SU851355A1

SU851355A1 - Ac voltage stabilizer

Info

Publication number: SU851355A1
Application number: SU792761502A
Authority: SU
Inventors: Николай Семенович Калашников
Original assignee: Предприятие П/Я В-2156
Priority date: 1979-05-03
Filing date: 1979-05-03
Publication date: 1981-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в блоках питани аппаратуры различного назначени , а также в качестве отдельного источника питани .The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply units for various devices, as well as as a separate power source.

Известен стабилизатор переменного напр жени , содержащий подключенный к входным выводам питающий трансформатор , вторична обмотка которого выполнена с отводами, к которым подключены входом к выпр мителю с фильтром , соединенному выходом с выводами дл подключени нагрузки, два реле с цеп ми управлени The alternating voltage regulator is known, which contains a supply transformer connected to the input terminals, the secondary winding of which is made with taps, which are connected by an input to a rectifier with a filter connected to the output with terminals for connecting the load, two relays with control circuits

Недостатком его вл етс сохранени перенапр жений на сетевой части обмотки трансформатора при работе от сети с повышенным напр жением,снижающее его надежность.Кроме того,существенным недостатком такого стабилизатора вл етс наличие только двух ступеней регулировани - одна ступень на повышенное напр жение, а друга ступень на пониженное напр жение . Известные стабилизаторы широкого применени имеют диапазон стабилизации напр жени 170-250 В. Такой диапазон стабилизации напр жени необходим дл устройств широкого применени , так как колебани напр жени The disadvantage of it is the preservation of overvoltages on the network part of the transformer winding when operating from a network with increased voltage, reducing its reliability. In addition, a significant drawback of such a stabilizer is the presence of only two stages of regulation - one stage for increased voltage, and another stage at low voltage. The well-known multi-purpose stabilizers have a voltage stabilization range of 170-250 V. This voltage stabilization range is necessary for wide-range devices, since voltage fluctuations

электрических сетей в некоторых случа х могут быть даже больше, чем 170250 В, особенно в сторону понижени напр жени .Electrical networks in some cases can even be greater than 170250 V, especially in the direction of lower voltage.

Известен стабилизатор переменного напр жени дроссельного типа. Стабилизатор состоит из силового трансформатора , управл емого многообмоточного дроссел и двух регулирующих сис10 тем на транзисторах U23.A known variable throttle voltage regulator. The stabilizer consists of a power transformer, controlled multiple winding chokes and two control systems on the transistors U23.

Недостатком этого стабилизатора вл етс большой коэффициент гармоник выходного напр жени , низкий КПД, большие габариты и вес.The disadvantage of this stabilizer is the high harmonic ratio of the output voltage, low efficiency, large dimensions and weight.

1515

Известен стабилизатор переменного напр жени , содержащий трансформатор, первична обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через A known alternating voltage stabilizer contains a transformer, the primary winding of which is made with taps connected via

20 контакты реле к входным выводам, а ко вторичной обмотке через выпр митель с фильтром, соединенному с выходными выводами, подключено два реле , первое из которых максимального 20 relay contacts to the input terminals, and to the secondary winding through a rectifier with a filter connected to the output terminals, two relays are connected, the first of which is maximum

25 напр жени ,а второе минимального напр жени , и каждое из них соединено с выходом одного из двух узлов управлени , делитель напр жени , подключенный параллельно выходу выпр мите30 л с фильтром и состо щий из послеовательно соединенных трех резйстоов и стабилитрона Сз1.25 voltage, and the second minimum voltage, and each of them is connected to the output of one of the two control units, a voltage divider connected in parallel to the output of a straight-forward 30 l filter and consisting of three successively connected three resistors and a C3 zener diode.

Недостатком этого стабилизатора еременного напр жени вл етс узкий иапазон стабилизации напр жени -, бусловленный наличием только двух тупеней регулировани , что сущест-венно сужает область применени данного стабилизатора. Кроме того, наичие вли ющих друг на друга коммутирующих элементов в делителе напр жени усложн ет настройку данного стабилизатора , особенно при увеличении количества ступеней регулировани .The disadvantage of this stabilizer of alternating voltage is the narrow range of voltage stabilization, conditioned by the presence of only two adjustment stubs, which significantly limits the scope of application of this stabilizer. In addition, the presence of mutually influencing switching elements in a voltage divider complicates the adjustment of this stabilizer, especially with an increase in the number of stages of regulation.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и област & применени стабилизатора переменного напр жени .The purpose of the invention is to expand the functionality and scope of & the use of a voltage regulator.

Поставленна цель достигаетс тем .что в стабилизатор переменного напр жени введено дополнительно третье реле минимального напр жени , блок стабилизации посто нного тока и три резисторных делител напр жени , причем блок стабилизации посто нного тока включен последовательно с делителем выходного напр жени , и параллельно его выходу подключены три резисторных делител напр жений, зь ходы которых соединены с входами соответствующих узлов управлени реле, причем один из резисторов делител напр жени , включенного на входе узла управлени реле максимального напр жени , шунтирован одним вр :денным управл емым ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управлени третьего реле минимального напр жени , а резистор делител напр жени , включенного на входе узла управлени второго реле минимального напр жени , шунтирован другим введенным ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управлени первого реле максимального напр жени , причем замыкающими контактами первого реле максимального напр жени и размыкающими контактами второго и третьего реле минимального напр жени зашунтированы соответствующие резисторы делител выходного напр жени , а два из отводов первичной обмотки трансформатора образуют дополнительные выходные выводы, соответствук дие номинальному , напр жению питающей сети.The goal is achieved by adding an additional third undervoltage relay, a DC stabilization unit and three resistor voltage dividers to the AC voltage regulator, the DC stabilization unit being connected in series with the output voltage divider and parallel to its output three resistor voltage dividers, the strokes of which are connected to the inputs of the corresponding relay control nodes, one of the resistors of the voltage divider connected at the input of the node the maximum voltage relay is shunted by one timed controlled key element, the input of which is connected to the control unit of the third minimum voltage relay, and the resistor of the voltage divider connected at the input of the control unit of the second minimum voltage relay is shunted by another key element entered whose input is connected to the control unit of the first maximum voltage relay, with the closing contacts of the first maximum voltage relay and the opening contacts of the second and third relays At the minimum voltage, the corresponding resistors of the output voltage divider are shunted, and two of the taps of the transformer primary winding form additional output pins corresponding to the nominal supply voltage.

На чертеже представлена функциональна схема стабили.затора переменного напр жени .The drawing shows a functional diagram of a variable voltage stabilizer.

Стабилизатор содержит трансформатор 1, первичные обмотки 2 и 3 которого выполнены с отводами 4-10, выпр митель 11 с фильтром, подключенный к одной из вторичньк обмоток трансформатора, делитель 12 выходного напр жени , состо щий из трех резистбров 13-15, стабилиткона 16, блока 17 стабилизации посто нного тока , к выходу которого подключены три делител 18-20 на-пр жени , резисторыThe stabilizer contains a transformer 1, the primary windings 2 and 3 of which are made with taps 4-10, rectifier 11 with a filter connected to one of the secondary windings of the transformer, divider 12 of the output voltage, consisting of three resistors 13-15, zenithtone 16, direct current stabilization unit 17, to the output of which three 18-20 splitters are connected, resistors

делителей 21 и 22 шунтированы коммутирующими ключевыми элементами 23 и 24 соответственно, выходы делителей напр жени подключены к узлам 25-27 управлени , реле 28-30 соответственно , контакты 31-33 которых подключены к первичным o6rv5OTKaM трансформатора соответственно, а другие контакты 34-36 этих реле шунтируют резисторы делител выходного напр жени , ДБа выходных вывода 37 и 38 дл подключени нагрузки.dividers 21 and 22 are bridged by switching key elements 23 and 24, respectively, the outputs of voltage dividers are connected to control nodes 25-27, relays 28-30, respectively, whose contacts 31-33 are connected to primary transformer o6rv5OTKaM, and the other contacts 34-36 the relays bypass the output voltage divider resistors, DBA of the output terminals 37 and 38 to connect the load.

Стабилизатор переменного напр жени рг.ботает следующим образом.The variable voltage regulator rg. Works as follows.

апр жение на нагрузки подаетс со вторичных обмоток трансформатора 1, работаюш.его в линейном режиме,а электрическа сеть - в первичные обмотки 2 и 3, причем их отводы 4-10 по.П1-:лючаютс к сети через контакты 31-33 реле 28-30 в зависимости от величины сетевого напр жени , кроме того , отводы 5 и 10, соответствующие номинальному напр жению электрическо сети подключены к выходным выводам 37 1-1 38 дл подключени нагрузки.The load is applied from the secondary windings of transformer 1, operating in linear mode, and the electrical network is fed to the primary windings 2 and 3, and their taps 4-10 P1-: are connected to the network via contacts 31-33 of the relay 28 -30 depending on the magnitude of the mains voltage, in addition, the taps 5 and 10, corresponding to the rated voltage of the electrical network, are connected to the output terminals 37 1-1 38 for connecting the load.

Исходное состо ние контактов 31, 32 ЕЛ 33 таково,что при номинальном мапр .кании Сети она подключаетс к отводам 5 и 10 первичных обмоток 2 и 3 трансформатора 1, при этом на нагрузках и выводе выпр мител 11 с фильтром напр жени номинальные.Узлы 25, 26 и 27 управлени в таком состо нии, при котором реле 28, 29 и 30 обесточены.The initial state of the contacts 31, 32 ЕЛ 33 is such that when the network is rated for the network, it is connected to the taps 5 and 10 of the primary windings 2 and 3 of the transformer 1, while the loads and the output of the rectifier 11 with a voltage filter are nominal. , 26 and 27 controls in such a condition that relays 28, 29 and 30 are de-energized.

При .повышении напр жени питающей злектрической сети против нормы поBbri .ijaeTCH напр жение на выходе в.ыпр мител 11 с фильтром, повышаетс напр жение на выходе блока 17 стабилизащ1й посто нного тока, повышаетс напр жение на выходе делител 18 напр жени и соответственно - на входе уз;:а 25 управлени .When the voltage of the supplying electrical network is increased against the norm on Bbri .ijaeTCH, the voltage at the output of the detector 11 with the filter rises, the voltage at the output of the DC stabilizing unit 17 increases, the voltage at the output of the voltage divider 18 rises and accordingly input nodes;: and 25 controls.

Узел 25 управлени совместно с реле 28 представл ет реле максимального напр жени , т.е. реле 28 срабатывает после возрастани напр жени на входе узла 25 управлени до определенного значени , определ емого элементами узла 25 управлени . После срабатывани реле 28, сеть подключаетс уже к выводам 4 и 10.The control unit 25 together with the relay 28 represents the overvoltage relay, i.e. Relay 28 is triggered by increasing the voltage at the input of control unit 25 to a certain value determined by the elements of control unit 25. After the relay 28 has triggered, the network is already connected to pins 4 and 10.

На выходе выпр мител 11 напр жение уменьшаетс пропорционально изменению коэффициента трансформации трансформатора 1, обусловленного переключением входного вывода с вывода 5 обмотки 2 трансформатора 1 на вывод 4. Уменьшаетс и напр жение,на , выходе блока 17 стабилизации тока и на входах узлов 25-27 управле.ни реле 28-30.At the output of the rectifier 11, the voltage decreases in proportion to the transformation ratio of the transformer 1, caused by switching the input output from the output 5 of the winding 2 of the transformer 1 to the output 4. The voltage at the output of the current stabilization unit 17 and the inputs of the nodes 25-27 decreases. .ne relay 28-30.

Дл получени линейной зависимости напр жений на входах делителей напр жений 18-20 от напр жени сети в стабилизатор переменного напр жени введен блок 17 стабилизации посто нного тока, включенный в делитель 12 выходного напр жени . При колебани х напр жени сети и соответственно коммутации отводов. первичных обмоток мы имеем на выходе выпр мител 11 с фильтром напр жение соответствующее номинальному напр же нию сети, на выходе блока 17 зации тока напр жение, пропорциональ ное напр жению сети в данный момент что обеспечиваетс включением в делитель 12 выходного напр жени резис торов 13, 14 и 15, причем отношение величин сопротивлений резисторов 13 и 15 соответствует отношению числа v 1витков с выводами 4-5, 7-8 и 9-10 об моток -3 трансформатора 1. При весовом содержании сопротивле ний резисторов 13, 14 и 15 равным 2:1:4, а также числа витков,коммутиpyeiifljix выводами 4-10 при определенном пор дке коммутации реле получают восемь ступеней регулировани выходного напр жени , что позвол ет легко получать номинальное напр жение сети на (выходе стабилизатора (37, 38) при изменении напр жени се ти в пределах от +15 до -30% от U;. номинального значени сети, при этом получаем две ступени регулировани выходного напр жени при повышенном значении напр жени сети и п ть ступеней регулировани выходного напр жени при пониженном напр жении питающей сети. Одна ступень регулирова ни соответствует значению напр жени с весовым содержанием напр жени , снимаемого с числа витков первичной обмотки 3, ограниченной выводами 7 и 8.i При повышении напр жени питгиощей сети на одну ступень регулировани , срабатывает реле 28 и 29 и своими контактами 31 и 32 переключают первичные обмотки так, чтобы на выходе выводов 5 и 10 первичных обмоток и на выходе выпр мител 11 с фильтром напр жени соответствовали номинальному напр жению сети (0, Ц4С1мс п Vm. повышении напр жени питающей сети на две ступени регулировани , срабатывает только реле 28 и своими контактами 31 и 34 переключают отводы с 5 на 4 первичной обмотки 2 транс форматора 1 и коммутируют резистор 13 контактами 34, при этом на выходе выводов 37 и 38 получаем переменное напр жение, равное номинальному значению сети. При понижении-напр жени питающей сети относительно номинального значени коммутации реле 28, 29 и 30 S показана.в таблице. 2 ступень пониженного напр Формула изобретени Стабилизатор переменного напр жени , содержащий трансформатор, первична обмотка которого выполнена с отводами, подключенными через контакты реле к входным выводам, а ко вторичной обмотке через.выпр митель с фильтром, соединенным с выходными выводами, подключено два реле, первое из которых максимального напр жени , а второе - минимального напр жени , и каждое из них соединено с выводом одного из двух узлов управлени , делитель напр жени , подключенный параллельно выходу выпр мител с фильтром и состо щий из последовательно соединенных трех резисторов и стабилитрона, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей и области применени , в него введено дополнительно Третье реле минимального напр жени ,с узлом, управлени I блок стабилизации посто нного тока и три резисторных делител напр жени ,причем блок стабилизации посто нного тока включен последовательно с делителем напр жени и параллельно его выходу подключены три резисторных делител напр жени , выходы которых соединены с входами соответствующих узлов управлени реле, причем один из резисторовделител напр жени , включенного на входе узла управлени реле максимального напр жени , шунтирован одним введенным управл емым ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управлени третьего минимального напр жени , а резистор делител напр жени , включенного на входе узла управлени второго реле минимального напр жени , шунтирован другим введенным ключевым элементом, вход которого подключен к узлу управлени первого реле максимального напр жени , причем замыкак дими контактами первого реле максимального напр жени и размыкагацими контактами второго и третьего реле минимального напр жени згицунтированы соответствующие резисторы делител выходногоIn order to obtain a linear dependence of the voltages at the inputs of voltage dividers 18–20 on the mains voltage, a DC stabilization unit 17 is inserted into the AC voltage regulator, which is included in the output voltage divider 12. At fluctuations of the network voltage and, accordingly, the switching of taps. the primary windings we have at the output of the rectifier 11 with a filter the voltage corresponding to the nominal voltage of the network, the output of the current supply unit 17 is a voltage proportional to the voltage of the network at the moment that is provided by the inclusion of the output voltage of the resistors 13 in the divider 12, 14 and 15, moreover, the ratio of the resistance values of the resistors 13 and 15 corresponds to the ratio of the number v of 1 windings with terminals 4-5, 7-8 and 9-10 for the coil-3 of the transformer 1. With the weight content of the resistances of the resistors 13, 14 and 15 equal to 2 : 1: 4, as well as the number of turns, commitspyeiifljix pins 4-10 at a certain order of switching of the relay receive eight stages of adjustment of the output voltage, which makes it easy to get the nominal voltage of the network at the output of the regulator (37, 38) when the voltage of the network varies from +15 to -30 % of U.; nominal value of the network; in this case, we obtain two stages of adjustment of the output voltage at an increased value of the network voltage and five stages of adjustment of the output voltage at a lower voltage of the supply network. One step is adjusted to the voltage value with the weight content of the voltage taken from the number of turns of the primary winding 3, limited by terminals 7 and 8.i When the supply voltage of the network rises by one control step, the relay 28 and 29 and with their contacts 31 and 32 switch the primary windings so that the output of pins 5 and 10 of the primary windings and the output of rectifier 11 with a voltage filter correspond to the nominal mains voltage (0, Ts4s1ms n Vm. By increasing the supply voltage by two steps , only relay 28 is triggered, and its contacts 31 and 34 switch taps from 5 to 4 primary windings 2 of transformer 1 and switch resistor 13 by contacts 34, while at the output of pins 37 and 38 we get an alternating voltage equal to the nominal value of the network. -power supply voltage relative to the nominal switching value of relays 28, 29 and 30 S is shown in the table. 2 stage of reduced voltage Formula of the invention AC voltage regulator, containing a transformer, the primary winding of which is made with taps switched off via the relay contacts to the input pins, and to the secondary winding through a relay with a filter connected to the output pins, two relays are connected, the first of which is the maximum voltage, and the second is the minimum voltage, and each of them is connected to one of two control nodes, a voltage divider connected in parallel to the output of the rectifier with a filter and consisting of three resistors connected in series and a zener diode, characterized in that, in order to expand the functionality and the field In addition, the Third Undervoltage Relay is additionally entered into it, with a node, control I is a DC stabilization unit and three resistor voltage dividers, the DC stabilization unit connected in series with the voltage divider and parallel to its output three resistor dividers wiring, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding relay control nodes, one of the resistors of the voltage separator connected at the input of the control unit of the maximum voltage relay, is bypassed the input keyed control element, whose input is connected to the third minimum voltage control node, and the resistor of the voltage divider connected at the input of the control unit of the second minimum voltage relay, is bridged by another input key element, whose input is connected to the control node of the first maximum relay voltage, moreover, the closure of the contacts of the first maximum voltage relay and the tripping contacts of the second and third minimum voltage relays are corresponding ie output divider resistors

напр жени , а два из отводов первичирй обмотки трансформатора образуют дополнительные выходные выводы,соответствующие номинальному напр жению питающей сети.voltage, and two of the branches of the primary winding of the transformer form additional output pins corresponding to the nominal supply voltage.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе1 .Авторское свидетельство СССР 316085, кл. G 05 F 1/20, 1969.Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 316085, cl. G 05 F 1/20, 1969.

2.Чист кова Н. Дроссельный стабилизатор переменного напр жени . - Радио, 7, 1977.2. Cleaner N. Throttle voltage regulator. - Radio, 7, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2558212,3. USSR author's certificate on application 2558212,

кл. G 05 F 1/14, 1977.cl. G 05 F 1/14, 1977.

Claims

The AC voltage stabilizer operates as follows.

The voltage to the loads is supplied from the secondary windings of the transformer 1 operating in a linear mode, and the electric network is supplied to the primary windings 2 and 3, and their taps 4-10 are connected to the network via contacts 31-33 of the relay 28-30 depending on the magnitude of the network voltage, in addition, taps 5 and 10 corresponding to the rated voltage of the electrical network are connected to the output terminals

37 and 38 for connecting the load.

The initial state of the contacts 31,

32 and 33 is such that at a rated voltage of the Network it is connected to the taps 5 and 10 of the primary windings 2 and 3 of the transformer 1, while at the loads and the output of the rectifier

11 with a nominal voltage filter. The control units 25, 26 and 27 are in a state in which the relays 30 are de-energized.

such

28, 29 and

When the voltage of the supply network increases, the voltage at the output of the rectifier 11 with the filter increases, the voltage at the output of the DC stabilization unit 17 increases, the voltage at the output of the voltage divider 18 increases, and accordingly, at the input of the control unit 25.

The control unit 25 together with the relay 28 represents the maximum voltage relay, i.e. relay 28 operates after the voltage at the input of control unit 25 rises to a certain value determined by the elements of control unit 25. After the relay 28 is activated, the network is already connected to pins 4 and 10.

At the output of the rectifier 11, the voltage decreases in proportion to the change in the transformation coefficient of the transformer 1, due to the switching of the input output from terminal 5 of the winding 2 of the transformer 1 to terminal 4. The voltage decreases by. the output of the block 17 current stabilization and at the inputs of nodes 25-27 control relay 28-30.

To obtain a linear dependence of the voltages at the inputs of the voltage dividers 18-20 on the mains voltage, a stabilization unit 17 of pos. * 5 .851355 constant current included in the divider is introduced into the AC voltage stabilizer

12 output voltage.

With fluctuations in the voltage of the network and, accordingly, switching of the taps. primary windings we have at the output of rectifier 11 with a filter a voltage corresponding to the rated voltage of the network, at the output of the current stabilization unit 17 a voltage proportional to the network voltage at the moment, which is ensured by the inclusion of the output voltage of resistors 13, 14 and 15 in the divider 12, and the ratio of the resistances of the resistors 13 and 15 corresponds to the ratio of the number i (turns with pins 4-5, 7-8 and 9-10 of the windings 2-3 of transformer 1.

1 stage of low voltage relay 28 relay 29th + relay thirty 2 stage low voltage circuit + + 3 step + + + 3 4 step .-- - - + 5 step - + + 5 Formula inventions

When the weight content of the resistances of the resistors 13, 14 and 15 is 2: 1: 4, as well as the number of turns switched by the terminals 4-10 for a certain switching order of the relay, eight stages of regulation of the output voltage are obtained, which makes it easy to obtain the rated voltage of the network at the output of the stabilizer 25 (37, 38) for changing the voltage in the range of +15 to -30% from 0 _to the nominal network, wherein we obtain two output voltage regulation stage 30 at an elevated value of the network voltage regulation and five output stages apryazheniya undervoltage supply. One regulation stage corresponds to a voltage value of 35 with a weight content of voltage taken from the number of turns of the primary winding 3, limited by terminals 7 and 8. When the supply voltage increases by one regulation stage, relay 28 and 29 are activated and primary windings are switched with their contacts 31 and 32 so that at the output of terminals 5 and 10 of the primary windings and at the output of rectifier 11 with a voltage filter correspond to the rated voltage of the network (

When the voltage of the mains is increased by two control stages, only relay 28 is triggered and with its contacts 31 and 34 switch the taps from 5 to 4 of the primary winding 2 of trans-5S format 1 and the resistor 13 is switched by pins 34, and at the output of terminals 37 and 38 we get AC voltage equal to the rated value of the network.

When the voltage is reduced, the mains voltage relative to the nominal switching value of the relay 28, 29 and 30 H shown in the table.

An AC voltage stabilizer containing a transformer whose primary winding is made with taps connected through relay contacts to the input terminals, and two relays are connected to the secondary winding through a rectifier with a filter connected to the output terminals, the first of which is the maximum voltage, and the second minimum voltage, and each of them is connected to the output of one of the two control nodes, a voltage divider connected parallel to the output of the rectifier with a filter and consisting of connected in series three resistors and a zener diode, characterized in that, in order to expand the functionality and scope, an additional third undervoltage relay with a control unit, a DC stabilization unit and three resistor voltage dividers are introduced into it, and the DC stabilization unit is connected in series with Three voltage divider and parallel to its output are connected to three resistor dedeaths of the voltage regulator, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding relay control nodes, one of the resistor of the voltage divider included in the input of the control unit of the maximum voltage relay is bridged by one input controlled key element, the input of which is connected to the control unit of the third undervoltage relay, and the resistor of the Voltage divider included in the input of the control unit of the second undervoltage relay is shunted by another input a key element, the input of which is connected to the control unit of the first maximum voltage relay, and the closing contacts of the first maximum voltage and disconnecting contacts of the second and third undervoltage relays corresponding resistors of the output divider are earthed

Ί voltage, and two of the taps of the primary winding of the transformer form additional output terminals corresponding to the rated voltage of the supply network.