SU723736A1 - Регул тор однофазного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в тех устройствах фазового регулирования напряжения, где важны такие качества, как простота и широкий диапазон регулирования.

Известен регулятор, в котором управляемый по фазе источник питания содержит последовательно подключенные к источнику переменного напряжения тиристор и нагрузку, однопереходный транзистор, стабилитрон конденсаторы, резисторы [1]. Однако схема его сложна и не обеспечивает широких пре- ю делов регулирования напряжения, так как не обеспечивает диапазона изменения угла регулирования от 0 до 180°.

Известен также тиристорный регулятор напряжения, содержащий последовательно подключенные к источнику переменного на- ¹⁵ пряжения нагрузку и тиристор, катод которого соединен с одним из выводов переменного резистора, а анод через последовательно включенные диод и резистор подключен к одному из выводов конденсатора и к ста- ₂₀ билитрону, а также содержит триггер Шмитта, выполненный на двух транзисторах, и выходной транзисторный ключ со стабилитроном в цепи смещения. Устройство управ2 ления тиристором питается положительной полуволной питающего напряжения, ограниченной стабилитронами, и поэтому не обес печивает регулирования напряжения в широких пределах (0 — 110 В), а только 10 — 100 В, так как не обеспечивает изменения угла включения тиристора 0 — 180°. При углах включения тиристора близких к 0° или к 180° амплитуда импульса управления уменьшается и недостаточна для включения тиристора [2].

Недостатком такого регулятора напряжения является его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является регулятор, содержащий тиристор, силовые электроды которого образуют выходные выводы регулятора, с которыми связана основная цепочка из последовательно включенных диода и конденсатора, точка соединения которых подключена через переключающий элемент, например динистор, к управляющему электроду тиристора, а также два резистора [3].

Однако схема управления тиристором в таком регуляторе не позволяет создать импульс управления при углах включения тиристора 0°— а_ь и а₂—- 100°. Угол включения тиристора нестабилен в зоне максимальных углов регулирования, так как в этой зоне резко нарушается линейность заряда конденсатора. Угол включения тиристора нестабилен при колебаниях питающего напряжения, так как от колебаний питающего напряжения зависит время заряда конденсатора.

Целью изобретения является расширение ди а п а з о н a per у л и р о в а и и я.

Это достигается тем, что известный предложенный регулятор снабжен дополнительной цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона и дополнительного конденсатора, подключенной параллельно основной цепочке, причем одна обкладка дополнительного конденсатора и анод упомянутого диода подсоединены к катоду тиристора, анод стабилитрона и одна обкладка конденсатора основной цепочки подключены через последовательно соединенные первый резистор и дополнительно введенный диод к аноду тиристора, другие обкладки упомянутых конденсаторов соединены между собой, а второй резистор подключен параллельно обеим цепочкам.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предложенного регулятора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Тиристорный регулятор напряжения содержит последовательно подключенные к источнику переменного напряжения нагрузку 1 и тиристор 2, катод которого соединен с одним из выводов переменного резистора 3, а анод через последовательно включенные дополнительный диод 4 и резистор 5 подключен к одному из выводов конденсатора 6, к аноду стабилитрона 7 и к другому выводу переменного резистора 3. Регулятор снабжен динистором 8 и дополнительными конденсаторами 9, причем анод тиристора 2 соединен с катодом диода 4, управляющий переход тиристора 2 соединен с катодом динистора'8, анод которого соединен с катодом диода 10, с другим выводом конденсатора 6, с катодом стабилитрона 7 и с одной из обкладок дополнительного конденсатора 9, другая обкладка которого и анод диода 10 соединены с катодом тиристора 2.

Тиристорный регулятор напряжения работает следующим образом.

При отрицательной полуволне питающего напряжения (U_n) накопительный конденсатор 6 заряжается от источника питания по цепи диод 4 — резистор 5 — диод 10 — малое сопротивление нагрузки 1 (фиг. 2 6). При этом конденсатор 9 заряжается малым напряжением 0,5 В, обусловленным прямым падением напряжения на диоде 10 (фиг. 2 в). Напряжение на конденсаторе 6 (U_{c 3}) ограничивается стабилитроном 7 (ист. 7). Заряд конденсатора 6 прекращается в моменты времени wt = wt _ь когда напряжение на нем достигает напряжения стабилизации ста билитрона 7. В моменты времени wt = wt₃ диод 4 и диод 10 закрываются, поскольку напряжение на конденсаторе 6 становится больше напряжения источника питания.

С этого момента конденсатор 6 разряжается через переменный резистор 3 на конденсатор 9, перезаряжая его. Так как напряжение на конденсаторе 6 было стабилизировано стабилитроном 7, заряд конденсатора 9 не зависит от колебаний питающего напряжения и определяется только величинами емкостей 6 и 9 и величиной переменного резистора 3.

При wt >rt диод 4 препятствует прохождению положительной полуволны напряжения источника питания, поэтому ход процессов в схеме не меняется и не зависит от цепи источника питания. В момент времени wt = wta напряжение на конденсаторе 9 становится равным напряжению отпирания динистора 8, сопротивление динистора резко падает, и конденсатор 9 разряжается через открытый динистор на управляющий переход тиристора 2. Тиристор включается, и к сопротивлению нагрузки 1 прикладывается напряжение источника питания (см. фиг. 2 г) Ur 1. Разряд конденсатора 9 проходит до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным остаточному падению напряжения па динисторе 8, при этом динистор выключается. После этого происходит снова заряд конденсатора 9 по цепи конденсатор 6 — резистор 3. Конденсатор 6 выбирают такой емкости, чтобы напряжение на конденсаторе 9 при его повторном заряде не достигло напряжения отпирания динистора 8. При следующей отрицательной полуволне питающего напряжения конденсатор 9 перезаряжается до напряжения 0,5 В, обусловленного прямым падением напряжения на открытом диоде 10. Диод 4 открывается и конденсатор 6 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона. Далее процессы повторяются.

Таким образом, включение тиристора 2 возможно во всем диапазоне wt от π до 2 π, для этого необходимо изменять сопротивление переменного резистора 3. С уменьшением сопротивления этого резистора уменьшается время заряда конденсатора 9 (фиг. 2в) по цепи конденсатор 6 — резистор 3, и точка отпирания динистора и включение тиристора переходят из положения А в положение Б (фиг. 2 в), т. е. изменится угол включения тиристора от значения а, до значения а₂.

Применение предложенного тиристорного регулятора напряжения позволяет плавно регулировать угол отпирания тиристора от 0° до 180°, а также поддерживать его постоянным при колебаниях питающего напряжения, что способствует расширению диапазона регулирования напряжения.

Claims (3)

1.Патент США № 3870903, кл. Н 02 М 1/08, 1974.

2.«Радио 1972, № 9, с. 55.

3.«Тиристоры (технический справочник под ред. Лабунцова В. А., М., «Энерги , 1971, рис. 9 - 7.

)