SU1115030A1

SU1115030A1 - Ac voltage stabilizer

Info

Publication number: SU1115030A1
Application number: SU833606782A
Authority: SU
Inventors: Сулпан Максютович Акимбетов; Александр Викторович Захаров; Татьяна Николаевна Тыртышная
Original assignee: Башкирский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1983-06-20
Publication date: 1984-09-23

Abstract

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий тиристорные управл емый и неуправл емый ключи, диод и стабилитрон, соединенные встречно-последовательно в цепи включени ка щого тиристора неуправл емого ключа, трансформатор св зи, подключенный первичной обмоткой параллельно управл емому ключу, регулирующий трансформатор, причем неуправл ет шй ключ включен ме щу первым входным выводом трансформатора св зи и первым входным выводом регулирующего трансформатора, управл емьй ключ подключен между первым входным выводом трансформатора св зи и отводом регулирующего трансформатора, выходные выводы регулирующего трасформатора соединены с выходными выводами, и узел управлени , входом св занный с выходными выводами, a выходом подключенный к входам управлени управл емого ключа, отличающийс тем, что с целью повышени надежности в работе, КПД и расширени диапазона регулировани , в цепь включени каждого тиристора неуправл емого ключа введены два резистора, транзистор и дополнительный диод, причем коллекторы транзисторов соединены с анодами соответствующих тиристоров неуправл емого ключа, базы транзисторов через соответствующие дополнительные диоды соединены с первыми выводами соответствующих вторичных (Л обмоток трансформатора св зи, вторые вьгаоды которых через вторые резисторы подключены к точке соединени первых выводов соответствующих диода и стабилитрона, куда также подсоединены первые выводы первых резисторов, вторые вывода которых соединены с эмиттерами соответствукщих транзисторов , при этом вторые выводы диодов ел подсоединены к соответствующим элеко тродам включени неуправл еьюго клю00 ча, a вторые выводы стабилитронов подключены к базам соответствующих транзисторов.AC VOLTAGE STABILIZER containing thyristor controlled and uncontrolled keys, a diode and a zener diode connected back-to-back in the circuit for activating each thyristor of an uncontrolled key, a communication transformer connected by the primary winding parallel to the controllable key, a regulating transformer, and an uncontrollable key connected to the controlled winding key parallel to the controllable key, and a regulating transformer, and an uncontrolled key to wipe the primary winding parallel to the controlled key, a regulating transformer, and an uncontrolled key to wipe the primary winding parallel to the controllable key, a regulating transformer, and an uncontrolled key to wrap a primary winding parallel to the controllable key, a regulating transformer, and an uncontrolled key to wrap a primary winding parallel to the controllable key, and the key is switched on by the first input terminal of the communication transformer and the first input terminal of the regulating transformer, the control switch is connected between the first input terminal of the transformer a control transformer and a tap of a control transformer, the output pins of a control transformer are connected to the output pins, and a control unit connected to the output pins, and an output connected to the control pins of the control key, characterized in that and expansion of the regulation range, two resistors, a transistor and an additional diode are inserted into the switching circuit of each thyristor of the unmanaged key, and the collectors of the transistors are connected to the anodes corresponding to Uncontrollable key thyristors, transistors bases are connected through appropriate additional diodes to the first terminals of the corresponding secondary (L windings of the communication transformer, the second wires of which through the second resistors are connected to the junction point of the first terminals of the corresponding diode and Zener diode, where the first terminals of the first resistors are also connected, the second outputs of which are connected to the emitters of the corresponding transistors, while the second outputs of the diodes are connected to the corresponding elec trodes of the VC The switches failed to control its switch, and the second pins of the zener diodes are connected to the bases of the respective transistors.

Description

Изобретение относитс к электротех нике и может найти применение в устройств азе питани радиоаппаратуры и систем телемеханики и автоматики. Известен стабилизатор переменного напр жени , содержащий тиристорные управл емый и неуправл емый ключи, трансформатор и схему управлени 11 . Недостатками устройства вл ютс невысока надежность вследствие нали чи тока в цепи управлени тиристоров неуправл емых ключей в течение длительного времени, а также ухудшен ные массогабаритные показатели. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс стабилизатор переменного напр жени , со держащий тиристорные управл емый и неуправл емый ключи, диод и стабилит рон, соединенные встречно-последова тельно в цепи включени каждого тиристора неуправл емого ключа, трансформатор св зи , подключенный первич ной обмоткой параллельно управл емому ключу, рагулирук ций автотрансформатор и схему управлени . Тиристоры неуправл емого ключа в таком устройстве отпираютс в начале каждого полупериода напр жени питаюThe invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for radio equipment and telemechanics and automation systems. A known AC voltage regulator, comprising thyristor controlled and unmanaged keys, a transformer, and a control circuit 11. The drawbacks of the device are low reliability due to the presence of current in the thyristor control circuit of uncontrolled keys for a long time, as well as degraded weight and dimensions. The closest to the technical essence of the invention is an AC voltage regulator containing thyristor controlled and uncontrolled keys, a diode and a stabilizer connected in a counter-sequential manner in the turn-on circuit of each thyristor of an uncontrolled key, a communication transformer connected to the primary winding parallel to the control key, adjustments autotransformer and control circuit. The thyristors of the unmanaged key in such a device are unlocked at the beginning of each half period of the voltage supply

щей сети.Управл ющее напр жение в начапе полупериода начинает возрастать с нул по синусоидальному закону, и тиристоры отпираютс не в самом начале полупериода, а при превьш1ении 35 напр жением с вторичной обмотки трансформатора св зи напр жени пробо стабилитрона. В устройстве снижаетс или исключаетс протекание тока по управл ющему электроду, но при этом 40 образуетс значительный начальный угол отпирани тиристоров неуправл емого ключа С 21 .The control voltage in the beginning of the half period begins to increase from zero sinusoidally, and the thyristors are not opened at the very beginning of the half period, but when the voltage 35 is increased from the secondary side of the Zener diode voltage transformer. In the device, the flow of current through the control electrode is reduced or eliminated, but this produces a significant initial angle of unlocking the thyristors of the uncontrollable key C 21.

Недостатками известного устройства вл ютс относительно низкие надеж- 45 ность, КПД устройства и небольшой диапазон регулировани . Разброс параметров тиристоров при больших углах отпирани приводит к подмагничиваиию регулирующего трансформатора, т.е. к 50 снижению коэффициента полезного действи устройства. К снижению надежности и повышению общего веса устройства приводит наличие трансформатора св зи , напр жение с вторичной обмотки 55 которого поступает непосредственно иа управл ющий электрод тиристора неуправл емого ключа.The disadvantages of the known device are relatively low reliability, efficiency of the device and a small range of regulation. The scatter of the thyristor parameters at large unlocking angles leads to a magnetization of the control transformer, i.e. to 50 decrease in the efficiency of the device. A reduction in the reliability and increase in the total weight of the device is caused by the presence of a communication transformer, the voltage from the secondary winding 55 of which is fed directly to the control electrode of the thyristor of the unmanaged key.

равл емый ключ подключен между первым входным выводом трансформатора св зи и отводом регулирующего трансформатора , выходные выводы регулирующего трансформатора соединены с выходными выводами, и узел управлени , входом св занный с выходными вьшодами, а выходом подключенный к входам управлени управл емого ключа, в цепь включени каждого тиристора неуправл емого ключа введены два резистора, транзистор и дополнительный диод,причем коллекторы транзисторов соединены с анодами соответствующих тиристоров иеуправл емого ключа, базы транзисторов через соответствующие дополнительные диоды соединены с первыми выводами соответстйукщих вторичных обмоток трасформатора св зи, вторые вьшоды которых через вторые резисторы подключены к точке соединени первых выводов соответствующих диода и стабилитрона, куда также подсоединены первые выводы первых резисторов, вторые выводы которых соединены с эммитерами соответствующих транзисторов , при этом вторые вьшоды диодов подсоединены к соответствующим элекПри коммутаци х напр жени сети,при его максимальном значении, в режиме открытого состо ни тиристора неуправл емого ключа могут создатьс услови протекани ничем не ограниченного тока в цепи управлени зтих тиристоров, что существенно снижает надежность схемы. С другой стороны, большой запас по напр жению приводит к увеличению начального угла отпирани тирис торов,что приводит к снижению КПД устройства и сужению диапазона регулировани , Целью изобретени вл етс повышение надежности, КПД и расширение диапазона регулировани устройства. Указанна цель достигаетс тем, что в стабилизатор переменного напр жени , содержащий тиристорные управл е.- мый и неуправл емый ключи, диод и стабилитрон соединенные встречно-последовательно в цепи включени каждого тиристора неуправл емого ключа, трансформатор св зи, подключенный первичной обмоткой параллельно управл емому , ключу, рёгулирукнций трансформатор, причем неуправл емый ключ включен между первым входным выводом трасформатора св зи и первым входным выводом регулирующего трансформатора,уптродам включени неуправл емого ча, а вторые выводы стабилитронов , подключены к базам соответствующих транзисторов.equal key is connected between the first input terminal of the communication transformer and the tap of the regulating transformer, the output pins of the regulating transformer are connected to the output pins, and the control unit connected to the output pins and the output connected to the control inputs of the controlled key thyristor unmanaged key entered two resistors, a transistor and an additional diode, and the collectors of the transistors are connected to the anodes of the corresponding thyristors iego key, base t through the respective additional diodes are connected to the first terminals of the corresponding secondary windings of the communication transformer, the second outputs of which through the second resistors are connected to the connection point of the first terminals of the corresponding diode and Zener diode, where the first terminals of the first resistors are also connected, the second terminals of which are connected to the emitters of the corresponding transistors, at the same time, the second diode outputs are connected to the corresponding electric power during network voltage switching, at its maximum value, in p In the open state of the thyristor of an uncontrolled key, unlimited current can flow in the control circuit of these thyristors, which significantly reduces the reliability of the circuit. On the other hand, a large margin of voltage leads to an increase in the initial unlocking angle of the thyristors, which leads to a decrease in the efficiency of the device and a narrowing of the control range. The aim of the invention is to increase the reliability, efficiency and expansion of the control range of the device. This goal is achieved by the fact that the AC voltage regulator, which contains thyristor controlled e. And uncontrolled keys, a diode and a zener diode connected in series to the switching circuit of each thyristor of an unguided key, is connected to the primary winding , the key, the regula- tion of the transformer, the unmanaged key being connected between the first input terminal of the communication transformer and the first input terminal of the regulating transformer, and the activation of the uncontrolled Momo cha, and the second pins of the Zener diodes are connected to the bases of the respective transistors.

На чертеже приведена принципиальна схема стабилизатора.The drawing shows a schematic diagram of the stabilizer.

Стабилизатор содержит неуправл емый ключ 1, состо щий из двух включенных встречно-параллельно тиристоров 2 и 3, и управл емый ключ 4, соето щий из двух, включенных встречнопараллельно тиристоров 5 и 6, диодыThe stabilizer contains an uncontrolled key 1, consisting of two anti-parallel connected thyristors 2 and 3, and a control key 4, which consists of two, connected anti-parallel thyristors 5 and 6, diodes

7и 8 и стабилитроны 9 и Ю, соединенные катодами встречно-последовательно в цеп х включений тиристоров 2 и 3 неуправл емого ключа 1, трансформатор 11 св зи, подключенный первичной обмоткой параллельно управл емому ключу 4, регулирующий трансформатор 12 и узел 13 управлени . В цепь включени каждого тиристора неуправл емого ключа введены последовательно соединенные соответственно транзисторы 14 и 15, резисторы 16 и 17 и диоды 18 и 19. Базы тpaнзиctopoв через диоды 7 и7 and 8 and zener diodes 9 and 10, connected by cathodes back-to-back in the switching circuits of thyristors 2 and 3 of an unmanaged key 1, the transformer 11 of the connection connected by the primary winding parallel to the control key 4, the regulating transformer 12 and the control unit 13. Transistors 14 and 15, resistors 16 and 17 and diodes 18 and 19, respectively connected in series, and resistors 16 and 17, respectively, are inserted into the switching circuit of each thyristor of an unmanaged key.

8соединены с одними концами выходных обмоток трансформатора 11 св зи. Другие концы выходных обмоток трансформатора 11 через резисторы 20,16 и 21,17 соответственно подключены к эммитерам тех же транзисторов.8 are connected to one end of the output windings of the communication transformer 11. The other ends of the output windings of the transformer 11 through resistors 20,16 and 21,17, respectively, are connected to the emitters of the same transistors.

Стабилизатор работает следующим образом .The stabilizer works as follows.

Положительна полуволна напр жени сети прикладываетс к первичной обмотке трансформатора 11, к управл емому ключу 4 и к неуправл емому ключу 1. На вторичной обмотке трансформатора 11 по вл етс напр жение и подаетс на базы транзисторов 14 и 15. Эти напр жением открываетс транзистор 14, ив цепи управлени , тиристора 2, к которому прикладываетс пр мое напр жение, возникает ток, тиристор 2 открываетс . Падение напр жени на управл ющем переходе открытого тиристора 2 становитс малым, а так как это падение напр жени прикладываетс к транзистору 14, то он обесточиваетс . Ток после включени тиристора 2 протекает только в базовой цепи транзисторного стабилизатора тока и имеет малую величину. Дп ограничени величины тока в базовые цепи транзисторов 14 и 15 включены стабилитроныA positive half-wave of the network voltage is applied to the primary winding of the transformer 11, to the control key 4 and to the unmanaged key 1. On the secondary winding of the transformer 11 a voltage appears and is applied to the bases of transistors 14 and 15. This voltage opens transistor 14, and in the control circuit, thyristor 2, to which a direct voltage is applied, a current arises, thyristor 2 opens. The voltage drop at the control transition of the open thyristor 2 becomes small, and since this voltage drop is applied to the transistor 14, it is de-energized. The current after turning on the thyristor 2 flows only in the base circuit of the transistor current regulator and has a small value. Dp limiting the magnitude of the current in the base circuits of transistors 14 and 15 included zener diodes

9и 10. Таким образом, во врем работы тиристоров 2 и 3 ток в управл юем электроде не протекает. В цепи правлени тиристора 3, к которому риложено обратное напр жение, ток ротекать;.не сможет, так как напр ение , приложенное к диоду 19,закывает его.9 and 10. Thus, during the operation of thyristors 2 and 3, the current in the control electrode does not flow. In the control circuit of the thyristor 3, to which the reverse voltage is applied, a current can flow; it cannot, because the voltage applied to diode 19 imposes it.

Во врем отрицательной полуволны питающего напр жени открываетс ти- . ристор 3 ключа I. Он открываетс ,так как создаетс цепь протекани тока через открытый транзистор 15 в.управ ющем электроде тиристора 3.During a negative half-wave, the supply voltage opens. The resistor 3 is of the key I. It opens, as a current is flowing through the open transistor 15 in the control electrode of the thyristor 3.

При включении очередной группы тиристоров 5 или 6 управл емого ключа 4 напр жение, приложенное к тиристорам 2 или 3, не включает последних, так как управл ющее напр жение с .-..: трансформатора 11 св зи становитс равнь1М нулю.When the next thyristor group 5 or 6 of the control key 4 is turned on, the voltage applied to the thyristors 2 or 3 does not include the latter, since the control voltage with .- ..: the communication transformer 11 becomes 1M zero.

Преимуществами предлагаемого устРойства по сравнению с известным вл ютс повышенна надежность работы схемы, более высокий КПД, а также расщирение диапазона регулировани The advantages of the proposed device in comparison with the known are the increased reliability of the operation of the circuit, higher efficiency, as well as the expansion of the adjustment range.

углов отпирани тиристоров управл емого ключа. Это объ сн етс наличием : менБших углов (начальных) отпирани тиристоров неуправл емого ключа, а также исключением возможности прОтекани неограниченного тока в цепи управлени тиристоров и неуправл емого ключа при различных коммутаци х сетевого напр жени . В известном устройстве ток вторичной обмотки трансформатора поступает непосредственно на управл ющий электрод тиристора, а в . редлагаемом устройстве напр жение с вторичной обмотки трансформатора необходимо лишь дл открыти транзистора . Ток в управл киций электрод поступает усиленный транзистором. Такое включение транзисторов, резисторов стабилитронов, образующих стабилизаторы тока, позвол ет подавать в управл ющие электроды тиристоров ключа синусоидально мен ющеес напр жение с максимальной крутизной, что существенно уменьшает начальный угол отпирани тиристоров ключа. В то же врем ток в управл ющем-электроде тиристоров ив превосходит номинальной дл него величины. Невозможность протекани тока в управл ющих электродах тиристоров при подаче .на них обратного напр жени также повышает надежность схемы.Thyristor unlocking angles of the controlled key. This is explained by the presence of: Minor angles (initial) for unlocking the thyristors of the unregulated key, as well as excluding the possibility of flowing unlimited current in the control circuit of the thyristors and the uncontrolled key at various switches of the mains voltage. In the known device, the current of the secondary winding of the transformer goes directly to the control electrode of the thyristor, and c. The voltage supply from the transformer secondary winding is only required to open the transistor. The current in the control electrode is amplified by a transistor. Such switching-on of transistors, resistors of zener diodes forming current stabilizers, allows to supply a key with a sinusoidally varying voltage with a maximum slope to the control electrodes of the thyristors, which significantly reduces the initial angle of the unlocking of the thyristors of the key. At the same time, the current in the control-electrode of the thyristors and ives exceeds its nominal value. The impossibility of current flow in the control electrodes of the thyristors during the supply of a reverse voltage on them also increases the reliability of the circuit.

Повышение КПД схемы объ сн етс уменьшением подмагничивани регулируюS1115030The increase in the efficiency of the circuit is explained by a decrease in the magnetization control S1115030

щего трансформатора:вследствие умень- приводит также к расширению диапазошени начального угла отпирани ти- J иа изменени углов отпирани тирисристоров неуправл емого ключа, что торов управл емого ключа.transformer: due to the reduction also leads to the expansion of the range of the initial angle of unlocking of the type and change of the angles of unlocking of the thyristors of the uncontrolled key, which are tori of the controlled key.

Claims

2. The author's certificate of the USSR _ No. 315166, cl. G 05 F 1/10, 1969. 'AC voltage stabilizer containing thyristor controlled and uncontrolled keys, a diode and a zener diode connected in opposite series in the switching circuit of each thyristor of an uncontrolled key, a communication transformer connected by a primary winding to a parallel controlled key, a control transformer, moreover, an unmanaged key is connected between the first input terminal of the communication transformer and the first input terminal of the control transformer, a managed key is connected between the first input terminal of the trans the communication formor and the tap of the regulating transformer, the output terminals of the regulatory transformer are connected to the output terminals, and the control unit, the input connected to the output terminals, and the output connected to the control inputs of the managed key, characterized in that in order to increase reliability, efficiency and expansion control range, two resistors, a transistor and an additional diode, are introduced into the switching circuit of each thyristor of an uncontrollable key, and the collectors of transistors are connected to the anodes of the corresponding iristorov unmanaged key base transistors through respective additional Tel'nykh _with diodes connected to the first terminals of the respective secondary windings of the transformer connection, through which the second terminals of the second resistor connected to a connection point of first terminals and a respective zener diode, which is also connected first terminals of the first resistor, the second terminals which are connected to the emitters of the respective transistors, while the second terminals of the diodes are connected to the corresponding switching electrodes forward key, and the second terminals of Zener diodes connected to the bases of the respective transistors.