SU425167A1 - Регулятор переменного напряжения - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  регулировани  напр жени  в сет х переменного тока и может быть использовано в разработке регулируемых источников питани .

Известны регул торы переменного напр жени , содержащие в качестве регулирующего органа трансформатор, регулировочна  обмотка которого разделена на секции с неравным количеством витков, тиристорные ключи в качестве коммутирующих элементов и диоды .

Однако такие устройства либо малонадежны и в них отсутствуют быстродействи , либо содержат большое количество полупроводниковых коммутирующих элементов и сложную схему управлени .

В предложенном регул торе кажда  секци  регулировочной обмотки разбита на две подсекции с одинаковым количеством витков, кажда  из которых в свою очередь соединена последовательно с диодом и вместе с ним зашунтирована тиристором. Подсекции одной половины всех секций трансформатора с соответствующими диода.ми соединены последовательно и образуют одну из ветвей регулировочной обмотки трансформатора, в которой начала обмоток всех подсекций подключены к анодам соответствующих диодов, концы - к анодам соответствующих тиристоров, а подсекции другой половины подсекций с диодами

также соединены последовательно и образуют другую ветвь регулировочной обмотки, котора  включена параллельно первой ветви и в которой начала обмоток подсекций соедииены с анодами соответствующих тиристоров, а концы - с анодами соответствующих диодов .

На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема предложенного регул тора .

Исполнительный элемент состоит из автотрансформатора (трансформатора) 1 с первичной обмоткой 2 и вторичной обмоткой 3 и двух параллельных ветвей последовательно

соединенных прогрессивных (в соответствии с двоичным кодом) вольтодобавочных секций, которые включены последовательно вторичной обмотке через полупериодные ключи 4 и 5. Одна ветвь предназначена дл  работы в положительный полупериод тока нагрузки, друга  - в отрицательный. Полупериодные ключи 4, 5 состо т из последовательно соединенных диода и тиристора. Кажда  вольтодобавочна  секци  состоит из параллельного соединени  разр дной обмотки 6 с последовательно включенным запирающим диодом 7 и шунтирующего ключа 8. Все разр дные обмотки включены встречно по отнощению ко вторичной обмотке. Запирающие диоды 7 одпой ветви соединены со стороны выводов разр дных обмоток, согласных по отношению ко вторичной обмотке, другой ветви - со стороны встречных выводов, и обращены катодами к узлу параллельного соединени  разр дной обмотки 6 с последовательно включенным запирающим диодом 7 и шунтирующего ключа 8 со стороны включени  запирающего диода. К этому же узлу обращены катоды диода и тиристора шунтирующего ключа.

При наибольшем возможном напр жении сети из вторичного напр жени , возникающего на обмотках 2 и 3 автотрансформатора, вычитаетс  сумма э.д.с. обмоток 6 всех секций исполнительного элемента. Э.д.с. всех обмоток должна быть такой, чтобы выходное напр жение на нагрузке 9.было бы равно номинальному . Дл  этого ключи 8 всех секций разомкнуты , т. е. тиристоры этих ключей заперты, а ток нагрузки протекает последовательно через все обмотки 6 и диоды 7 всех секций, причем в положительный полупериод, когда замкнут ключ 5 (т. е. открыт тиристор), он протекает по правой параллельной ветви, а в отрицательный полупериод, когда замкнут ключ 4 (т. е. открыт его тиристор), - по левой параллельной ветви.

При наименьшем возможном напр жении сети все ключи 8 замкнуты, т. е. их тиристоры открыты, и ток нагрузки протекает последовательно через все ключи 8 правой ветви в положительный полупериод и левой ветви - в отрицательный полупериод, мину  обмотки 6, э.д.с. которых в этом случае не вычитаютс  из напр жени  обмоток 2 и 3. Э.д.с. обмотки 3 должна быть такой, чтобы напр жение на нагрузке оставалось номинальным с учетом падени  напр жени  на ключах.

При промежуточных значени х напр жени  в сети попарно в левой и правой ветв х замыкаетс  только часть ключей 8 с тем, чтобы напр жение на нагрузке оставалось равным номинальному с точностью до величины э.д.с. той пары обмоток 6, количество витков которой минимально. В зависимости от величины напр жени  сети замкнутым может быть любое сочетание ключей 8. Дл  предотвращени  короткого замыкани  секций введены запирающие диоды 7, включенные так, что дл  тока в контуре 6-В-7 они заперты. Протеканию внутри секций токов короткого замыкани  по часовой стрелке (при открытых тиристорах в ключах 8) преп тствуют диоды , включенные последовательно с тиристорами в ключах 8. Эти же диоды предохран ют тиристоры от опасных напр жений, если в момент подачи на их управл ющие электроды отпирающего импульса э.д.с. обмотки 6 окажетс  дл  тиристора обратной. Включение диода 7 потребовало выполнить вольтодобавочные секции в виде двух параллельных ветвей , чтобы диоды 7 правой ветви пропускали

ток нагрузки при разомкнутых ключах 8 в положительный полупериод вверх, а левой- в отрицательный полупериод вниз. С одной ветвью ток в нагрузке оказалс  бы однополупериодным выпр мленным.

Однако при таком выполнении вольтодобавочных ветвей в положительный полупериод напр жени  сети возникал бы ток короткого замыкани , протекающий под действием суммы э.д.с. всех обмоток 6 отрицательной ветви за вычетом суммы э.д.с. обмоток положительной ветви, которые исключены из последовательной цепи включенными шунтирующими ключами, в направлении против часовой

стрелки по цепи: вниз по левой ветви и далее вверх по правой ветви, мину  исключенные обмотки через шунтирующие ключи, так как все диоды и часть тиристоров правой ветви дл  этого тока оказываютс  открытыми. Дл 

предотвращени  этого тока права  и лева  ветви включаютс  поочередно ключами 4 и 5 так, что один из тиристоров этих ключей всегда заперт. Таким образом, коэффициент трансформации трансформатора может измен тьс  с дискретностью , определ емой наименьшей обмоткой вольтодобавочных секций.

Предмет изобретени 

Регул тор переменного напр жени , содержащий в качестве регулирующего органа

трансформатор, регулировочна  обмотка которого разделена на секции с неравным количеством витков, тиристорные ключи в качестве коммутирующих элементов и диоды, о тличающийс  тем, что, с целью повышени 

надежности, быстродействи  и сокращени  количества элементов, кажда  секци  регулировочной обмотки разбита на две подсекции с одинаковым количеством витков, кажда  из которых в свою очередь соединена последовательно с диодом и вместе с ним зашунтирована тиристором, причем подсекции одной половины всех секций трансформатора с соответствующими диодами соединены последовательно и образуют одну из ветвей

регулировочной обмотки трансформатора, в которой начала обмоток всех подсекций подключены к анодам соответствующих диодов , концы - к анодам соответствующих тиристоров , а подсекции другой половины подсекций с диодами также соединены последовательно и образуют другую ветвь регулировочной обмотки, котора  включена параллельно первой ветви и в которой начала обмоток подсекций соединены с анодами соответствующих тиристоров, а концы - с анодами соответствующих диодов.