Устройство для стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора

Устройство для стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИ НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА, содержащее тиристор, катод которого связан с посд.эдовате но соединенными резистором и накопительным конденсатором, зашунтированным делителем напряжения, выход которого соединен с входом первого формирователя управляющего сигнала, трансформатор, первичная обмотка ко торого связана с анодом тиристора, первый фазосдвигатель, вход которого подключен к одной из обмоток тра форматора , отличающе еся тем, что, с целью повышения точност стабилизации напряжения заряда путе скачкообразного уменьшения угла вкл чегия тиристора при приближении уровня заряда к номинальному значению , в него дополнительно введены второй формирователь управляющего сигнала, второй фазосдвигатель, источник опорного напряжения с резистором и три элемента И-НЕ, причем вход второго формирователя управляющего сигнала соединен с выходом делителя напряжения и через резисторс источником опорного напряжения, первый вход второго фазосдвигателя соединен с источником опорного напряжения , а второй - с вторичной обмоткой трансформатора, выходы первого формирователя управляющего сигнала и первого фазосдвигателя подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И-НЕ, выходы второго формирователя управляющего сигнала и второго фазосдвигателя подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов- И-НЕ подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора.

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3345367/18-21 (22) 12.10.81 (46) 23.04.83. Бюл. Р 15 (72) В.Н. Алферов (53) 621 .316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 589685, кл. С 05 Р 1/56, 1978.

2. Приборы и техника эксперимента . 1970, Р 4, с. 92 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА, содержащее тиристор, катод которого связан с 1100J. ýäoâàòåëüно соединенными резистором и накопительным конденсатором, эашунтированным делителем напряжения, выход которого соединен с входом первого формирователя управляющего сигнала, трансформатор, первичная обмотка которого связана с анодом тиристора,.и первый фазосдвигатель, вход которого подключен к одной из обмоток трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации напряжения заряда путем скачкообразного уменьшения угла включения тиристора при приближении

3($1) 6 05 F 1/56; H 03 К 3/53 уровня заряда к номинальному значению, в него дополнительно введены второй формирователь управляющего сигнала, второй фазосдвигатель, источник опорного напряжения с резистором и три элемента И-HE причем вход второго формирователя управляющего сигнала соединен с выходом делителя напряжения и через резистор-+ с источником опорного. напряжения, первый вход второго фазосдвигателя соединен с источником опорного напряжения, а второй - с вторичной обмоткой трансформатора, выходы первого формирователя управляющего сигнала и первого фазосдвигателя подключены соответственно к первому Я и второму входам первого элемента

И-НЕ, выходы второго формирователя управляющего сигнала и второго фазосдвигателя подключены соответственно С к первому и второму входам второго элемента И-НЕ, выходы первого и B второго элементов- И-НЕ подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора.

1013927

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для стабилизации напряжения заряда накопительных конденсаторов.

Известно устройство для накопления электрической энергии, содержащее соединенные последовательно тиристор, накопительный конденсатор, резистор, делитель зарядного напряжения, трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу 10 фазосдзигателя, другой вход «оторого соединен с выходом делителя напряжения а выход - .с управляющим электродом тиристора 1 ).

Однако такое устройство имеет 15 увеличенное время заряда накопительного конденсатора, что приводит к снижению максимальной частоты повторения зарядных циклов, поскольку фазовый угол включения тиристора не- 20 прерывно уменьшается по мере заряда накопительного конденсатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тиристорный стабилизатор напряжения, содержащий тиристор, связанный с последовательно соединенными резистором и накопительным конденсатором, эашунтированным делителем напряжения, выход которого соединен с входом формирователя управляницего сигнала, и трансформатор, первичная обмотка которого связана с анодом тиристора, а .. вторичная - с входом фазосдвигателя 2 .

Недостатком известного стабилизатора являетса недостаточная точность стабилизации, поскольку фазовый угол включения тиристора неизменен в течение зарядного цикла накопительного конденсатора.

Целью изобретения является повьиае- 40 ние точности стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора путем скачкообразного уменьшения уг-. ла включения тиристора при приближе,нии уровня заряда к номинальному зна- 45 чению.

Поставленная цель достигается тЕм, что в устройство для стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора, содержащее тиристор, катод которого связан с последователв. но соединенными резистором и накопительным конденсатором, зашунтиро- ванным делителем напряжения, выход которого соединен с входом первого формирователя управляющего сигнала, трансформатор, первичная обмотка которого связана с- анодом тиристора, и первый фаэосдвигатель, вход которого подключен к одной из обмоток трансформатора, дополнительно введены второй формирователь управляющего сигнала, второй фазосдвигатель,; источник опорного напряжения с резис» ,:тором и три элемента И-НЕ, причем вход второго формирователя управля- . 65 е ющего сигнала соединен с выходом делителя напряжения и через резистор с источником опорного на ряжения, первый вход второго фазосдвигателя соединен с источником опорного напряжения, а второй — с вторичной обмоткой трансформатора, выходы первого формирователя управляющего сигнала и первого фазосдвигателя подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И-НЕ, выходы второго формирователя управляющего сигнала и второго фазосдвигателя подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов Й-НЕ подключены соотвЕтственно к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим электро1дом тиристора.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство для стабилизации напряжения заряда накопительного конденсатора содержит тиристор 1, катод которого связан с последовательно соединенными резистором 2 и накопительным конденсатором 3, зашунтированным делителем 4 напряжения, выход которого соединен с входом первого формирователя 5 управляющего сигнала, трансформатор 6, первичная обмотка которого связана с анодом тиристора 1, и фазосдвигатель 7, вход которого подключен.к одной из обмоток трансформатора 6.

В устройство дополнительно введены второй формирователь 8 управляющего сигнала, второй фаэосдвигатель 9, источник 10 опорного напряжения с резистором 11 и три элемента И-НЕ 1214, причем вход второго формирователя 8 управляющего сигнала соединен с выходом делителя 4 напряжения и через резистор 11 с источником 10 опорного напряжения. Первый вход второго фазосдвигателя 9 соединен с источником 10 опорного напряжения, а второй - с вторичной обмоткой трансформатора 6. Выходы первого формирователя 5 управляющего сигнала и первого фазосдвигателя 7 подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И-HE 12. Выходы второго формирователя 8 управля ницего сигнала и второго фазосдвигателя 9 подключен соответственно к первому и второму входам второго элемента И-НЕ 13.

Выходы первого 12 и второго 13 элементов И-НЕ подклочены соответственно к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ 14, выход которого соединен с управляницим электродом тиристора 1, Устройство для стабилизации напряжения заряда накопительного кон1 013927 денсатора работает следующим образом.

При подаче на анод тиристора 1 переменного илн пульсирующего напряжения первый 7 и второй 9 фазосдвигатели формируют импульсы, сдвинутые по Фазе относительно нулевых значений анодного напряжения тиристора 1, причем сдвиг фазы импульса, формируемого первым фазосдвигателем 7, имеет небольшое значение и необходим для 10 включения тиристора 1 в момент, когда .его анодное напряжение больше нуля, что обеспечивает надежность включения, Импульс с выхода первого фазосдвигателя 7 поступает на вход первого эле-15 мента И-НЕ 12.

Накопительный конденсатор 3 незаряжен. Алгебраическая сумма выходного напряжения делителя 4 меньше пороговых значений, заданных в первом

5 и втором 8.формирователях управлясу ющих сигналов, при этом с выходов формирователей 5 и 8 управляющие сигналы подаются на входы соответственно первого 12 и ыторого 13 элемен-25 тов И-НЕ. До появления импульса на выходе первого фазосдвигателя 9 сигналы присутствуют только на первых входах первого и второго элементов

И-НЕ 12 и 13, поэтому на их выходах из0 .на обоих входах третьего элемента

И-НЕ 14 сигналы присутствуют, а на его выходе и на управляющем электроде тиристора 1 сигнала нет. В момент появления импульса на выходе фазосдвигателя 9 — втором входе первого элемента И-НЕ на выходе первого элемента И-НЕ 12 сигнал пропадает, а на выходе третьего .элемента И-ПЕ 14 по.является сигнал, пропадающий при окончании выходного импульса фазосдвига- 4О теля 9.

Выходной импульс третьего элемента И-HE 14 поступает на управляющий .электрод тиристора 1 и открывает его.

K накопительному конденсатору 3 при 45 этом прикладывается анодное напряжение тиристора 1 через резистор 2, ограничивающий ток заряда. При уменьшении анодного напряжения и тока до нуля тиристор 1 запирается и все про-5р цессы повторяются вновь. Второй фазосдвигатель 9 формирует импульсы, имеющие большой сдвиг по фазе, чем входные импульсы первого фазосдвигателя 7. Фаза выходных импульсов второго фазосдвигателя Я соответствует моменту достижения анодным напряжением тиристора 1 значения, несколько большего, чем номинальное напряжение заряда накопительного конденсатора при уменьшении анодного яапря-60 жения от его максимальной амплитуды . к нулю.

Когда выходной импульс второго фазосдвигателя 9 поступает на второй вход второго элемента И-HE 13, сиг- 65 налы присутствуют на обоих. входах второго элемента И-НЕ 13, а у первого элемента И-ПЕ 12 — только на первом входе. Поэтому на выходе первого ., элемента И-НЕ 12 и на первом входе третьего элемента И-НЕ 14 присутствует сигнал, а на выходе второго элемента И-НЕ и на втором входе третьего элемента И-НЕ 14 пропадает сигнал на время длительности выходного сигнала второго фазосдвигателя 9. На выходе третьего элемента И-НЕ 14 появляется второй импульс, поступающий на управляющий электрод тиристора 1.

В начале цикла заряда накопительного конденсатора 3 второй импульс не влняет на работу устройства, так как он поступает на управляющий электрод уже открытого тирнстора 1. Когда напряжение заряда накопительного кон-. денсатора 3 приближается к номиналь ному значению, оставаясь несколько ниже последнего, алгебраическая сумма выходного напряжения целителя 4 . и опорного напряг;ения.источника 10 совпадает с пороговым значением, заданным в первом Формирователе, управляющего сигнала 5 и сигнал на выходе первого формирователя 5 и на. первом входе первого элемента И-BE 12 пропадает.

При этом на выходе первого элемента И-НЕ 12 и. на первом входе треть;его элемента И-НЕ 14 сигнал присутствует независимо от наличия или отсутствия выходного импульса первого

:фазосдвигателя 7. На втором входе третьего элемента И-НБ 14 сигнал яро-. падает только при появлении импульса на выходе второго Фазосдвигателя 9 поэтому с выхода третьего элемента

И-НЕ 14 на управляющий. электрод тиристора поступают только июпульсы, совпадающие с моментами появления выходных импульсов второго фазосдвигателя 9, обеспечивая скачкообразное уменьшение угла включения тиристора 1. Когда напряжение заряда накопительного конденсатора равно номииаль ном; значению,.алгебраическая сумма выходного напряжения делителя 4 и опорного напряжения источника 10 сов адает с пороговым значением, заданным во втором формирователе 8 управ" ляющего сигнала, и сигнал на выходе второго Формирователя 8 и на первом входе второго элемента И-НЕ 13 пропадает. При этом на выходе второго элемента И-НЕ 13 и на втором входе третьего элемента И-НЕ 14 сигнал при. сутствует независимо от наличия или . отсутствия выходного импульса второго Фазосдвигателя 9. С выхода третьего элемента И-НЕ. 13 на управляющий электрод тиристора не поступают импульсы и процесс заряда накопительного конденсатора 3 заканчивается.

После заряда накопительного конден1013927

Составитель A. Пучковский

Редактор Н. Джуган Техред И.Гайду Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3016/56 Тираж 872 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сатора 3 процесс его заряда повторяется.

Скачкообразное уменьшение угла включения тиристора приводит к резкому уменьшению скорости заряда накопительного конденсатора, когда напряжение заряда близко к номинальному значению, что при сохранении достаточно высокой средней скорости заряда обеспечивает повышение точности стабилизации зарядного напряжения.

Изобретение может бйть использовано при заряде конденсатора от мно. гофазной сети. При этом произведение числа фаэ на частоту напряжения сети должно быть больше частоты повторения зарядных циклов в 5-10 раэ.

При заряде накопительного конденсатора емкостью 1 мкФ до напряжения

40 кв от трехфазной сети с частотой

50 Гц при частоте зарядных циклов

10 0,1-10 Гц была получена точность стабилизации напряжения заряда +0,02%.