SU743156A1

SU743156A1 - Device for control of transformers with magnetic switching

Info

Publication number: SU743156A1
Application number: SU772442564A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Троицкий; Николай Григорьевич Белый; Владимир Александрович Нагайцев; Семен Арефьевич Калинников; Николай Евдокимович Кияткин; Дмитрий Николаевич Паршин; Валерий Михайлович Богданов; Николай Евгеньевич Кривцов
Original assignee: Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О.Патона Ан Украинской Сср
Priority date: 1977-01-17
Filing date: 1977-01-17
Publication date: 1980-06-25

Description

единени и введение уравнителей тока; в большом токе холостого хода траис4юрматоров , а, следовательно, значительных поTqpHx и низких КПД; в невозможности одной и той же схемой управлени обеспечит при необходимости диффере1щиальное или раздельное управление 5фм трансформато- ра. Целью изобретени вл етс унификаци устройства дл управлени трансформаторами с магнитной коммутацией различных мощностей, ис1сшочение колебаний выходного нанр жени трансфс матора, упрощение схемы управлени , повышение ее надежности, уменьшение тока и потерь холостого хода, повышение КПД трансформатора . Это достигаетс тем, что в исполнительный элемент введено два импульсных фазосдвигающих блока, состо щих из узла синхронизации, генераторов пилообразного напр жени и формирователей импульсов, причем выход узла синхронизации подключен к параллельно согласно соединенным входам генераторов пилообразного напр жени , выходы, которых подключены к последовательно встречно соединенным входам формирователей импульсов, и к этим же входам подключен выход измерительного моста с искусственной нулевой точкой) выходы формирователей импульсов через управл емые выпр мители, выполненньге на тиристорах, управл ющие электроды которых через защитные диоды и маломощ1Гый тиристор соединенные с ка тодами указанных тиристоров, подключены к соответствующим обмоткам управлени рм трансформатора, а во входные цепи формирователей импульсов введены регулируемые резисторы.. На чертеже приведена принципиальна электрическа схема устройства дл упра лени трансформаторами с магнитной ком мутацией. Устройство дл управлени трансформа- 45 unity and introduction of equalizer current; in high idle current trais4yurmators, and, therefore, significant for TqpHx and low efficiency; in the impossibility of one and the same control circuit, if necessary, provide differential or separate control of the 5fm transformer. The aim of the invention is to unify the device for controlling transformers with magnetic switching of various powers, to increase the output oscillations of the transfer mater, simplify the control circuit, increase its reliability, reduce current and no-load losses, increase the transformer efficiency. This is achieved by introducing two pulsed phase-shifting units consisting of a synchronization unit, sawtooth voltage generators and pulse shapers to the actuator, the output of the synchronization node being connected in parallel according to the connected inputs of the sawtooth voltage generators connected inputs of pulse formers, and the output of the measuring bridge with an artificial zero point is connected to the same inputs) outputs of pulse formers in through controlled rectifiers made on thyristors, the control electrodes of which are connected to the corresponding control windings of the transformer transformer through protective diodes and low-power thyristor connected to the cathodes of the indicated thyristors .. The drawing shows An electrical circuit diagram of the device for controlling transformers with magnetic commutation. Transformer control device 45

торами с магнитной коммутацией содержит трансформатор 1, узел 2 сравнени напр жени , два импульсных фазосдвигающих блока , состо щих из общего узла 3 синхронизации , генераторов 4 и5 пилообразного 50 на1ф жени и формирователей импульсов 6 и 7, и два управл емых вьшр мител 8 и 9 на тиристорах.The magnetically switched tori contain a transformer 1, a voltage comparison unit 2, two pulse phase-shifting units consisting of a common synchronization unit 3, generators 4 and 5 of the saw-tooth 50 and 1, and pulse shapers 6 and 7, and two controlled watches 8 and 9 on thyristors.

Трансформат ф 1, регулируемый магшггной коммутацией и вьшолненный по авто- 55 трансформаторной схеме, содержит силовые обмотки, расположенные на магнитопроводе . Нерегулируема часть витков 1ОTransformer Φ 1, regulated by magnetic switching and implemented according to the auto-transformer circuit, contains power windings located on the magnetic core. Unregulated part of the coils 1O

гающего устройства с управл емым выпр мительным мостом.device with a controlled rectifier bridge.

Выход узла 3 синхронизации включен на параллельно согласно соединенные входы reHepaTqpOB 4 и 5 пилообразного напр жени . Генератор 4 пилообразного напр жени собран на транзисторе 23, кондeнcaтqpe 34 и peзиcтqpax 35 и 36.The output of the synchronization node 3 is switched on in parallel according to the connected inputs reHepaTqpOB 4 and 5 of the sawtooth voltage. The sawtooth generator 4 is assembled on a transistor 23, an capacitance of 34 and 34 resistors of 35 and 36.

Выходы reHepaTqpoB 4 и 5 пилообразного напр жени включены на последовательно встречно соединенные входы формирователей импульсов 6 и 7, к этим же входам подключен выход узла 2 сравнени 564 расположена в нижнем окне магнито)фО1Юда , а регулируема часть витков 11 расположена в верхнем окне магниачэпр овода, образовалном верхним и средним упра&л емыми рмами с обмотками 12 и 13 подмагничивани . Путем изменени посто нного тока в обмотках 12 и 13 верхнего и среднего управл емых рм измен етс потокосцепление части витков обмотки 11, расположенной в верхнем окне, и, следовательно, измен етс выходное напр жение трансформатора в диапазоне плавного регулировани . На одном из стержней в нижнем окне магнитопровода расположены обмотка 14 питани управл емых вьптр мителей 8 и 9 со средней точкой и обмотка 15 синхронизации . Обмотка 14 питани и обмотка 15 синхронизации не об зательно должны быть расположены на магнитопроводе силового трансформатора, они могут быть, расположены на отдельном трансформаторе питаУзел 2 сравнени напр жени сошржит выпр мительный мост 16, вход которого подключен на выход силового трансформатора 1 с магнитной коммутацией. Один выход выпр мительного моста 16 через резистор 17 подключен к одному из вхо- дов параметрического (нелинейного) моста, а второй выход подключен ко второму входу параметрического моста. .Между входами параметрического моста включен конденсатор 18. Параметрический мост соб- ран на двух кремниевых стабилитронах 19 и 2О и резисторах 21 и 22. Выхода параметрического моста через делитель на резисторах 23 и 24 подключен на вход импульсного фазосдвигающего устройства. Делитель служит дл создани искусственной нулевой точки. Узел 3 синхронизации выполнен на диодах 25-ЗО и резисторах 31 и 32. Он служит дл согласовани работы фазосдвис искусственной нулевой точкой. Формирователь импульсов 6 собран на транзистрах 37, 38 и 39, конденсаторе 40, резиторе 41, импульсном трансформаторе 42. Выходы формирователей импульсов 6 и 7 через управл емые выпр мители 8 и 9 на тиристорах подключены к обмоткам управлени (подмагничивани ) 12 и 13 трансформатора 1 с магнитной коммутацией, Управл емый выпр митель 8 собран по схеме двухполупериодного выпр млени со средней точкой на тиристорах 43, 44 и 45.The reHepaTqpoB 4 and 5 sawtooth voltage outputs are connected to the successively connected inputs of pulse formers 6 and 7, the output of the comparison node 2 of comparison 564 is located in the lower window of the magnetoresistance and the adjustable part of the turns 11 is located in the upper window of formed by upper and middle controlled ryms with windings 12 and 13 bias. By varying the direct current in the windings 12 and 13 of the upper and middle controlled PM, the flux linkage of the part of the windings 11 in the upper window changes, and therefore the output voltage of the transformer varies in the smooth control range. On one of the rods in the lower window of the magnetic circuit are located the winding 14 of the power supply controlled by mounts 8 and 9 with a midpoint and the synchronization winding 15. The power supply winding 14 and synchronization winding 15 need not be located on the magnetic core of a power transformer, they can be located on a separate power transformer. Comparison node 2 compresses the rectifier bridge 16, the input of which is connected to the output of magnetic transformer 1 with magnetic switching. One output of the rectifying bridge 16 through the resistor 17 is connected to one of the inputs of the parametric (non-linear) bridge, and the second output is connected to the second input of the parametric bridge. A capacitor 18 is turned on between the inputs of the parametric bridge. The parametric bridge is assembled on two silicon Zener diodes 19 and 2O and resistors 21 and 22. The output of the parametric bridge is connected via a divider on resistors 23 and 24 to the input of a pulsed phase shifter. The divider is used to create an artificial zero point. The synchronization node 3 is made on diodes 25-ZO and resistors 31 and 32. It serves to coordinate the operation of the phase shift by an artificial zero point. The pulse shaper 6 is assembled on transistors 37, 38 and 39, capacitor 40, resistor 41, pulse transformer 42. The outputs of pulse shaper 6 and 7 through controlled rectifiers 8 and 9 on the thyristors are connected to the control (biasing) windings 12 and 13 of transformer 1 with magnetic commutation, the Controlled rectifier 8 is assembled according to the full-wave rectifier circuit with a midpoint on the thyristors 43, 44 and 45.

Управл ющие электродьг тиристоров 43 и 44 .управл емого выпр мител 8 подключены через защитные разделительные диоды 46 и 47 и маломощный тиристор 45 к катодам этих же тиристоров.The control electrodes of the thyristors 43 and 44 of the controlled rectifier 8 are connected via protective dividing diodes 46 and 47 and low-power thyristor 45 to the cathodes of the same thyristors.

Диоды 48 и 49 служат дл поддержани непрерывного тока в обмотках управлени 12 и 13.Diodes 48 and 49 serve to maintain a continuous current in the control windings 12 and 13.

Резисторы 50 и 51 служат дл подавлени высокочастотных составл ющих и дл надежного первоначального по джига тиристоров.Resistors 50 and 51 serve to suppress high frequency components and to reliably initial thyristor jig.

Дл обеспечени раздельного подмагничивани рем трансформатора, в входные цепи формирователей импульсов введены регулируемые резисторы 36 и 52.To provide separate transformer bias, the adjustable resistors 36 and 52 are introduced into the input circuits of the pulse formers.

Задание выходного напр жени осушест вллетс переменным резистором 17.Setting the output voltage of a voltage resistor with a variable resistor 17.

Согласование работы фазосдвигающего устройства с управл емым выпр мительным мостом 8 достигаетс тем, что на вход узла 3 синхронизации подаетс напр жение в фазе с напр жением на управл емом мооте 8.The coordination of the operation of the phase-shifting device with the controlled rectifying bridge 8 is achieved by the fact that a voltage is supplied to the input of the synchronization unit 3 with a voltage on the controlled motor 8.

На одну из диагоналей параметрического моста через регулируемый резистор 17 подаетс вьтр мленное выходное напр жение трансформатора 1, а с другой диагонали снимаетс сигнал рассогласовани , величина и пол рность которого завис т от отклонени выходного напр жени от заданного . На Екод транзистора 33 подает с два напр жени : напр жение синхронизации плюсом на базу транзистора 33 и напр жение смещени через резистор 35 минусом на базу. Напр жение синхронизации имеет форму выпр мленного двухполу- периошюго однофазного напр жени и суммируетс с посто нным напр жением смещени . Когда напр жение синхронизации больще напр жени смешени , транзистор 33 закрыт, конденсатор 34 зар жаетс по цепи: плюс источника через конденсаTqp 34, резистф 36 и минус источника. Когда напр жение синхронизации становитс меньше напр жени смещени , транзистор 33 открываетс , конденсатчзр 34 разр жаетс по цепи: переход эмиттер-коллектор транзистс а 33 и резистор 35, и таким образсйи получаетс на выходе пилообразное напр жение.The output voltage of the transformer 1 is applied to one of the diagonals of the parametric bridge, through the adjustable resistor 17, and the error signal is output from the other diagonal, the magnitude and polarity of which depends on the output voltage deviation from the specified one. The code of the transistor 33 supplies with two voltages: the synchronization voltage with a plus to the base of the transistor 33 and the bias voltage across the resistor 35 minus to the base. The synchronization voltage has the form of a rectified two-phase semi-single-phase voltage and is summed with a constant bias voltage. When the synchronization voltage is higher than the mixing voltage, the transistor 33 is closed, the capacitor 34 is charged along the circuit: plus the source through the condensate Tqp 34, resistor 36 and the minus of the source. When the synchronization voltage becomes less than the bias voltage, the transistor 33 opens, the condensate 34 is discharged along the circuit: the emitter-collector junction transistor 33 and the resistor 35, and this results in a sawtooth voltage.

Резистор 35 выбираетс таким, чтобы при открытом транзисторе 33 падение напр жени на нем было близким, но меньше напр жени выключени формировател импульсов 6.The resistor 35 is chosen such that when the transistor 33 is open, the voltage drop across it is close, but less than the switching voltage of the pulse shaper 6.

Резистор 36 служит дл изменени крутизны пнлообразного напр жени . Сигнал с reHepaTqpa 4 пилообразного напр жени подаетс на формирователь импульсов 6. Когда напр жение на входе форм1фовател импульсов 6 меньше напр жени срабатывани , транзистор 39 закрыт и конденса тор 40 зар жаетс до амплитудного зна чени . Когда напр жение на входе формировател импульсов 6 превысит величину срабатывани , транзистор 39 откроетс и конденсатор 4О разр дитс через первичную обмотку импульсного трансфсрматора 42 и переход эмиттер-коллектор транзистора 39, благодар этому выдаетс сигнал на поджнг тиристора 45.Resistor 36 serves to vary the slope of the voltage across the pn. The signal from reHepaTqpa 4 of the sawtooth voltage is applied to pulse shaper 6. When the voltage at the input of pulse generator 6 is less than the response voltage, the transistor 39 is closed and the capacitor 40 is charged to an amplitude value. When the voltage at the input of the pulse driver 6 exceeds the triggering value, the transistor 39 opens and the capacitor 4O discharges through the primary winding of the pulse transformer 42 and the emitter-collector junction of the transistor 39, thereby giving a signal to the thyristor 45.

На вход фе мировател импульсов 6 одно1феменно с сигналом генератора 4 пилообразного напр жени подаетс сигнал с измерительного моста, эти сигналы суммируютс на резисторе 41.The input of the pulse generator 6 is single, with a signal from the generator 4 of the saw-tooth voltage, a signal is supplied from the measuring bridge, these signals are summed on the resistor 41.

В зависимости от величины и пол рности сигнала рассогласовани будет мен тьс амплитуда сигнала генератора 4 пилообразного напр жени , благодар этому будет мен тьс момент срабатывани фор-, мировател импульсов 6 и выдача сигнала на поджиг тиристоров 45, 43 и 44 а следовательно , - напр жени и тока в обмотке подмагничивани 12.Depending on the magnitude and polarity of the error signal, the amplitude of the signal of the 4th sawtooth voltage will vary, thereby triggering the for- and pulse generator 6 and outputting the signal for ignition of the thyristors 45, 43 and 44, and therefore, the voltage and the current in the bias winding 12.

Аналоги но работает канал управлени , обмотки подмагничивани 13. Амплитуда с 1гналов генератора 4 и 5 пилообразного напр жен1ю регул1фуетс и устанавливаетс равной величине срабатывани формирователей 6 и 7, при этом осуществл етс раздельное подмагничивание рем трансформатора .The control channel works analogously but the bias winding 13. The amplitude of the generator signals 4 and 5 of the sawtooth voltage is controlled and set equal to the response value of the formers 6 and 7, and the transformers are separately magnetized.

Claims

If the amplitude of the sawtooth voltage generator signal is greater than the trigger voltage of the pulse driver, then a differential reset will be performed, and if less, the stabilization error increases. Claim 1. Device for controlling magnetically switched transformers. 7 h: ... - 7 containing a metering node, made on zener diodes and resistors, and connected to an actuator, made in the form of a differential contactless nolutfovodnikovy relay, the output of which through power amplifiers is connected to the control windings, characterized in that unification, exclusion of output voltage oscillations, simplification and increase of reliability, two pulsed phases of the driving blocks, consisting of a synchronization node of sawtooth generators, are introduced into the executive element pulse shapers, with the output of the synchronization node connected in parallel according to the connected inputs of sawtooth generators, the outputs of which are connected to successively connected decoders of the pulse shaper, and the output of the measuring motor with an artificial zero point is connected to the same inputs pulse formers through controlled rectifiers, terminated on thyristors, which control electroschr through protective diodes and low-power thyristor connected to atodami AUC: shnnyh thyristors connected to the corresponding coil control rm transfer) - Matora. 2. Device pop. 1, which is different from the fact that, in order to reduce the current and the no-load losses of the transformer and increase its efficiency by separately biasing the PM of the transformer, adjustable resistors are inserted into the input circuits of the forma- tion pulse. Sources of information taken into account in the examination 1, USSR Author's Certificate No. 298442, cl. B 23 K 9 / OO.

2. Patent GDR NO 1277О1 (application No. 1757673 / 25-27 in the USSR with a positive decision) (prototype).