SU1046741A1

SU1046741A1 - Ac voltage stabilizer

Info

Publication number: SU1046741A1
Application number: SU823436372A
Authority: SU
Inventors: Константин Александрович Липковский; Сергей Васильевич Непогодьев; Олег Владимирович Лялько; Вячеслав Васильевич Горин
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1983-10-07

Abstract

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий трансформатор с секционированной обмоткой, диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ посто нного тока которого включен токоограничительный элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и основногЬ силового транзистора, отличающийс тем, что, с целью повышени коэффициента стабилизации,токоо граничительный элемент стабилизатора .снабжен дополнительным силовым транзистором , который включен параллельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двум вспомогательными регулировочными обмотками , одна из которых включена в коллекторную цепь основного, а о друга - в коллекторную цепь дополнительного силовых транзисторов то- (Л коограничительного элемента.AC VOLTAGE STABILIZER containing a transformer with a sectioned winding, a diode thyristor bridge connected between the terminals of the transformer winding sections and one of the input terminals, the current limiting element in the form of a parallel-connected limiting resistor and the main power transistor, in which the diagonal of the current transistor is connected. in order to increase the stabilization factor, the current boundary element of the stabilizer is equipped with an additional power transistor, which first limiting resistor connected in parallel, and the transformer is formed with two auxiliary adjusting windings, one of which is included in the collector circuit of the core, but the other - in the collector circuit of the additional power transistors TO- (A koogranichitelnogo element.

Description

аbut

-ч1-h1

Изобретение относитс к электро ,технике, в частности к преобразова .тельной технике, и может быть исполь зовано в системах электропитани . Известен стабилизатор переменного напр жени , содержащий трансформатор с регулироночными секци ми, кажда из которых включена в диагональ переменного тока тиристорного моста Г UК недостаткам указанного устройст ва относ тс необходимость большого количества ключевых элементов, при заданном коэффициенте стабилизации, а также отсутствие защиты тиристорных ключей в аварийных режимах работы . Наиболее близким к предлагаемому вл етс стабилизатор переменного напр жени , содержащий трансформатор с секциош рованной обмоткой, диодно-тиристорный мост, включенный между выводаг и секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов , в диагональ посто нного тока которого включен токоограничиваюпщй элемент в виде параллельно соединенных ограничительного резистора и основного силового транзистора .2 J. Недостаток известного устройства заключаетс в невысоком коэффициенте стабилизации выходного напр жени 3 что ограничивает область его ис пользовани , Цель изобретени - повышение коэффициента стабилизации. Поставленна цель достигаетс .тем что в стабилизаторе переменного напр жени , содержащем трансформатор с секционированной обмоткой, диоднотиристорный мост, включенный между выводами секций обмотки трансформатора и одним из входных выводов, в диагональ посто нного тока которого включен токоограничительный элемент в виде параллельно соединенных огра ничительного резистора и основного силового транзистора, токоограничительн1з й элемент стабилизатора снабжен дополнительным силовым транзис тором , который включен параллельно ограничительному резистору, а трансформатор выполнен с двум вспомогательны1 .1и регулировочными обмотками, одна из которых включена в коллекторную цепь основного, а друга - в коллекторную цепь дополнительного, силовых транзисторов токоограничительного элемента. На чертеже приведена функциональна схема стабилизатора переменного напр жени). Стабилизатор содержит трансформатор 1, диодно-тиристорный мост 2, силовые диоды 3 и 4 диодно-тиристорного моста 2f ограничительный резистор 5 и основной 6 и дополнительный 7 силовые транзисторы токоограничительного элемента со вспомогательными регулировочными обмотками 8 и 9, вспомогательные (управл ющие) транзисторы 10 и 11, резисторы 12-14 и стабилитрон 15 моста 2, тиристорные ключи 16-18 моста 2, обмотки трансформатора 1, входные выводы 23 и 24 и систему управлени , состо щую из компараторов 25 и 26, усилител 27, инвертора 28, ждущих блочных генераторов 29-21, дешифратора 32 и компаратора 33. Стабилизатор работает следующим образом. При подаче питающего напр жени на вход стабилизатора груба стабилизаци напр жени на его выходе осуществл етс путем коммутации тиристор ных ключей 16-18 моста 2 и подключением соответствующих выводов обмоток 2 , 20 и 19 через мост 2 к входным выводам 23 и 24. При этом в силовую цепь оказываетс включенной и одна из вспомогательных обмоток 8 или 9 трансформатора 1 . Более точна стабилизаци выходного напр жени осуществл етс с помощью регулирующего органа на основном 6 и дополнительном 7 силовых транзисторах токоограничительного элемента. Груба стабилизаци осутцествл етс по сигналам системы управлени от компараторов 25 и 26 через дешифратор 32 и блокинг-генераторы 29, 30 и 31, а точна стабилизаци - по сигналам обратной св зи, передаваемым с выхода стабилизатора компаратором 33 на первый вход инвертора 28, на второй вход которого подаетс синхронизируюп ий сигнал от питающей сети (входных выводов 23 и 24). Фаза выходного сигнала инвертора 28, работающего с частотой сети, в зависимости от сигнала с выхода компаратора 33 либо совпадает с фазой сети, либо мен етс на противоположную. Дл управлени основным 6 и дополнительным 7 силовыми транзисторами, выполн ю1ци ми роль регулирующего органа точной стабилизации выходного напр жени , используютс две цепи, одна из которых выполнена на вспомогательных транзисторах 10 и II, резисторе 14 и стабилитроне 15 и обеспечивает выключение транзисторов 6 и 7 при увеличении тока нагрузки выше допустимой величины, а друга выполнена на-к-омпараторе 33, инверторе 28 и усилителе 27 системы управле ни и обеспечивает ключевой режим транзисторов 6 и 7, причем частота переключени их соответствует частоте питающей сети.The invention relates to electrical engineering, in particular, to converting electrical engineering, and can be used in power supply systems. The alternating voltage stabilizer is known, which contains a transformer with adjustable sections, each of which is included in the diagonal of an alternating current of the thyristor bridge G U. The disadvantages of this device include the need for a large number of key elements, for a given stabilization factor, and the lack of protection of thyristor switches in emergency modes of operation. The closest to the present invention is an alternating voltage regulator containing a transformer with a sectioned winding, a diode-thyristor bridge connected between the output and the sections of the transformer winding and one of the input terminals, the current limiting element in the form of parallel connected limiting the resistor and the main power transistor .2 J. The disadvantage of the known device lies in the low stabilization factor of the output voltage 3 which limiting This is the area of its use. The purpose of the invention is to increase the stabilization factor. The goal is achieved. In the AC voltage regulator containing a transformer with a sectioned winding, a diode bridge is connected between the terminals of the transformer windings and one of the input pins, the current limiting element in the form of parallel limiting resistor is connected to the DC diagonal. The main power transistor, the current limiting element of the stabilizer is equipped with an additional power transistor, which is connected in parallel A small resistor, and the transformer is made with two auxiliary1.11 and adjustment windings, one of which is included in the main collector circuit and the other in the collector circuit of an additional, power transistor current-limiting element. The drawing shows a functional voltage regulator circuit). The stabilizer contains a transformer 1, a diode-thyristor bridge 2, power diodes 3 and 4, a diode-thyristor bridge 2f, a limiting resistor 5 and a main 6, and an additional 7 power transistors of the current-limiting element with auxiliary control windings 8 and 9, auxiliary (control) transistors 10 and 11, resistors 12-14 and zener diode 15 of bridge 2, thyristor switches 16-18 of bridge 2, windings of transformer 1, input pins 23 and 24, and a control system consisting of comparators 25 and 26, amplifier 27, inverter 28, waiting for block generators 29-21, decoder 32 and comparator 33. The regulator works as follows. When the supply voltage is applied to the stabilizer input, the coarse voltage stabilization at its output is accomplished by switching the thyristor switches 16–18 of bridge 2 and connecting the corresponding terminals of windings 2, 20 and 19 through bridge 2 to the input terminals 23 and 24. At the same time, the power circuit is turned on and one of the auxiliary windings 8 or 9 of transformer 1. A more accurate stabilization of the output voltage is carried out with the help of the regulator on the main 6 and additional 7 power transistors of the current-limiting element. The coarse stabilization is comprehended by the control system signals from comparators 25 and 26 through the decoder 32 and blocking generators 29, 30 and 31, and the exact stabilization by feedback signals transmitted from the stabilizer output by the comparator 33 to the first input of the inverter 28, to the second the input of which is supplied a synchronizing signal from the mains (input pins 23 and 24). The phase of the output signal of the inverter 28 operating at the mains frequency, depending on the signal from the output of the comparator 33, either coincides with the phase of the network or changes to the opposite one. To control the main 6 and additional 7 power transistors, which play the role of a regulator for accurate stabilization of the output voltage, two circuits are used, one of which is made on auxiliary transistors 10 and II, resistor 14 and zener diode 15 and provides for switching off transistors 6 and 7 when increasing the load current is higher than the allowable value, and the friend is made on-to-ommparatory 33, the inverter 28 and the control system amplifier 27 and provides the key mode of the transistors 6 and 7, and their switching frequency corresponds to exists power frequency.

Предположим, что на входе устройства уровень напр жени соответствуе номинальному, на синхронизирующем входе инвертора 28 и на входном выводе 23 имеет место положительна полуволна напр жени , а на втором входе инвертора 28 присутствует логическа 1 и работает тиристорный ключ 17, в этом случае силова цепь замкнута через диод 3, транзистор 6, обмотку 8, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21 и входной вывод 24, а в отрицательной полупериод цепь замкнетс через диод 4, обмотку 9, транзистор 7, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21, входной вывод 24. Такой режим работы будет соответствовать подключению к входным выводам 23 и 24 обмоток трансформатора, общее количество витков в которых будеSuppose that the voltage level at the input of the device is appropriate, the half-wave voltage is positive at the synchronizing input of the inverter 28 and the input terminal 23, and a logical 1 is present at the second input of the inverter 28, and the power circuit is closed in this case through diode 3, transistor 6, winding 8, key thyristor 17, windings 20 and 21, and input terminal 24, and in the negative half-cycle the circuit is closed through diode 4, winding 9, transistor 7, key thyristor 17, windings 20 and 21, input terminal 24. Such a mode The notes will fit connection to the input terminals 23 and 24 of the transformer windings, the total number of turns in which bude

равно (9 20 2-1 Й(9) количество витков в обмотках 20, 21 и 8(9).equal to (9 20 2-1 TH (9) the number of turns in the windings 20, 21 and 8 (9).

Предположим, что на входе устройства уровень напр жени понизилс . Компаратор 33 подает на вход инвертора 28 сигнал в виде логического О. Предположим также, что на входном i выводе 23 и синхронизирующем входе инвертора 28 присутствует поло жительна полуволна напр жени и работает тиристорный ключ 17. В этом случае силова цепь будет замкнута через диод 3, транзистор 7, обмотку 9, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21 и вывод 24, а в отрицательный полупериод силова цепь замкнетс через диод 4, обмотку 8, транзистор 6, тиристор ключа 17, обмотки 20 и 21, вывод 24. Такой режим работы устройства будет соответствовать подключению к выводам 23 и 24 обмотки, количество витков в которой будет W2o+W2 -W8(9,.Suppose that a voltage level has dropped at the device input. The comparator 33 supplies the input of the inverter 28 with a signal in the form of a logical O. Suppose also that the input i terminal 23 and the synchronization input of the inverter 28 have a positive half-wave voltage and the thyristor switch 17 is working. In this case, the power circuit will be closed through diode 3, transistor 7, winding 9, thyristor key 17, windings 20 and 21 and pin 24, and in the negative half-period the power circuit is closed through diode 4, winding 8, transistor 6, thyristor key 17, windings 20 and 21, pin 24. Such mode of operation device will match the connection to conclusions 23 and 24 of the winding, the number of turns in which will be W2o + W2 -W8 (9 ,.

При дальнейшем снижении уровн входного напр жени по сигналу компараторов 25 и 26 через дешифратор 32 и блокинг-генератор 29 включитс тиристорный ключ 16 (выключитс 17), исключив тем самым из цепи протекани тока обмотку 20, а алгоритм работы транзисторов 6 и 7 изменитс на противоположный, т.е. таким образом , чтобы индукци в сердечнике трансформатора оставалась посто нной тем самым будет оставатьс посто нным выходное напр жение.With a further decrease in the input voltage level by the signal of the comparators 25 and 26 through the decoder 32 and the blocking generator 29, the thyristor switch 16 is turned on (turns off 17), thereby eliminating the winding 20 from the current flow circuit and the operation of transistors 6 and 7 will change to the opposite i.e. so that the induction in the core of the transformer remains constant, thereby keeping the output voltage constant.

В таблице проведен алгоритм работы транзисторов 6 и 7.The table shows the algorithm of the transistors 6 and 7.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор сохран ет основное преимущество прототипа - возможность устранени короткозамкнутых режимов работы коммутируемых секций трансформатора и имеет вдвое больший коэффициент стабилизации выходного напр жени при этом же количестве;, тиристорных ключей диодно-тиристорного моста, что расшир ет область его применени ,Thus, the proposed stabilizer retains the main advantage of the prototype — the ability to eliminate short-circuited operating modes of the transformer's switched sections and has twice the stabilization factor of the output voltage with the same number ;, the thyristor switches of the thyristor bridge, which expands its scope,

VV

CM cvjCM cvj

«"

Claims

A VARIABLE VOLTAGE STABILIZER, comprising a transformer with a sectioned winding, a thyristor bridge connected between the terminals of the transformer winding sections and one of the input terminals, the direct current diagonal of which includes a current-limiting element in the form of a parallel-connected limiting resistor and a main power transistor, which distinguishes this that, in order to increase the stabilization coefficient, the current-limiting element of the stabilizer is equipped with an additional power transistor, which includes it is parallel to the limiting resistor, and the transformer is made with two auxiliary adjusting windings, one of which is included in the collector circuit of the main one, and the other in the collector circuit of additional power transistors of the current-limiting element.

>