.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели взятом в качестве прототипа (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2188496 С1 7 кл. Н02М 5/12,G05F 1/30, 2002) является устройство для ступенчатого регулирования переменного напряжения. Данное устройство содержит входной и выходной выводы, первый трансформатор, имеющий основную обмотку, подключенную к входному выходу устройства и секционированную обмотку понижения и/или повышения напряжения, отпайки которой подключены к соответствующим выводам управляющих коммутаторов первой группы коммутаторов, управляемые коммутаторы второй группы коммутаторов, входы The closest device of the same purpose to the claimed utility model taken as a prototype (see patent of the Russian Federation for the invention RU 2188496 C1 7 cl. Н02М 5/12, G05F 1/30, 2002) is a device for stepwise regulation of AC voltage. This device contains input and output terminals, a first transformer having a main winding connected to the input output of the device and a sectioned winding for lowering and / or increasing voltage, the soldering of which is connected to the corresponding terminals of the control switches of the first group of switches, managed switches of the second group of switches, inputs
которых подключены к соответствующим отпайкам секционированной обмотки первого трансформатора, суммирующий делитель, первый и второй входы которого подключены через первый и второй ключи соответственно к выводам управляющих коммутаторов первой и второй групп коммутаторов соответственно, и второй трансформатор, одна из обмоток которого включена между входным и выходным выводами устройства, а другая обмотка подключена к выходу суммирующего делителя.which are connected to the corresponding solders of the partitioned winding of the first transformer, a summing divider, the first and second inputs of which are connected through the first and second keys respectively to the terminals of the control switches of the first and second groups of switches, respectively, and a second transformer, one of the windings of which is connected between the input and output terminals devices, and the other winding is connected to the output of the summing divider.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
1. невозможность точной регулировки,1. the impossibility of fine adjustment,
2. большое количество отводов у секционированной обмотки первичного трансформатора для получения более точной регулировки выходного напряжения нагрузки на выходе второго трансформатора.2. a large number of taps at the partitioned winding of the primary transformer to obtain more accurate adjustment of the output voltage of the load at the output of the second transformer.
3. невозможность реверсирования, устройство может быть только повышающим напряжение и ли только понижающим.3. the impossibility of reversing, the device can only be raising the voltage and only lowering.
Цель полезной модели - повышение точности показаний (регулировки) высокоточного регулятора напряжения переменного тока (далее регулятора), упрощение конструкции прибора, повышение надежности и долговечности, увеличение диапазона регулирования, а также упрощение регулировки и уменьшение стоимости прибора.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of the readings (adjustments) of a high-precision AC voltage regulator (hereinafter referred to as the regulator), simplify the design of the device, increase reliability and durability, increase the range of regulation, as well as simplify adjustment and reduce the cost of the device.
Поставленная цель достигается тем, что в уже известном регуляторе напряжения переменного тока, включающим суммирующий и авто трансформаторы, коммутатор, устройство управления стабилизатором с микроконтроллером и датчиками синхроимпульсов, входного и выходного напряжения, датчик синхроимпульсов тока, датчик тока нагрузки, устройство отображения информации о состоянии регулятора, устройство подключения нагрузки с усилителем и магнитным пускателем, расположенных в корпусе, а также клеммы для подключения к сети и нагрузке автотрансформатор и контакты заземления, содержит две группы отводов, группу отводов грубой регулировки с количеством отводов = m и группу отводов точной регулировки с количеством отводов = k, причем вольтдобавка между соседними отводами грубой регулировки значительно превышает вольтдобавку между соседними отводами точной регулировки, сочетание подключения двух отводов одного из группы точной регулировки и одного из группы грубой регулировки позволяет This goal is achieved by the fact that in the already known AC voltage regulator, including summing and auto transformers, a switch, a stabilizer control device with a microcontroller and clock sensors, input and output voltage, a current clock sensor, a load current sensor, a controller status information display device , a load connection device with an amplifier and a magnetic starter located in the housing, as well as terminals for connecting to the network and the load ator and ground contacts comprises two groups of taps, a group of taps coarse adjustment to the number of taps = m and the group of taps fine adjustment to the number of taps = k, wherein voltdobavka between adjacent taps coarse adjustment considerably exceeds voltdobavku between adjacent taps of fine adjustment, the combination of connecting two laterals one of the fine adjustment group and one of the rough adjustment group allows
получить ряд напряжений с малой дискретностью и с количеством ступеней регулировки равнымget a series of voltages with low resolution and with the number of adjustment steps equal
N=m·k,N = m
Где: m - количество отводов грубой регулировки;Where: m - the number of branches of coarse adjustment;
k - количество отводов точной регулировки. k is the number of taps of fine adjustment.
Число отводов точной группы m и вольтдобавка - изменение напряжения при переходе подключения на соседние отводы точной группы, определяет точность регулятора напряжения, а число отводов грубой группы k и разность напряжения между крайними отводами грубой группы, определяет диапазон регулирования.The number of taps of the exact group m and voltage addition - the voltage change when the connection is switched to adjacent taps of the exact group, determines the accuracy of the voltage regulator, and the number of taps of the rough group k and the voltage difference between the extreme taps of the rough group determines the control range.
Если отводы точной регулировки расположены с одной стороны от отводов грубой регулировки то при этом сохраняется полярность при подключении в любом сочетании двух отводов, одного из точной группы и одного из грубой группы, а если отводы точной группы регулировки расположены между двумя соседними отводами грубой регулировки то при этом меняется полярность при подключении двух отводов, одного из точной группы и одного из грубой группы, когда берется отвод грубой группы расположенный с одной или с другой стороны от группы отводов точной регулировки. Два отвода автотрансформатора подключаются к суммирующему трансформатору, один отвод из группы точной регулировки подключается через группу токоограничительных резисторов точной регулировки и коммутатор точной регулировки и один отвод из группы грубой регулировки, через группу токоограничительных резисторов грубой регулировки и коммутатор грубой регулировки.If the taps of the fine adjustment are located on one side of the taps of the coarse adjustment, then the polarity is maintained when two taps, one of the exact group and one of the coarse group are connected in any combination, and if the taps of the fine adjustment group are located between two adjacent coils of the coarse adjustment then this changes the polarity when connecting two taps, one of the exact group and one of the coarse group, when the tapping of the coarse group is taken located on one or the other side of the group of taps of the exact walkings. Two autotransformer taps are connected to the summing transformer, one tap from the fine adjustment group is connected through the pin-type current-limiting resistors group and the pin-adjustment switch, and one tap from the coarse-pin group, through the pin-type current-limiting resistor coars and the pinch switch.
На фигуре изображена функциональная схема высокоточного электронного регулятора напряжения.The figure shows a functional diagram of a high-precision electronic voltage regulator.
Регулятор 1 содержит регулировочный блок 2, в который входит автотрансформатор 13, с двумя группами отводов: - грубой регулировки В1---Вm - и точной регулировки - А1---Аk, которые подключены через соответствующие группы токоограничительных резисторов грубой регулировки - 19 и группу токоограничительных резисторов точной регулировки - 16 через группы плавких предохранителей грубой - 18 и точной - 15 регулировки к соответствующим коммутаторам точной регулировки - 14 и грубой регулировки - 17 и к вольтдобавочной обмотке суммирующего трансформатора 12, а основная обмотка Regulator 1 contains an adjusting unit 2, which includes an autotransformer 13, with two groups of taps: - coarse adjustment B1 --- Bm - and fine adjustment - A1 --- Ak , which are connected through the corresponding groups of current-limiting coarse adjustment resistors - 19 and group fine-tuning current-limiting resistors - 16 through coarse fuse groups - 18 and fine - 15 adjustment to the corresponding fine adjustment switches - 14 and coarse adjustment - 17 and to the voltage-boost winding of the summing transformer 12, and about novnaya winding
суммирующего трансформатора подключена к входу сети и выходу на нагрузку. Устройство управления регулятором 2, содержит: микроконтроллер 3, входы которого соединены с датчиком входного напряжения 4, датчиком синхроимпульсов напряжения 5, датчиком выходного напряжения 6, датчиком тока нагрузки 20, датчиком синхроимпульсов тока 10, а выходы микроконтроллера 3 соединены с управляющими входами коммутатора грубой регулировки напряжения 17 и управляющими входами коммутатора точной регулировки напряжения 14, устройством отображения информации о состоянии стабилизатора 11 и устройство подключения нагрузки 21 состоящее из усилителя 22 и магнитного пускателя 23, а также и контакты заземления 24. Коммутаторы (ключи) выполнены как электронно-тиристорные блоки (возможно исполнение коммутаторов других типов: например на основе транзисторов или симисторов), состоящие из пар встречно параллельно включенных тиристоров, соединенных через группы плавких предохранителей и группы токоограничительных резисторов с отводами автотрансформатора.summing transformer connected to the input of the network and output to the load. The controller control device 2, contains: a microcontroller 3, the inputs of which are connected to an input voltage sensor 4, a voltage synchronization sensor 5, an output voltage sensor 6, a load current sensor 20, a current synchronization sensor 10, and the outputs of the microcontroller 3 are connected to the control inputs of a coarse adjustment switch voltage 17 and the control inputs of the switch fine adjustment of voltage 14, a device for displaying information about the status of the stabilizer 11 and the device connecting the load 21 consisting of the amplifier 22 and the magnetic starter 23, as well as the ground contacts 24. The switches (switches) are made as electronic thyristor blocks (other types of switches can be used: for example, based on transistors or triacs), consisting of pairs of counter-connected thyristors connected through groups fuses and groups of current-limiting resistors with autotransformer taps.
Регулятор работает следующим образом: входное напряжение с клемм 7 после включения автоматического выключателя 8 поступает на основную обмотку суммирующего трансформатора 12. Микроконтроллер 3 с помощью датчика входного напряжения 4 производит измерение величины входного напряжения и определяет, какие два отвода необходимо подключить к вольтодобавочной обмотке силового трансформатора причем один отвод берется из группы отводов В1---Вm грубой регулировки и второй отвод берется из группы отводов A1---Ak точной регулировки автотрансформатора 13 и подает команды на управляющие входы коммутаторов точной - 14 и грубой - 17 регулировки так, чтобы после включения магнитного пускателя 23 в устройстве подключения нагрузки 21 напряжение на нагрузке соответствовало установочной величине выходного напряжения, так производится первоначальное включение регулятора.The regulator operates as follows: the input voltage from terminals 7 after turning on the circuit breaker 8 is supplied to the main winding of the summing transformer 12. The microcontroller 3, using the input voltage sensor 4, measures the input voltage and determines which two taps must be connected to the boost winding of the power transformer; one tap is taken from the group of taps B1 --- Bm coarse adjustment and a second branch is taken from the group of taps A1 --- Ak fine adjustment autotransformer 13 and supplies the commands to the control inputs of switches accurate - 14 and rough - 17 adjustment so that after the magnetic actuator 23 in the load connecting unit 21 corresponds to the load voltage set value of the output voltage, since the initial insertion is made regulator.
Дальнейшая работа регулятора происходит следующим образом: при изменении входного напряжения с помощью датчика входного напряжения 4 в номинальном диапазоне напряжения сети устройство управления регулятором 2 подает команды на управляющие входы коммутаторов точной - 14 и грубой - 17 регулировки, которые через группы плавких предохранителей точной - 15 и грубой - 18 регулировки и группы токоограничительных резисторов точной - 16 и грубой - 19 регулировки Further operation of the controller occurs as follows: when the input voltage is changed using the input voltage sensor 4 in the rated voltage range of the network, the controller control device 2 sends commands to the control inputs of the switches with precise - 14 and coarse - 17 settings, which through the fuse groups are accurate - 15 and coarse - 18 adjustments and groups of current limiting resistors accurate - 16 and coarse - 19 adjustments
переключает отводы - B1---Bm и - A1---Ak автотрансформатора 13 таким образом, чтобы обеспечить на вольтодобавочной обмотке суммирующего трансформатора 12 напряжение такой величины, которое после включения магнитного пускателя 23 в устройстве подключения нагрузки 21 и с учетом коэффициента трансформации обеспечивает на выходе суммирующего трансформатора напряжение, равное установочной величине выходного напряжения. Подключение отводов автотрансформатора осуществляет устройство управления регулятором посредством микроконтроллера и управляющей программы записанной в нем. В зависимости от показаний датчиков входного напряжения выбирается для подключения два отвода автотрансформатора: один - из отводов точной группы и один - из отводов грубой группы регулировки.switches the taps - B1 --- Bm and - A1 --- Ak of the autotransformer 13 in such a way as to provide a voltage of such magnitude on the voltage boost winding of the summing transformer 12 that, after turning on the magnetic starter 23 in the load connection device 21 and taking into account the transformation ratio, provides the output of the summing transformer voltage is equal to the installation value of the output voltage. The autotransformer taps are connected by a regulator control device through a microcontroller and a control program recorded in it. Depending on the readings of the input voltage sensors, two autotransformer taps are selected for connection: one from the taps of the exact group and one from the taps of the coarse adjustment group.
При небольших изменениях (колебаниях) напряжения в сети регулирование напряжения осуществляется за счет переключения одного из отводов в пределах точной группы регулировки, а когда отклонения входного напряжения превышают пределы их регулирования за счет переключения отводов в пределах точной группы, то происходит переключение следующего ближайшего отвода в пределах грубой группы регулировки.With small changes (fluctuations) in the voltage of the network, voltage regulation is carried out by switching one of the taps within the exact control group, and when the deviations of the input voltage exceed the limits of their regulation due to switching taps within the exact group, the next closest tap is switched within rough adjustment group.
Использование автотрансформатора для управления суммирующим трансформатором позволяет значительно уменьшить токи, протекающие через обмотки автотрансформатора, тиристорные ключи коммутаторов, токоограничительные резисторы и плавких предохранители, за счет использования суммирующего трансформатора с коэффициентом трансформации значительно большим 1.Using an autotransformer to control a summing transformer can significantly reduce the currents flowing through the autotransformer windings, thyristor switches, current-limiting resistors and fuses, due to the use of a summing transformer with a transformation coefficient much greater than 1.
Точность стабилизации достигается за счет того, что автотрансформатор содержит две группы отводов, группу отводов грубой регулировки B1---Bm - с количеством отводов = m и группу отводов точной регулировки - A1---Ak - с количеством отводов = k, причем вольтдобавка между соседними отводами грубой регулировки значительно превышает вольтдобавку между соседними отводами точной регулировки, а сочетание подключения двух отводов одного из группы точной регулировки и одного из группы грубой регулировки позволяет получить ряд напряжений с малой дискретностью и с количеством значений равным N=m·k, The stabilization accuracy is achieved due to the fact that the autotransformer contains two groups of taps, a group of taps of coarse adjustment B1 --- Bm - with the number of taps = m and a group of taps of fine adjustment - A1 --- Ak - with the number of taps = k , and the voltage addition between adjacent coarse adjustment taps significantly exceeds the voltage addition between adjacent fine adjustment taps, and the combination of connecting two taps of one of the fine adjustment group and one of the coarse adjustment group allows to obtain a series of voltages with a small discrete spine and to the number of values equal to N = m · k,
Где: m - количество отводов грубой регулировки;Where: m - the number of branches of coarse adjustment;
k - количество отводов точной регулировки. k is the number of taps of fine adjustment.
Причем число отводов точной группы m и вольтдобавка ΔUAm - (изменение напряжения при переходе подключения на соседние отводы точной группы автотрансформатора), подбирается с таким расчетом чтобы обеспечить необходимую точность регулятора напряжения, а число отводов грубой группы k и вольтдобавка ΔUBk (изменение напряжения при переходе подключения на соседние отводы грубой группы автотрансформатора) и разность напряжения между крайними отводами грубой группы с одной стороны от отводов точной группы и с другой стороны от отводов точной группы, подбирается из условия обеспечения необходимого диапазона регулирования как в сторону увеличения напряжения так и в сторону его увеличения. Примерная зависимость между вольтдобавками ΔUAm, и ΔUBk следующая:Moreover, the number of taps of the exact group m and the voltage addition ΔU Am - (voltage change when switching to adjacent taps of the exact group of the autotransformer) is selected so as to ensure the necessary accuracy of the voltage regulator, and the number of taps of the rough group k and the voltage addition ΔU Bk (voltage change at transition to the adjacent taps of the coarse group of the autotransformer) and the voltage difference between the extreme taps of the coarse group on one side of the taps of the exact group and on the other hand of the taps of the exact PPP, is selected from the condition of ensuring the necessary regulation range both in the direction of increasing voltage and in the direction of increasing it. An approximate relationship between the voltage additions ΔU Am , and ΔU Bk is as follows:
ΣΔUAm≈ΔUAm·mΣΔU Am ≈ΔU Am
ΔUBk≈ΣΔUAm ΔU Bk ≈ΣΔU Am
Изменение напряжения на выходе силового трансформатора определяется с учетом коэффициента трансформации С как:The change in voltage at the output of the power transformer is determined taking into account the transformation coefficient C as:
ΔUст≈С(kΔUBk+mΔUAm) ΔU st ≈С (kΔU Bk + mΔU Am)
Если отводы точной группы регулировки расположены между двумя соседними отводами грубой регулировки то при этом меняется полярность при подключении двух отводов, одного из точной группы и одного из грубой группы, когда берется отвод грубой группы расположенный с одной или с другой стороны от группы отводов точной регулировки. Возможен также вариант, когда отводы точной регулировки расположены с одной стороны от отводов грубой регулировки при этом сохраняется полярность при подключении в любом сочетании двух отводов, одного из точной группы и одного из грубой группы.If the taps of the exact adjustment group are located between two adjacent coarse adjustment taps, then the polarity changes when two taps are connected, one of the exact group and one of the coarse group, when the tapping of the coarse group located on one or the other side of the group of fine adjustment taps is taken. It is also possible that the fine adjustment taps are located on one side of the coarse taps while maintaining polarity when any combination of two taps, one of the exact group and one of the coarse group, is connected.
При небольших изменениях величины напряжения в сети регулировка напряжения осуществляется за счет переключения отводов точной группыWith small changes in the voltage in the network, voltage is adjusted by switching the taps of the exact group
регулировки автотрансформатора, а при больших изменениях величины напряжения в autotransformer adjustments, and with large changes in the voltage
сети, когда регулировку невозможно осуществить только за счет переключения отводов в пределах точной группы происходит переключение необходимого отвода грубой группы регулировки.network, when adjustment is not possible only by switching the taps within the exact group, the necessary tapping of the coarse adjustment group is switched.
Высокая скорость регулировки напряжения достигается путем высокой скорости измерения параметров дискретизации измерения входного напряжения, выходного напряжения, тока нагрузки за один период сетевого напряжения, и переключение автотрансформатора на другие отводы коммутаторными ключами при переходе фазы тока нагрузки через ноль, что исключает искажения напряжения сети.A high voltage regulation speed is achieved by a high speed of measuring the sampling parameters for measuring the input voltage, output voltage, load current for one period of the mains voltage, and switching the autotransformer to other taps with switch keys when the phase of the load current passes through zero, which eliminates network voltage distortion.
Результаты измерений входного и выходного напряжений, мощности,Measurement results of input and output voltages, power,
потребляемой нагрузки, и других вспомогательных параметров микроконтроллер выводит на устройство 14 отображения информации о состоянии регулятора. При изменении входного напряжения в номинальном диапазоне устройство управления регулятора 2 подает команды на управляющие входы коммутатора, который подключает один из грубых и один из точных отводов автотрансформатора таким образом, чтобы обеспечить на вольтодобавочной обмотке суммирующего трансформатора 12 напряжение такой величины, которое с учетом коэффициента трансформации обеспечивает на нагрузке напряжение, соответствующее установочному значению выходного напряжения в пределах допустимой погрешности.the consumed load, and other auxiliary parameters, the microcontroller outputs to the device 14 display information about the status of the controller. When changing the input voltage in the nominal range, the control device of controller 2 sends commands to the control inputs of the switch, which connects one of the coarse and one of the exact taps of the autotransformer in such a way as to provide a voltage of such a magnitude on the voltage boost winding of the summing transformer 12 that, taking into account the transformation coefficient, provides the load voltage corresponding to the installation value of the output voltage within the permissible error.
Переключение производится после того, как микроконтроллер определит с помощью датчика синхроимпульсов тока 5 момент перехода тока нагрузки через ноль. Точность стабилизации определяется величиной напряжения между соседними отводами точной регулировки автотрансформатора, так при 6 грубых и 6 точных отводах автотрансформатора номинальный диапазон входного напряжения составляет от 130 В до 260 В при точности стабилизации ±1,5%, а переключение при нуле тока нагрузки исключает искажения напряжения сети.Switching is performed after the microcontroller determines, with the help of a current synchronization sensor 5, the moment the load current passes through zero. The stabilization accuracy is determined by the voltage between adjacent taps of accurate autotransformer adjustment, so with 6 coarse and 6 accurate autotransformer taps, the nominal input voltage range is from 130 V to 260 V with stabilization accuracy of ± 1.5%, and switching at zero load current eliminates voltage distortion network.
В случае выхода величины входного напряжения за пределы рабочего диапазона, который несколько превышает номинальный диапазон, устройство управления регулятором отключает нагрузку путем включения магнитного пускателя 23 в устройстве подключения нагрузки 21, затем коммутатор отключает все отводы автотрансформатора, участвующие в регулировании, подача выходного напряжения на клеммы прекращается. После нормализации входного напряжения, то есть при If the input voltage exceeds the operating range, which slightly exceeds the nominal range, the controller control device disconnects the load by turning on the magnetic starter 23 in the load connection device 21, then the switch disconnects all autotransformer taps involved in the regulation, the output voltage to the terminals is stopped . After normalizing the input voltage, i.e., when
входе величины входного напряжения в рабочий диапазон, устройство управления возобновляет работу по стабилизации выходного напряжения. Кроме того, устройство управления регулятором отслеживает ряд аварийных ситуаций, при наступлении которых прекращается подача выходного напряжения на клеммы подключения нагрузки. Информацию об аварийных ситуациях микроконтроллер выводит на устройство отображения информации о состоянии регулятора.the input value of the input voltage in the operating range, the control device resumes the work to stabilize the output voltage. In addition, the regulator control device monitors a number of emergency situations, when they occur, the output voltage to the load connection terminals is cut off. The microcontroller outputs information about emergency situations to the device displaying information about the status of the regulator.
Таким образом, предлагаемый регулятор позволяет повысить надежность за счет уменьшения тока в цепи электронных коммутаторов, повысить быстродействие регулятора, получить высокую точность регулировки при минимальном количестве ключей в коммутаторах и отводов в автотрансформаторе, при этом снижается стоимость регулятора напряжения переменного тока, что является техническим результатом.Thus, the proposed controller allows to increase reliability by reducing the current in the circuit of electronic switches, to increase the speed of the controller, to obtain high adjustment accuracy with a minimum number of keys in the switches and taps in the autotransformer, while the cost of the AC voltage regulator is reduced, which is a technical result.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110150/22U RU74748U1 (en) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110150/22U RU74748U1 (en) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU74748U1 true RU74748U1 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=48239031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008110150/22U RU74748U1 (en) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU74748U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710886C2 (en) * | 2018-06-20 | 2020-01-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Universal modular booster device for medium voltage distribution networks |
-
2008
- 2008-03-17 RU RU2008110150/22U patent/RU74748U1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710886C2 (en) * | 2018-06-20 | 2020-01-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Universal modular booster device for medium voltage distribution networks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6000835B2 (en) | Automatic voltage regulator | |
| WO2012109509A2 (en) | Apparatus and method for generating a metering voltage output for a voltage regulator using a microprocessor | |
| JP3400960B2 (en) | Automatic voltage controller | |
| KR100797054B1 (en) | Transformation circuit for auto controlling voltage | |
| JP2015208058A (en) | Voltage adjusting device | |
| RU74748U1 (en) | HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR | |
| RU2628752C1 (en) | Electronically controlled power transformer (ecpt) for electric transmission line to consumer with variable load | |
| RU2675247C1 (en) | Stepped ac voltage stabilizer | |
| RU2364915C1 (en) | High-precision electronic ac voltage controller | |
| US20060082350A1 (en) | 3-Phase electronic tap changer commutation and device | |
| RU80595U1 (en) | HIGH-AC VOLTAGE STABILIZER | |
| KR101059525B1 (en) | Apparatus for stabilizing voltage and electric distribution board box using the same | |
| CA2676497C (en) | Controlling transient response of a power supply | |
| JP3533982B2 (en) | Power converter | |
| EA007309B1 (en) | System for voltage stabilization of power supply lines | |
| KR20130066923A (en) | Automatic voltage regulator | |
| KR101453647B1 (en) | Output voltage regulator | |
| RU2245600C1 (en) | Step-by-step ac voltage regulation device | |
| RU74720U1 (en) | HIGH PRECISION ELECTRONIC AC VOLTAGE REGULATOR | |
| KR100929985B1 (en) | Automatic voltage regulator | |
| KR100650608B1 (en) | Large capacity automatic power control system | |
| JP7537957B2 (en) | Voltage Regulator | |
| KR101048659B1 (en) | Auto voltage regulator for charge | |
| YAMIN et al. | Design of AC Automatic Voltage Regulator1000 VA without using Microcontroller | |
| RU2554712C1 (en) | Stabilising ac voltage regulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120318 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20130827 |