SU437055A1 - Стабилизатор посто нного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам стабилизации посто нного тока и может быть использовано в качестве источника питани  систем зар да накопительных конденсаторов, аппаратуры св зи и устройств автоматики.

Известные стабилизаторы посто нного тока, состо щие из полупроводникового инвертора напр жени , задающего генератора, выпр мител  с П-образным фильтром, согласующего силового трансформатора и линейного дроссел  в цепи переменного тока инвертора, имеют сложную схему управлени , требуют установки нелинейных корректирующих звеньев в св зи с нелинейной зависимостью между током нагрузки и частотой инвертора, инерционны, склонны к автоколебани м.

Цель изобретени  - упростить схему, повысить надежность и быстродействие устройства.

Дл  этого параллельно линейному дросселю включена це почка из односердечникового однообмоточного дроссел  насыщени , выполненного из материала с пр моугольной петлей гистерезиса, и двух импульсных трансформаторов , выходные обмотки которых по унипол рной схеме подключены к входу задающего генератора.

На фиг. 1 представлена структурна  схем.а устройства; на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие работу схемы .

Стабилизатор тока состоит из тиристорного инвертора напр жени  1, выпр мител  с Побразным фильтром и согласующим трансформатором 2 линейного дроссел  3, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора , задающего генератора 4, синхронизатора 5.

Инвертор выполнен по полумостовой схеме Мак-Мурре . Сигналы управлени  пр моугольной формы поступают на инвертор от задающего генератора 4, представл ющего собой генератор Ройера, способный работать как в режиме самовозбуждени , так и в режиме внещней синхронизации. Между сигналами управлени , поступающими на инвертор, существует временной сдвиг, создаваемый дроссел ми насыщени  с пр моугольной петлей гистерезиса 6, 7 (фиг. 2), установленными в цеп х управлени  основными тиристорами.

Задающий генератор может быть синхронизирован от внещнего синхронизатора, частота

выходных импульсов которого выще собственной частоты колебаний генератора. Сигналы от синхронизатора 5 подаютс  на базу-эмиттер транзисторов 8, 9 задающего генератора 4 параллельно сигналам, поступающим с базовых обмоток генератора 4.

Синхронизатор 5, подключенный параллельно линейному дросселю 3, состоит из односердечникового дроссел  насыщени  10, выполненного на материале с пр моугольной петлей гистерезиса; двух импульсных трансформаторов 11 и 12, первичные обмотки которых включены последовательно с обмоткой дроссел  насыщени ; диодов 13 и 14, щунтирующих первичные обмотки трансформаторов 11 и 12 в одном направлении; диодов 15 и 16, предназначенных дл  получени  унипол рных импульсов напр жени  на входе задающего генератора 4.

Ток намагничивани  импульсных трансформаторов 11 и 12 больше тока намагничивани  дроссел  насыщени  10, так что до насыщени  дроссел  10 напр жени  на импульсных трансформаторах пренебрежимо мало.

Устройство работает следующим образом.

В момент включени  задающего генератора 4 он начинает работать в режиме самовозбуждени  и включает один из силовых тиристоров инвертора, например 17. Ток через линейный дроссель 3 возрастает и к дросселю насыщени  10 прикладываетс  напр жение, насыщающее его в положительном направлении . Через некоторый промежуток времени дроссель 10 насыщаетс  и на импульсном трансформаторе 12 по вл етс  напр жение, поступающее на вход задающего генератора 4 и измен ющее пол рность выходного напр жени  задающего генератора. При этом тиристор 17 запираетс , а неуправл емый вентиль 18 открываетс , пол рность тока нагрузки остаетс  неизменной, но величина его уменьщаетс , а пол рность напр жени  на дросселе насыщени  10 измен етс  на противоположную. Дроссель насыщени  10 перемагничиваетс  в отрицательном направлении. Когда ток нагрузки снижаетс  до нул , неуправл емый вентиль 18 закрываетс , а тиристор 19 открываетс  и пол рность тока нагрузки измен етс  на противоположную. Дроссель насыщени  10 продолжает перемагничиватьс  в отрицательном направлении до насыщени . При этом по вл етс  напр жение на импульсном трансформаторе 11, пол рность выходного напр жени  задающего генератора 4 измен етс  на противоположную, основной тиристор 19 закрываетс , неуправл емый вентиль 20 открываетс  и т. д. Запирание основных тиристоров осуществл етс  включением вспомогательных тиристоров 21, 22.

Изменение сопротивлени  нагрузки или входного напр жени  приводит к изменению мгновенных значений напр жени  на дроссель

насыщени  10 и длительности интервала его перемагничивани , т. е. частоты инвертировани  напр жени . При уменьщении сопротивлени  нагрузки или повыщени  входного напр жени  частота выходного напр жени  инвертора повыщаетс , что приводит к увеличению падени  напр жени  на линейном дросселе и уменьщению падени  напр жени  на нагрузке. В результате ток натрузки остаетс  неизменным . При повышении сопротивлени  нагрузки или понижении входного напр жени  посто нство тока нагрузки поддерживаетс  путем снижени  частоты выходного напр жени  инвертора .

На фиг. 3 приведены временные диаграммы напр жений на выходе инвертора I-Ui; первичной обмотке трансформатора выпр мител  2-Uzi на линейном дросселе 3-f/з; а также диаграммы тока, протекающего через линейный дроссель 3-ts и тока нагрузки, приведенного к первичной обмотке трансформатора выпр мител  2-/нВ момент 1 происходит скачок выходного напр жени  инвертора 1-Ul, а в момент - 2 скачок напр жени  на нагрузке и соответстт венно на первичной обмотке трансформатора выпр мител  2-U. При этом вольтсекундный интеграл напр жени  на дроссель насыщени  10 остаетс  посто нным, что обеспечивает посто нство амплитудного и среднего значени  тока, протекающего через линейный дроссель 3, а следовательно и тока нагрузки.

Изменение питающего инвертор напр жени  или напр жени  на нагрузке вызывает изменение частоты инвертировани  с запаздыванием не более (0,5-1,0) периода выходного напр жени  инвертора.

Предмет изобретени 

Стабилизатор посто нного тока, состо щий из полупроводникового инвертора напр жени , задающего генератора, выпр мител  с Побразпым фильтром, согласующего силового трансформатора и линейного дроссел  в цепи переменного тока инвертора, отличающийс   тем, что, с целью упрощени  стабилизатора , повышени  его надежности и быстродействи , параллельно линейному дросселю включена цепочка из односердечникового однообмоточного дроссел  насыщени , выполненного из материала с пр моугольной петлей гистерезиса и двух импульсных трансформаторов, выходные обмотки которых по унипол рной схеме подключены к входу задающего генератора .

tH I

,79 ..18

; 1 «

/

/ -jp

Z7

20

77

-w-M

10

72

73

3r-r 4 -w/ З

V