Стабилизатор постоянного тока

Стабилизатор постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания. Цель изобретения - повьшение надежности и технологичности стабилизатора постоянного тока при работе возле близко расположенных физических установок, Сигнал с выхода датчика 1 тока поступает на один вход измерительноусилительного блока 4, на другой вход которого поступает опорный сигнал с источника 2. На выходе блока 4 появляется напряжение |)ассогласования, величина и знак которогозависят от величины и знака отклонения ) (Л 26 4W.f

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (D 4 С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3901447/24-07

{22) 25.04. 85 (46) 23,09.86. Бюл. 9 35 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) В. В. Калиниченко (53) 621.316.722,1(088.8) (56) F. F. Cilyo. Design and performance aspects of à precision high

current power supply. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol.

NS-22, 11 3, Липе 1975, р. 1238.

Power supply for the electromagnetic extraction channel. MSC-25.

2/259, Geneva, 5.3.1970 г, „„SU„„1259232 А 1 (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания. Цель изобретения — повышение надежности и технологичности стабилизатора постоянного тока при работе возле близко расположенных физических установок.

Сигнал с выхода датчика 1 тока поступает на один вход измерительноусилительного блока 4, на другой вход которого поступает опорный сигнал с источника 2. На выходе блока

4 появляется напряжение 11ассогласования, величина и знак которого saвисят от величины и знака отклонения

1259232 тока, Напряжение рассогласования изменяет фазу управляющих импульсов блока 5 управления, Соответственно изменяется угол отпирания тиристоров

7-15, что приводит к изменению тока и напряжения выпрямителей !9-21 и суммарного тока в нагрузке 26. Существенным для достижения поставленной цели является выполнение блока 5 с

Ф

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам тока, Цель изобретения — повышение надежности и технологичности стабилизатора тока при работе возле близко расположенных физических установок.

На фиг, 1 показана схема стабилизатора тока; на фиг ° 2 — схема преобразователя числа фаз.

Стабилизатор тока содержит датчик 1, управляемый источник 2 опорного сигнала, блок 3 управления, иэмерительно-усилительный блок 4, блок 5 импульсно-фазового управления, преобразователь 6 числа фаз, управляемые ключи 7-15, трехфаэные силовые трансформаторы 16-18, трехфазные двухполупериодные выпрямители 1921, реакторы 22-24, фильтр 25 и нагрузку 26 стабилизатора. На схеме выделены съемные силовые модули 2729, каждый иэ которых содержит силовой трансформатор и трехфазный двухполупериодный выпрямитель (соответственно блоки 16 и 19, 17 и 20, 18 и 21), а также показана схема одного из управляемых ключей, который содержит два тиристора, Позицией 30 обозначены выходы синхронизирующих напряжений блока 6.

Стабилизатор работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный силе тока, с выхода датчика 1 тока поступает На один из входов иэмерительноусилительного блока 4, На другой вход блока 4 поступает опорный сигнал с выхода управляемого источника 2 опорного сигнала. Значение опорного сигнала задается блоком 3 управления, с вы6N каналами, обеспечивающее 6 Nпульсный режим выпрямления, Это позволяет разукрупнить силовой модуль стабилизатора, а узлы, содержащие элеМенты с пониженной стойкостью к радиации, компоновать в съемные однотипные модули, чем создаются удобства для замены вышедших иэ строя узлов. 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

2 хода которого соответствующий сигнал поступает на управляющий вход источника

2. При отклонении величины тока в нагрузке от заданного значения на вы5 ходе измерительно-усилительного блока 4 появляется напряжение рассогласования, величина и знак которого зависят соответственно от величины и знака отклонения тока, Под действием напряжения рассогласования, поступающего на вход блока 5 импульсно-фазового управления, изменяется фаза управляющих импульсов, вырабатываемых каналами блока 5, Соответственно изменяется угол отпирания тиристоров в управляемых ключах 7-15, что приводит к изменению выпрямленного напряжения и тока каждого иэ выпря20 мителей 19-21 и естественно сум1 Ф марного тока в нагрузке 26. Ток в нагрузке изменяется до тех пор, пока величина его отклонения от заданного значения не уменьшится до пренебрежимо малого значения, равного величине статической ошибки стабилизатора.

Преобразователь 6 числа фаэ обеспечивает получение N систем трехфазных напряжений, при этом сдвиг фаэ между соответствующими векторами на30 пряжений соседних систем составляет

Ji/3N, При совместной работе всех Ы двухполупериодных выпрямителей, входящих в состав стабилизатора, обеспечивается 6N-пульсный режим выпрям3 ления ° Реакторы 22-24 служат для уменьшения уравнительных токов между параллельно работающими силовыми модулями 27-29. Фильтр 25 обеспечивает уменьшение переменной со о ставляющей тока в нагруэ ке.

3 1259

Преобразователь 6 числа фаз может быть выполнен на базе известного и широко используемого промышленного оборудования, например трехфазных фазорегуляторов типа ФР072/4, (N-1) подобных фазорегуляторов включаются параллельно по первичной стороне, а их выходы подсоединяются к соответствующим выводам преобразователя 6, После установки в соответствующее положение роторов фазорегуляторов получают требуемые N систем трехфазных напряжений (с учетом силовой сети);

Преобразователь числа фаз по и. 2 формулы работает следующим образом.

На входные выводы А, В, С преобразователя числа фаз на трансформаторе 31 (фиг. 2) поступают фазные напряжения Е, = и Е, которые приложены к первичным обмоткам 32-34, а также подводятся к выходным выводам

А,, В„ и С» Таким образом, на указанных Выходных выводах имеется первая система трехфазных напряжений, которая не отличается от поступающей на входные выводы. Обозначим фазные напряжения на выводах А,, В, и С» соответственно Е»», К< и Ez», На выходных выводах А, В и С» с вторичных обмоток 35-37 имеется Вторая система трехфазных напряжений, при этом сдвиг фаз между соответствующими векторами напряжений первой и второй систем составляет )7/ÇN. Обоз35 начим фазные напряжения второй системы соответственно k»s Е 2 и Fc2 На.пряжение Е»» является векторной суммой двух напряжений: »напряжения на пер -Ь вом отводе (а, ) U, è напряжения на

40 первой вторичной обмотке 37 фазы С б„, Е»»р = U»»I +1-16 р

U„„= ЕР1 1»п/W»I U»é = Ес W»Ü /W»»

W»»I — число витков секции первичной обмотки, включенной между первым отводом (а») и общим выводом этой обмотки;

Wп — полное число витков первич50 ной обмотки;

W»»; — число витков первой вторичной обмотки, Подставив значения U« H д», получим

-за

ЕЛ2 (Гр », +ace»g )/Mrr °

Кроме того, укажем еще два условия: 1/Ep и E равны по амплитуде, 232 4 векторы Е и Е<1 ???????????????? ???????? ???????????????????????? ?????????????? ???? ???????? i>

Из последнего соотношения и с учетом указанных условий легко найти W q и

W»»»

На выходных выводах А» В и С имеется N-я система трехфазных напряжении Е >, Kp„ H E„.<, сдвиг фаз между соответствующими векторами напряжений этой системы относительно первой составляет (N-1) Ч/ЗИ.

Фазное напряжение равно Ф=(ЕЛ1 кн +F- кь )/W»I °

При этом 1/F»»q и F равны по амплитуде, векторы Е и Р,»» сдвинуты один относительно другого на угол (N-1)7»/ÇN, откуда легко определить И»»»» и W»»g, где Ык»» — число витков секции первичной обмотки, включенной между к-м отводом и общим выВодом этой Обмотки »»»»» — число Витков к-й вторичной обмотки, Заметим, что первые вторичные обмотки 35-37 имеют одинаковое число витков, равное Wq, К-е вторичные обмотки 38-40 имеют одинаковое число витков Ы»», секции каждой из первичных обмоток 32-34, включенные между общим выводом и первым отводом, имеют одинаковое число витков W»»I, соответственно, секции этих обмоток, включенные между общим выводом и

К-м отводом, имеют одинаковое число

ВИТКОВ Wg»I °

/ . Введение в стабилизатор тока N-1 силовых трансформаторов, N-2 трехфазных двухполупериодных выпрямителей, N-1 реакторов, 3(И-1) управляемых ключей и преобразователя числа фаз с 3N выходными выводами выгодно отличает предложенное техническое решение от известного, так как позволяет "разукрупнить" силовой модуль стабилизàгора, размещаемый вблизи физической установки в зоне радиации и целиком эвакуируемый (в известном устройстве) из этой зоны в случае выхода из строя какого-либо его элемента или узла, Предложенное техническое решение позволяет при размещении силового оборудования стабилизатора тока вблизи физической установки реализовать следующие принципы: узлы, содержащие элементы с пониженной стойкостью к радиации, компонуютcR в съемные однотипные модули оТНо сительно небольшой установочной мощ5 12592 ности; прочие узлы, обладающие высокой стойкостью к радиации, компонуются так, чтобы создать максимум удобств для эвакуации указанных сьемных модулей.

Предложенная структура стабилизатора тока обеспечивает повышение надежности, которое достигается главнь!м образом путем уменьшения времени простоя на отказ (при выходе иэ строя полупроводниковых диОдОВ), что обусловлено применением быстроразъемных электрических соединений выводов модулей, так как вследствие относительно небольшой установочной мощности, модулей применение таких соединений допустимо без снижения их надежности; использование готовых элементов и узлов, апробированных в силовых преобразовательных агрегатах широкоrо применения, так как в отличие от известного устройства силовое оборудование, размещенное вблизи физической установки, не содержит узкоспециальных узлов; повышение технологичности, которое достигается главным образом путем исключения сложного силового трансформатора с двумя комплектами вторичных обмоток с большим сечением проводника, а также модульного построения силового оборудования, Формула изобретения

1, Стабилизатор постоянного тока, содержащий силовой трансформатор, два трехфаэных двухполупериодных выпрямителя, реактор, фильтр, датчик тока, при этом первый выходной вывод фильтра непосредственно, а второй— через датчик тока соединены соответственно с первым и вторым зажимами для подключения нагрузки, три управляемых .ключа, каждый иэ которых выполнен в виде параллельно-встречного соединения двух тиристоров, блок импульсно-фазового управления, вход которого подключен к выходу измерительно-усилительного блока, входы последнего соединены соответственно с выходами датчика тока и управляемого источника опорного сигнала, управляющий вход которого подключен к блоку управления, о.т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и технологичности .стабилизатора при работе возле близко расположенных физических устано5 !

О !

32 б вок, в него введены N-1 силовых трансформаторов> N-2 трехфаэных двухполупериодных выпрямителей, N-1 реакторов, 3(N-1) управляемых ключей, преобразователь числа фаз с 3N выходными выводами, где N — число сменных силовых модулей, N равно 2 и более, выводы одной полярности трехфаэных двухполупериодных выпрямителей через реакторы подключены к первому входному выводу фильтра, а выводы другой полярности соединены между собой и подключены к второму выходному выводу фильтра, входные выводы трехфаэных двухполупериодных выпрямителей подключены к вторичным обмоткам силовых трансформаторов, первичные обмотки которых через управляемые ключи подключены к соответствующим выходным выводам преобразователя числа фаз, входные выводы последнего подключены к трехфазной силовой сети, блок импульсно-фазового управления выполнен с 6N каналами, входы которых эапараллелены и подключены к входу этого блока, а выходы подключены к управляющим входам тиристоров управляемых ключей, выходы синхрониэирующих напряжений преобразователя числа фаз подключены к соответствующим входам блока импульсно-фазового управления.

2, Стабилизатор по п, 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что преобразователь числа фаэ выполнен в виде трехстержневого трансформатора, на каждом стержне которого размещены первичная и N-1 вторичных обмоток, при. этом первичные обмотки выполнены с N-1 отводами и соединены звездой, входные выводы преобразователя числа фаз соединены пофазно с соответствующими выходными выводами его, при этом к указанным входным выводам подсоединены также пофазно свободные выводы первичных обмоток, первые отводы первичных обмоток через встречно включенные первые вторичные обмотки, а К-е — через встречно включенные К-е вторичные обмотки соединены с соответствующими выходными выводами преобразователя числа фаз, при этом указанные соединения отводов первичных обмоток фаз

А, В и С выполнены соответственно через вторичные обмотки фаз С, А и В или В, С и А, N трехфазных резистивных делителей напряжения включены между выходными выводами и общей

1259232 шиной преобразователя числа фаз, к выходам синхронизирующих напряжений которого подключены выходные выводы укаэанных делителей.

Фиг Я

Составитель С, Чернышева

Техред Л.Сердюкова

Корректор М. Самборская

Редактор В. Данко

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

А

В

С

Заказ 5120/45 Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

6г