SU858204A1 - Регул тор напр жени с непрерывным регулированием - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике . Известен регул тор напр жени  с непрерывным регулированием, трансфор матор обмотки которого через выпр мительный мост соединен последовател но с .транзисторные регул тором непре рывного действи  1 . Недостатками этого регул тора  вл ютс  низкий КПД, увеличенные вес,, габариты и динамическа  нестабильность Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  регул тор напр жени  с непр рывным регулированием, содержащий вольтовычитающий трансформатор, первичные обмотки которого соединены по следовательно с обмотками силового трансформатора, а вторичные сбмотки подключены к диагонали переменного тока выпр мительного моста, к диагонали посто нного тока которого подкл чен выход транзисторного регул тора. При этом, поскольку в контур регу лировани  выходного напр жени  входит только индуктивность рассе ни  одного регулировочного трансформатора , составл юща  5-10% от индуктивности силового трансформатора, то в это.м устройстве существенно повышено быстродействие контура регулировани  т. е. уменьшена динамическа  нестабильность . Особенно она мала при питании схемы (фиг. 5) от высокочастотного инвертора 2J. Недостатком известного регул тора  вл етс  низкий КПД, вызванный тем, что весь диапазон изменени  входного напр жени  (с учетом коэффициента трансформации вольтовычитаюшего трансформатора ) приложен к транзисторному регул тору, работающему в линейном режиме. Цель изобретени  - повышение КПД устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регул торе напр жени  с непрерывным регулированием, содержащем силовой трансформатор, вольтовычитающий трансформатор, первичные обмотки которого соединены последовательно с. обмотками силового трансформатора, а вторичные обмотки подключены к диагонали переменного тока выпр мительного моста, к диагонали посто нног о тока которого подключен выход транзисторного регул тора, обмотки силового трансформатора выполнены с N отпайками и дополнительно введены N вольтовычитающих трансформаторов, первична  обмотка каждого из которых подсоединена к соответствующей отпайке силового трансформатора и к выходному выводу регул тора, при этом вторична  обмотка включена в диагональ переменного тока одного из соответствующих N дополнительно введенных выпр мительных мостов, последовательно с диодами катодной группы каждого из которых включены управл емые ключи, при этом к каждому из управл емых электродов последних подключена цепь из последовательно соединенных диода, дополнительной обмотки силового трансформатора и резистора, причем в диагонешь посто нного тока каждого из дополнительно вйбденных выпр мительных мостов включен выход соответствующего дополнительного транзисторного регул тора , вход каждого из-которых соединен с соответствующим выходом устройства переключени .

На фиг. 1 показан пример выполнени  предлагаемого регул тора; на фиг. 2-4 - диа1раммы его работы; на фиг. 5 вариант схемы в однофазном исполнении.

Регул тор содержит трехфазный силовой трансформатор {или три однофазных ) с первичными 1, вторичными 2 и дополнительными 3 обмотками, выходной выпр митель 4, трехфазный мостовой выпр митель 5, трехфазные мостовые запираемые выпр мители 6 и 7 с ключами (тиристорами) в катодной группе вентилей, выходы выпр мителей 5,6 и 7 шунтированы транзисторными регул торами 8, 9 и 10, трехфазный основной вольтовычитающий трансформатор (или три однофазных) с первичными 11 и вторичными 12 обмотками, два дополнительных вольтовычитаювдих трансформатора с собмотками 13, 14 и 15, 16. Перечисленные узлы составл ют силовую часть стабилизатора. Остальные узлы составл ют схему управлени . Блок 17 дл  управлени  выходом подключен к устройству 18 переключени . Диоды 19, резисторы 20-22 составл ют цепи управлени  тиристорами выпр мителей 6 и 7.

Транзисторные регул торы могут быть выполнены на основе составного транзистора, причем вход щие транзисторь . могут быть одного или разных типов проводимости. Блок 17 обычно состоит из источника опорного напр жени , делител  напр жени , схемы сравнени  и усилител  посто нного тока. Устройство 18 переключени Е в простейшем виде может состо ть из диодов, резисторов и источника напр жени . На фиг. 5 использован только один дополнительный контур регулировани  (узлы 13, 14, 6, 9), а в качестве ключей использованы транзисторы.

Предлагаемый стабилизатор работает следующим образом.

Трехфазное переменное напр жение через трансформатор с обмотками 1, 2

и выпр митель 4 подаетс  на выход. Регулирование этого напр жени  осуществл етс  узлами 5-16. Напр жение между отпайками каждой из обмоток 2 составл ет 5-10% от напр жени  на всей обмотке. На фиг. 2, 3 и 4 больша  синусоида соответствует линейному напр жению между концами обмоток 2, средн   - на первых отпайках, менша  - на вторых отпайках. Дл  упрощени  на фиг. 2-4 показана только одна фаза.

При максимальном напр жении пропускают силовой ток и осуществл ют регулирование обмотки 15 и 16, выпр митель 7 и регул тор 10. При этом на обмотках 15 остаетс  вершина синусо .иды, заштрихованна  на фиг. 2. При увеличении по какой-либо причине выходного напр жени  увеличиваетс  выходной ток блока 17, в св зи с чем уменьшаетс  ток базы регул тора 10, напр жение на нем увеличиваетс , что приводит к увеличению напр жени  на обмотках 16 и 15 и к уменьшению выходного напр жени  до исходного значени .. Через управл ющие электроды тиристоров выпр мителей 6 и 7 протекает ток управлени  по цеп м 3, 19, 21, 22 и 20 через ка)1сдый в течение своей трети периода, в св зи с чем тиристоры в это врем  могут начать проводить ток.

Напр жени  на выходах выпр мителей 6 и 5 определ ютс  вершинами дву других синусоид (фиг. 2), срезанными до уровн  Ug,. С учетом коэффициента трансформации обмоток 11, 12 и 13, 14 это напр жение величиной 40-60 В приложено к регул торам 8 и 9, которые при этом закрыты запирающим (на схеме положительным) смещением на базах , образованным падени ми напр жений на -диодах переключател  18.

Claims (2)

1. При монотонном уменьшении входного напр жени  В 1ачале приближаетс  к насыщению регул тор 10. Потом амплитуда малой синусоиды опускаетс  ниже уровн  UBI,,, выходное напр жение стабилизатора уменьшаетс  в пределах заданной нестабильности, уменьшаетс  ток на выходе блока 17, переключатель 18 через средний резистор начинает пропускать ток базы регул тора 9, который открываетс  и обеспечивает регулирование в этом диапазоне входного напр жени  (фиг. 3) . Регул тор 10 продолжает оставатьс  открытым , однако тока не пропускает, тс-.к как заперт выпр митель 7. Дл  по снени  этого точками на фиг. 1 обозначены электрические начала обмоток, относ щихс  к одной фазе. В период времени среза вершины синусоиды регул тором 9 (фиг. 3) на электрических началах обмоток 2, 13 и 14 относительно кондов имеетс  полбжительный потенциал, на началах обмоток 11 и 12 он еще более положителен, а на началах обмоток 15 и 16 он отрицателен в св зи с чем нарушено совпадение во времени открытого состо ни  тиристора и положительного напр жени  на ег аноле. При Дсшьуейшем уменьшении входного напр жени  {фиг. 4) ток блока 17 еще более уменьшаетс , открываетс  регул тор 8, выпр митель б запираетс  опрокидывани  фазы напр жени  на обмотках 14. Изменением величины сопротивлений можно несколько подстраивать врем  провод йего состо ни  тиристора от 1/3 периода при близких нулю сопротивлени х -резисторов 21 и 22 до 1/2 периода при равном нулю сопротивлени резистора 20. Ейли выбранный тип тиристора допускает обратное напр жени на нем при протекании тока управлени то диоды последовательно с тиристора ми могут не устанавливатьс . Ширина полосы пропускани  частот блока 17 может быть сделана уже уста новкой конденсаторов и, если при это еще на выходе стабилизатора установлена больша  емкость, то в каждом ди пазоне входного напр жени  работает только один регул тор. Если же блок 17 быстродействующий, то при максима ном входном напр жении работают все три регул тбра в течение каждой части периода питающего напр жени . В предлагаемом устройстве потери мощности на регулирование уменьшены по сравнению с известным в несколько раз, поскольку лишь часть диапазона изменени  входного напр жени  (с учетом коэффициента трансформации) приложена к очередному регул тору. Потери мощности в диодах и тиристора выпр мителей 5-7 малы, так как через них проходит ток примерно в 50 раз меньше, чем на выходе стабилизатора, Потери мощности в пропускающем ток регулировочном трансформаторе не более 1-1,5% от выходной МО1Ч.НОСТИ стабилизатора .. Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным значительно повышен КПД, величина которого приближаетс  к КПД нерегулируемого выпр мител . Радиатор регул торов, занимающий в известном устройстве около половины всего объема, здесь уменьшен в несколько раз, что приводит к уменьшению веса и габаритов всего стабилизатора . Формула изобретени  Регул тор напр жени  с непрерывным регулированием, содержащий силовой трансформатор, вольтовычитающий трансформатор, первичные обмотки которого соединены последовательно с обмотками силового трансформатора, а вторичные обмотки подключены к диагонали переменного тока выпр мительного моста, к диагонали посто нного тока которого подключен выход транзисторного регул тора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, обмотки силового трансформатора выполнены с N отпайками и дополнительно введены N вольтовычитающих трансформаторов, первична  каждого из которых подсоединена к соответствующей отпайке силового трансформатора и к выходному выводу регул тора , при этом его вторична  обмотка включена в диагональ переменного тока одного из соответствугадих N дополнительно введенных выпр мительных мостов, последовательно с диодами катодной группы каждого из которых включены управл емые ключи, к каждому из управл емых электродов последних подключена дополнительно введенна  цепь из последовательно соединенных диода, дополнительной обмотки силового трансформатора и резистора, причем в диагональ посто нного тока каждого из дополнительно введенных выпр мительных мостов включен выход соответствующего дополнительно транзисторного регул тора, вход каждого из котоpijx соединен с соответствующим выходом дополнительно введенного устройства переключени . Источники информации, Прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 645145, кл. G 05 F 1/56, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 383022, кл. G 05 F 1/30, 1970. В)(од 220 S г.2 Фиг.3 Фиг.

   фиг. 5

   in

   П