SU1707714A1 - Устройство дл стабилизации переменного напр жени сети - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - повышение мощности устройства, точности стабилизации, надежности работы. ч/ стройство трансформатор 1, секции З.Т-З.К которого через ключи 4.1-4.К подключены к выводам 7, 8 дл  подключени  нагрузки. К измерительной обмотке 2 подключен преобразователь 9 напр жение - частота, выход которого соединен со счетчиком импульсов 15. Выход счетчика через буферный регистр 18, дешифратор 21 и формирователь 23 св зан с цеп ми управлени  ключей. Блок 12 управлени  входом соединен с датчиком 10 напр жени , а трем  выходами - со счетчиком , буферным регистром и через элемент И - с дешифратором. Датчик 24 тока через элемент И также св зан с дешифратором. Изменение напр жени  на нагрузке ос :;е- ствл етс  подключением соответствующих секций трансформатора 1 с помощью ключей 4.1-4.К. .Переключение ключей 4.1-4.К осуществл етс  в момент перехода тока нагрузки через нулевое значение. Число юченных секций определ етс  средним значением напр жени  за полпериода частоты сети. Это значение преобразуетс  в цифровой код, запоминаетс  буферным регистром 18 и декодируетс  дешифратором 21. Сигнал управлени  с выхода дешифратора 21 поступает на формирователь и с него на соответствующий ключ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё 4J О 4J 4J

Description

Фиг

1856

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  стабилизации переменного напр жени  сети.

Известно устройство дл  стабилизации переменного напр жени , содержащее трансформатор с секционированной обмоткой , один крайний вывод и промежуточные выводы которой св заны с выходными выводами через ключи, управл ющие входы которых соединены с выходами формировател , датчик тока, буферный регистр и блок управлени .

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что мощность трансформатора должна быть равна максимальной мощности нагрузки, а также то, что при индуктивном характере нагрузки в момент переключени  ключей, выполненных в виде симисторов или тиристоров, возможно замыкание секции трансформатора, что снижает надежность работы устройства и точность стабилизации напр жени .

Цель изобретени  - повышение мощности , точности стабилизации и надежности работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введен преобразователь напр жение - частота, входом св занный с выводами дл  подключени  сети, подключенный к его выходу тактовым входом счетчик , дешифратор, датчик напр жени  и элемент И, выход которого подключен к входу стробировани  дешифратора, причем блок управлени  имеет один вход и три выхода , а буферный регистр выполнен многоразр днымцифровым , его информационные входы подключены к выходам счетчика, вход управлени  записью буферного регистра соединен с первым выводом блока управлени , а выход - с инфор- мационными входами дешифратора, выходы которого св заны с входами формировател , датчик тока выполнен в виде фор- мировател  импульсов, входом включенного в силовую цепь, а его выход подключен к первому входу элемента И, второй вход которого св зан с вторым выходом блока управлени , третий выход которого св зан с входом установки нул  счетчика, а вход блока управлени  соединен с выходом датчика напр жени , который выполнен в виде формировател  импульсов , другой крайний вывод и один из проме- жуточных выводов секционированной обмотки трансформатора соединены с соответствующими выводами дл  подключени  сети.Кроме того, блок управлени  содержит генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ. счетчик и дешифратор, первый и второй выходы которого образуют соответственно первый и третий выходы блока управлени , а второй выход блока управлени  образован выходом генератора тактовых импульсов и св зан с первым входом злемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом дешифратора, причем выход элемента ИЛИ подключен к тактовому входу счетчика, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора , а вход блока управлени  образован входом установки нул  счетчика.

Кроме того, преобразователь напр жение - частота содержит диодный мост и подключенный к его выходу релаксационный

генератор на однопереходном транзисторе, при этом вход диодного моста  вл етс  входом преобразовател  напр жение - частота , а выход релаксационного генератора - его входом.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства дл  стабилизации переменного напр жени  сети; на фиг.2 - электрическа  схема преобразовател  напр жение - частота и диаграммы его работы; на фиг.З диаграммы работы датчика напр жени .

Устройство содержит трансформатор 1 с измерительной обмоткой 2 и секци ми 3.1-3.К секционированной обмотки. Дл  коммутации секций 3.1-3.К служат ключи

4.1-4.К, например, в виде симисторов.

Секции 3.(К-п)-З.К трансформатора подключены к выводам 5 и 6 дл  подключени  сети. Выходные выводы 7 и 8 соединены С ключами 4.1-4.К и с другим крайним выводом секционированной обмотки.

К измерительной обмотке 2 подключены входы преобразовател  9 напр жение - частота и датчика 10 напр жени , выход которого соединен с входом 11 блока 12 упрзвлени . Выход 13 преобразовател  9 соединен с тактовым входом 14 N-рэзр дно- го счетчика 15, выходы 16 которого соответственно подключены к N информационным входам 17 многоразр дного цифрового буферного регистра 18. Выходы 19 регистра 18 соединены с информационными входами 20 дешифратора 21. Выходы 22 дешифратора (количество которых в1 общем случае равно К) соединены с входами формировател  23, выходы которого подключены к цеп м

управлени  ключами 4.1-4.К.

Датчик 24 тока, выполненный в виде формировател  импульсов, входом подключен к трансформатору 25 тока в силовой цепи. Параллельно вторичной обмотке трансформатора 25 подключен конденсатор 26 дл  коррекции угловой погрешности трансформатора тока. Выход 27 датчика тока подключен к первому входу 28 элемента

И 29, выход которого соединен с входом 30 стробировэни  дешифратора 21.

Блок 12 управлени  содержит генератор 31 тактовых импульсов, который соединен с первым входом 32 элемента ИЛИ 33 и с вторым выходом 34 блока 12 управлени . Второй вход 35 элемента И 29 подключен к. второму выходу 34 блока управлени . Выход 36 элемента ИЛИ 33 соединен с тактовым входом M-разр дного счетчика 37 блока управлени , вход установки нул  счетчика  вл етс  входом 11 блока 12 управлени  и подключен к выходу датчика 10 напр жени .

Выходы счетчика 37 блока управлени  подключены к информационным входам дешифратора 38 блока управлени , первый выход 39 которого образует первый выход 40 блока управлени  и соединен с входом 41 управлени  записью многоразр дного цифрового буферного регистра 18.

Второй выход 42 дешифратора 38 образует третий выход 43 блока 12 управлени , подключен к второму входу 44 элемента ИЛИ 33 и к входу установки нул  счетчика 15.

Преобразователь напр жение - частота (фиг.2) содержит диодный мост 45. входом подключенный к обмотке 2 трансформатора 1, а выходом к RC-цепи 46, 47 релаксационного генератора на однопереходном транзисторе . Эмиттер транзистора 48 подключен к конденсатору 47 RC-цепи, в цеп х баз этого транзистора установлены резисторы 49 и 50, причем с последнего снимаетс  выходна  частота преобразовател .

Питание устройства осуществл етс  от источника, подключаемого к сети одновременно с трансформатором, поэтому работа устройства начинаетс  с первых полупериодов сетевого напр жени . При подаче напр жени  сети на выводы 5 и 6 с измерительной обмотки 2 переменное напр жение подаетс  на мост 45 (фиг.2) и выпр мл етс . Пульсирующее напр жение подаетс  на RC-цепь 46.47. Очередна  полуволна положительного напр жени  с выхода моста 45 начинает зар жать конденсатор 47. Конденсатор зар жаетс  до напр жени , соответствующего порогу срабатывани  транзистора 48. Транзистор открываетс , происходит разр д конденсатора через переход эмиттер - база и резистор 50, на выходе которого по вл етс  импульс. Частота импульсов пропорциональна мгновенному значению напр жени  на выходе моста (фиг.2).

Таким образом, в каждом полупериоде напр жени  с выхода моста будет укладыватьс  определенное количество импульсов . Это количество импульсов пр мо пропорционально среднему значению напр жени  измерительной обмотки за 5 один полупериод. При неизменной форме этого напр жени  количество импульсов будет пропорционально также и действующему значению напр жени  измерительной обмотки 2. Изменение этого количества им0 пульсов можно осуществл ть переменным резистором 46 ЯС-це.пи.

Релаксационный генератор на однопереходном транзисторе при определенном режиме по посто нному току имеет высокую

5 термостабильность, поэтому линейность характеристики f(U) сохран етс  в широком диапазоне температур.

Датчик 10 напр жени  выполнен в виде формировател  импульсов, диаграмма ра0 боты которого изображена на фиг.З. При переходах напр жени  обмотки 2 через нулевые значени  на выходе датчика по вл етс  сигнал логического нул , в течение остальных моментов времени на выходе

5 датчика - сигнал логической единицы.

В начале каждого полупериода импульсы , выоабатываемые преобразователем 9, с выхода 13 поступают на вход 14 счетчика 15. Происходит счет этих импульсов. В конце

0 полупериода на выходе датчика 10 по вл етс  сигнал логического нул , который поступает на вход 11 блока управлени  и разрешает счет тактовых импульсов от генератора 31 счетчику 37 блока. С выходов счет5 чика 37 информаци  поступает на дешифратор 38, который в начале счета со своего выхода 39 сигналом логической единицы через первый выход 40 блока управлени  дает команду на запись кода счетчика

0 15 в буферный регистр 18. Этот код поступает на информационные входы 20 дешифратора 21.

Последующий сигнал логической единицы дешифратора 38 блока управлени  с вы5 хода 42 через третий выход 43 блока управлени  поступает на вход установки нул  счетчика 15 и на вход 44 элемента ИЛИ 33. Происходит сброс счетчика 15 на нулевое значение и на тактовом входе счетчика

0 37 блока управлени  по вл етс  сигнал логической единицы. Счетчик 37 останавливаетс .

В начале следующего полупериода на выходе датчика 10 напр жени  по вл етс 

5 сигнал логической единицы, который поступает на вход 11 блока управлени  и приводит счетчик 37 в нулевое состо ние. В результате этого на выходах 39 и 42 дешифратора 38 также по вл ютс  нули. Счетчик 15 подготовлен к считыванию импульсов

следующего полупериода измер емого напр жени  обмотки 2.

Сигнал управлени  ключами на каком- либо выходе 22 дешифратора 21 по вл етс  в момент, когда мгновенный ток нагрузки, проход щий через трансформатор 25 тока, принимает нулевое значение. В этот момент на выходе 27 датчика 24 тока по вл етс  сигнал, который подаетс  на вход 28 элемента И 29. На вход 35 этого элемента поступают посто нно тактовые импульсы генератора 31 через второй выход 34 блока управлени . В результате эти импульсы подаютс  с выхода элемента И на стробирую- щий вход 30 дешифраторе 21. В зависимости от кода на входах 20 дешифратора сигнал с его выхода через формирователь 23 поступает на тот или иной ключ по цепи его управлени , и ключ открываетс . При этом ранее включенный ключ закрываетс  естественным путем. Таким образом, происходит переключение секций трансформатора 1 в зависимости от значени  напр жени  на выводах 5, 6. Переключение ключей 4.1-4.К происходит каждый полупериод входного напр жени  и в моменты перехода мгновенного тока силовой цепи через нулевое значение. Этим исключаютс  коммутационные помехи, а также одновременное включение сразу двух ключей, что повышает точность стабилизации и надежность работы устройства.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  стабилизации переменного напр жени  сети, содержащее трансформатор с секционированной обмоткой , один крайний вывод и промежуточные выводы которой св заны с выходными выводами через ключи, управл ющие входы которых соединеныс выходами формировател , датчик тока, буферный регистр и блок управлени , отличающее- с   тем, что, с целью повышени  мощности, точности стабилизации и надежности работы , введены преобразователь напр жение - частота, входом св занный с выводами дл  подключени  сети, подключенный к его выходу тактовым входом счетчик, дешифратор, датчик напр жени  и элемент И. выход которого подключен к входу стробировани  дешифратора, причем блок управлени  имеет один вход и три выхода, а буферный регистр выполнен многоразр дным

   цифровым, его информационные входы подключены к выходам счетчика, вход управлени  записью буферного регистра соединен с первым выводом блока управлени , а выход - с информационными входами дешифратора . выходы которого св заны с входами формировател , датчик тока выполнен в виде формировател  импульсов, входом включенного в силовую цепь, а его выход подключен к первому входу элемента

   И, второй вход которогосв зан с вторым выходом блока управлени , третий выход которого св зан с входом установки нул  счетчика, а вход блока управлени  соединен с выходом датчика

   напр жени , который выполнен в виде формировател  импульсов, другой крайний вывод и один из промежуточных выводов секционированной обмотки трансформатора соединены с соответствующими выводами дл  подключени  сети, кроме того, блок управлени  содержит генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, счетчик и дешифратор , первый и второй выходы которого образуют соответственно первый и третий

   выходы блока управлени , а второй выход блока управлени  образован выходом генератора тактовых импульсов и св зан с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом дешифратора , причем выход элемента ИЛИ подключен к тактовому входу счетчика, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора, а вход блока управлени  образован входом установки

   нул  счетчика.
2. 2. Устройство поп,1,отличающее- с   тем. что преобразователь напр жение - частота содержит диодный мост и подклюценный к его выходу релаксационный генератор на однопереходном транзисторе, при этом вход диодного моста  вл етс  входом преобразовател  напр жение - частота, а выход релаксационного генератора - его

   выходом.

   Фиг 2