Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия

Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажения его формы. Целью изобретения является упрощение трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжения дискретного действия. Цель достигается подключением в сеть соответствующей фазы с помощью переключающих силовых ключей (ПСК) 4 (5,6) необходимого числа витков секционирован - ной обмотки автотрансформатора AT 7 (8,9). Секции обмотки содержат количество витков, пропорциональное степеням числа два. Полученное напряжение измеряется и преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АДП) 26 и поступает на сумматор 27, где суммируется в дополнительном коде с содержимым регистра 28 В момент достижения напряжением фазы макс & (Л i$ OJrod

СОеа СОЕЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (gD 4 G 05 F 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPbITVM (21) 4017918/24-07 (22) 10,02.86 (46) 15,08.87. Бюл. 1I 30 (72) Ю.Н.Долгин и А.А.Ларин (53) 621.316.711.1 (088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР е 983673, кл. G 05 F 1/44, 1980, Авторское свидетельство СССР

1 1084930, кл. Н 02 М 5/04, 1983. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения беэ искажения его формы.

„.SU„, 1330616 А1

Целью изобретения является упрощение трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжения дискретного действия. Цель достигается подключением в сеть соответствующей фазы с помощью переключающих силовых ключей (ПСК ) 4 (5,6) необходимого числа витков секционирован— ной обмотки автотрансформатора AT

7 (8,9). Секции обмотки содержат количество витков, пропорциональное степеням числа два. Полученное напряжение измеряется и преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 26 и поступает на сумматор 27, где суммируется в дополнительном коде с содержимым регистра 28, В момент достижения напряжением фазы мак! 3306 симума на выходе сумматора 27 образуется двоичный код числа виткоь, которые должны быть подключены к основной секции. Блок о11ределения момента максимума напряжения 19 (20,21) соответствующей фазы разрешает запись кода в регистр этой фазы. В момент равенства нулю тока фазы ог ределяемый блоком 10 (11,12) определения

16 момента перехода тока через нуль двоичный код из регистра через схему 13 (14,15) управления поступает на управляющие входы ПСК4 (5,6), которые осуществляют коммутацию секции обмотки AT в соответствии с поступившим кодом, чем и достигается стабилизация напряжения, Процесс аналогичен для любой фазы. 2 э.п..ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано в источниках питания электрорадиоаппаратуры для регулирования и стабилизации переменного синусоидального напряжения без искажеНИЯ ЕГО фОР1Ы.

Цель изобретения — упрощение трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжения дискретного действия, предотвращение напряжения на нагрузке.

На фиг.I представлена структурная схема трехфазного стабилизатора переменного синусоидального напряжения дискретного действия; на фиг,2 — схема соединения блока управления с дискретным регулирующим элементом; на фиг.3 — то же, для случая с улучшенным пусковым режимом устройства, Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия состоит из силовых трактов по числу фаз, в состав которых входят последовательно включенные трансформаторы 1 — 3 тока и дискретные регулирующие элементь1, включающие в себя переключающие силовые ключи 4 — 6 и автотрансформаторы 7—

9 с секционной входной обмоткой блоки

1Π— 12 определения момента перехода тока через ноль, блоки 13 — 15 управления дискретными регулирующими элементами, и трактов управления, в которые входят двухполупериодные выпрямители 16 — 18, блоки 19 — 21 определения моментов максимума напряжений, регистра ?2 — 24 записи кодов амплитудных значений напряжения, а также из измерительного канала, общего для трех фаэ, в который входят трехфазс

40 нь1й двухполупериодный выпрямитель 25, аналого-цифровой преобразователь . (АЦП) 26, сумматор 27, задающий регистр 28, Трехфазный двухполупериодный выпрямитель 25 подключен входами к трем фазам сети, а выходом через аналогоцифровой преобразователь 26 — к первым входам сумматора 27, вторые входы которого подключены к выходам задающего регистра 28. Двухполупериодные выпрямители 16 — 18 входами под- ключены к входным клеммам, а выходами к входам блоков 19 - 21 определения моментов максимума напряжения соответственно.

Регистры 22 — 24 записи кодов амплитудных значений напряжений в параллель информационными входами подключены к выходу сумматора 27, а входами управления записью кодов— к блокам 19 — 21 определения момен тов максимума напряжения фаз.

Выходы трансформаторов 1 — 3 тока через блоки 10 — 12 определения моментов перехода токов через ноль подсоединены к входам управления блоков 13 — 15 управления, а выходы регистров 22 — 24 записи хоаов амплитудных значений напряжений подсоединены к информационным входам блоков

13 — 15 управления, каждый из которых включает в себя управляемый регистр 29 и усилители 30 мощности.

Число витков в регулировочных секциях автотрансформаторов выбрано равным ы -2 ", где К вЂ” номер секции и соответствующего ей ключа; n — количество секций, Число витков в и-й секции соответствует одному кванту преобразования напряжения аналого616

3 !330 цифровым преобразователем при номинальном значении входного напряжения.

Коэффициент передачи трехфазного двухполупернодного выпрямителя 25

5 численно равен отношению числа витков в выходной секции автотрансформатора 7 (8,9) к величине стабнлизируемого напряжения, а задающий регистр 28 содержит дополнительный двоичный код числа, равного сумме витков основной и выходной секций Обмотки автотрансформатора, если число

ВиткоВ, подключенных к входной сети, !5 включает в себя число витков выходной секции, или дополнительный двоичный код числа витков основной секции, если число витков, подключенных в сеть, не. включает в себя витки выходной секции.

Трехфазный стабилизатор переменного синусоидального напряжения дискретного действия работает следующим образом. 25

В исходном состоянии на выходе блока 10 (11,12) определения момента перехода тока через ноль сигнал "1"

> раэрешаЮщий переключение силового переключающего ключа 4 (5,6), но в 30 исходном состоянии регистр 22 (23,24) содержит нулевой код, так как íà его вход управления с блока 19 (23,24) определения момента максимума напряжения не поступает сигнал разреша35 ющий запись кода, С момента включения до момента достижения напряжением соответствующей фазы амплитудного значения ток прОтекает через ocHQBH Wo и ВыхОд 4р ную /я обмотки автотрансформатора 7 (8,9) для подключения секций в соответствии с фнг,2 и через все секции обмотки автотрансформатора 7 (8,9) для подключения секции в соответст- 45 вии с фиг.3, обеспечивая при этом максимальное (для фиг.2) или минимальное (для фнг.3) напряжение из диапазона регулирования на выходной обмотке.

При включении устройства возможны два случая: включение устройства до перехода напряжением фазы амплитудного значения и после перехода напряжением фазы амплитудного значе55 ния °

В первом случае при включении на выходе блока 19 (20,21) определения момента максимума напряжения имеет место логический сигнал, запрещающий запись кода из сумматора 27 в регистр

22 (23,24). В момент достижения напряжением на выходе Однофаэного двухполупериодного выпрямителя 16 (17,18) максимума на выходе блока 19 (20,21) появляется логический сигнал, разрешающий запись двоичного кода коммутации из сумматора ?7 в регистр

22 (23,24). В момент равенства нулю тока в соответствующей фазе на выходе блока 10 (11,12) появляется сиг1t t1 н ал 1, р а э р ешающий передачу управл яюще г о двоичного кода через блок управления на управляющие входы силовых переключающих ключей 4 (5, 6 ) .

Переключение ключей вы эыв а е | с о О тв е т с т вующую коммутацию секций в о бмо тк е а в то тр ан сфо рма тор а, обеспечивая заданное напряжение на выходной о бмотке, Пр и включении устройства в сеть после достижения напряжением фазы амплитудного э н ач е нн я блок 1 9 (2 0, 2 1 ) переходит в состояние, при котором логический сигнал на е го выходе р а эрешает запись двоичного кода к омму тации в момент включения устройства .

Прн этом на блок 1 3 (1 4, 1 5 ) упр а вления через регистр 2 2 (2 3, 2 4 ) по с тупае т произвольный двоичный к од коммутаций, выработанный в сумматоре 2 7 в момент включения блока l 9 (20, 2 1 ), который обусловливает коммутацию соответствующих регулировочных секций в момент перехода тока фа эы ч ер е э 0" .

Произвольная комбинация подключенных регулировочных секций длится н е б ол е е полуп ериода . После э то го наступае т фаза работы устройства, опи сыв аемая в течение времени от одного до другого полупериод а . В момент до с тижения напряжением фазы амплитудного значения блок 1 9 (2 0, 2 1 ) выдает ра зрешающий сигнал на управляющий выход регистра 22 (23,24), в который записывается новый двоичный код коммутации. В момент равенства "0" выходного напряжения трансформатора 1 (2,3) тока на выходе блока 10 (11,12) устанавливается сигнал "1", разрешающий передачу нового двоичного кода комму- . тации на управляющие входы силовых переключающих ключей 4 (5,6),которые коммутируют регулировочные секции в соответствии с поступившим кодом, обеспечивая тем самым подключение к сети числа витков, необходимого для

1ЗЗОЫ6 получения на выходной обмотке заданного напряжения, Алгоритм работы предлагаемого устройства имеет вид: измерение аналого-цифровым преобразователем 26 мгновенного значения выходного напряжения трехфазного двухполупериодного выпрямителя 25; определение момента достижения напряжением одной из фаз амплитудного значения схемами

19 — 219 измерение амплитудного значения напряжения одной иэ фаэ и выдача результата в виде кода напряжения, вычисление с помощью сумматора

27 и задающего регистра 28 кода коммутации силовых переключающих ключей

4 — 6, запись двоичного кода коммутации в регистр той фазы, амплитуда которой только что была установлена; определение момента нуля тока с помощью блока 10 — 12 определения моментов переходов токов через ноль; переключение набора силовых переключающих ключей 4 — 6 соответствующей

25 фазы в соответствии с поступившим кодом коммутации в момент отсутствия тока в коммутируемой фазе и изменение числа витков обмотки автотрансформатора, подключенных к сети, обеспечивающее тем самым стабилизацию выходного напряжения, Ф о р м у л а и з о б.р е т е н и я

1, Трехфазный стабилизатор пере- З менного синусоидального напряжения дискретного действия, содержащий трехфазный двухполупериодный выпрямитель, подключенный входамик входнымклеммам, а выходом подсоединенный к входу анало- 40 гоцифрового преобразователя,три двух полупериодных выпрямителя, каждый из которых входом подключен к соответствующей входной клемме, а выходом подсоединен к входу соответствующего блока определения момента максимума напряжения, выход каждого иэ которых подключен к входу управлений соответствующего регистра записи кода амплитудного значения напряжения, последовалельно включенные между входными и выходными клеммами каждой фазы трансформатор тока и дискретный регулирующий элемент, включающий в себя автотрансформатор, входная обмот-55 ка которого имеет отводы, а выходная обмотка которого подключена к выходным выводам дискретного регулирующе6 го элемента, и N силовых ключей, иричем выход каждого датчика тока через блок определения момента перехода выходного тока через ноль подключен к первому входу соответствующего блока управления, выходами подключенного к управляющим выводам силовых ключей дискретного регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения в него введены сумматор, задающий регистр, а силовые ключи каждого дискретного регулирующего элемента выполнены переключающими, причем первые входы сум" матора соединены с выходом аналогоцифрового преобразователя, вторые входы сумматора соединены с выходом задающего регистра, выход сумматора подключен к информационным входам регистров записи кода амплитудного значения напряжения в каждой фазе, выходы которых соединены с информационными входами блока управления, начало основной секции входной обмотки автотрансформатора каждого дискретного регулирующего элемента подключен к его входу, а конец упомянутой основной секции соединен с началом первой иэ N регулировочных секций, выводы всех регулировочных секций подсоединены к раэмыкающим и замыкающим входным выводам силовых переключающих ключей, выход N-ro силового ключа подключен к началу выходной обмотки автотрансформатора, блок управления включает в себя Nразрядный управляемый регистр, входы управления и информационные входы которого подсоединены соответственно к первому информационному входу блока управления, а его выходы через усилители мощности подключены к выходам блока управления.

2. Стабилизатор по и.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что начало первой регулировочной секции автотрансформатора каждого дискретного регулирующего элемента соединено с раэмыкающим входом первого переключающего силового ключа, а конец упомянутой первой регулировочной секции подключен к замыкающему входу первого переключающего силового ключа, выход которого соединен с началом второй секции и раэмыкающим входом второго переключающего силового ключа, замыкающий вход которого соединен с концом второй секции, выход К-ro переключа1330616 ющего силового ключа соединен с началом К+1-й секции и размыкающим входом

К+1-го переключающего силового ключа, замыкающий вход которого соединен с

5 концом К+1-й секции, выход n-I-го переключающего силового ключа соединен с началом и-й секции и с размыкающим входом и-ro переключающего силового ключа, замыкающий вход которого 1О соединен с концом и-й секции.

3. Стабилизатор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения перенапряжений на нагрузке в момент его включения в сеть, начало первой регулировочной секции соединено с замыкающим входом первого переключающего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом первой регулиро- ро вочной секции, а выход соединен с началом второй регулировочной секции и с замыкающим входом второго перек- лючающего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом второй регулировочной секции, выход К-1-го переключающего силового ключа соединен с началом К-й регулировочной секции и с заиикающим входом К-го переключающего силового ключа, конец которой соединен с размыкающим входом К-го переключающего силового ключа, выход которого соединен с началом К+1-й регулировочной секции и замыкающим входом К+1-ro переключающего силового ключа, выход tl-го переключающего силового ключа соединен с началом и-й регулировочной секции и замыкающим входом и-го переключающего силового ключа, размыкающий вход которого соединен с концом и- регулировочной секции.

1330616

Составитель N.Îïàä÷êé

Техред В.Кадар

Корректор И,Куска

Редактор М,Дылын

Тирах 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3582/50

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