Стабилизатор переменного напряжения

Стабилизатор переменного напряжения

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, более точно стабилизации переменного напряжения. Оно может найти применение в энергетике и бытовой технике.

Известен ряд устройств для стабилизации переменного напряжения (см. Патент РФ №2158954, G05F 1/30, Н02М 5/12. Стабилизатор переменного напряжения (варианты). / Л.З.Фейгин, С.В.Левинзон, С.И.Михалев. Опубл. 1999, Бюл. №3).

Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий силовые трансформаторы, включенные вторичными обмотками в одну из силовых шин, первичными через коммутирующие элементы к входному напряжению, устройство сравнения и управления, мостовые устройства. (Авт. свид. СССР №534742, G05F 1/30. Стабилизатор переменного напряжения / М.Б.Лозин, В.В.Петров, О.З.Сейфуллин и др. Опубл. 1976, Бюл. №41).

Недостатком данного устройства являются наличие нескольких трансформаторов, неоптимальность управления ими, значительные массогабаритные характеристики.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее источник вольтодобавочного трансформатора, ключевого регулирующего элемента, сглаживающий фильтр, орган управления и синхронизированный с сетевым напряжением источник опорного синусоидального напряжения (патент РФ №2237270, опубл. в 2004 г., МПК⁷ Н02М 5/12).

Недостаток этого устройства состоит в том, что стабилизация выходного напряжения проводится при помощи ступенчатой регулировки и в том, что если входное напряжение имеет искаженную форму синуса, то такая же форма будет у выходного напряжения.

Задачей изобретения является возможность более точного поддержания питающего напряжении для потребителя электроэнергии и устранение искажений выходного напряжения.

Поставленная задача достигается тем, что в известное устройство, содержащее трансформатор и устройство сравнения, отличается тем, что в него дополнительно введены синусоидальный генератор, симметрирующее устройство, стабилизатор амплитуды, интегратор, фазовый детектор, выходной усилитель и пороговое устройство, причем входное напряжение поступает на первый вывод вторичной обмотки трансформатора и первый вход фазового детектора, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом синусоидального генератора, выход которого соединен с входом симметрирующего устройства, выход которого соединен с входом стабилизатора амплитуды, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения и вторым входом фазового детектора, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора выходное напряжение поступает на второй вход устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом выходного усилителя и входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя, первый выход которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй выход с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, третий выход с третьим выводом первичной обмотки трансформатора.

В стабилизаторе переменного напряжения фазовый детектор, интегратор, стабилизатор амплитуды, разностный усилитель, выходной усилитель, пороговое устройство используются по своему прямому назначению и широко известны в электротехнике. Однако совокупность соединений, указанная выше, в патентной и научно-технической литературе не обнаружены.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор переменного напряжения содержит первый вывод вторичной обмотки трансформатора 9 и первый вход фазового детектора 1, на которые поступает входное напряжение, выход фазового детектора 1 подключен к входу интегратора 2, выход которого соединен с входом синусоидального генератора 3, выход которого подключен к входу симметрирующего устройства 4, выход которого подключен к входу стабилизатора амплитуды 5, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения 6 и вторым входом фазового детектора 1, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора 9 напряжение поступает на второй вход устройства сравнения 6, выход устройства сравнения 6 соединен с первым входом выходного усилителя 7 и входом порогового устройства 8, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя 7, первый выход которого подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора 9, второй выход ко второму выводу первичной обмотки трансформатора 9, третий выход к третьему выводу первичной обмотки трансформатора 9.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. Синусоидальный генератор 50 Гц 3, вырабатывает синусоидальное напряжение частотой 50 Гц, частота генератора может изменяться в малых пределах, симметрирующее устройство 4 обеспечивает на выходе равенство положительной и отрицательной полуволн, стабилизатор амплитуды 5 позволяет поддерживать на своем выходе амплитуду синусоиды с высокой точностью, устройство сравнения 6 сравнивает выходное напряжение 220 В/50 Гц с опорным, на его выходе формируется разностный сигнал. Выходной усилитель 7 усиливает сигнал устройства сравнения и подает его на трансформатор 9, который увеличивает или уменьшает напряжение, поступающее на вход (в зависимости от фазы разностного сигнала). Пороговое устройство 8 выдает сигнал для закорачивания трансформатора 9, если напряжение компенсации меньше заданного порога (например 1В). Фазовый детектор 1 сравнивает фазу входного напряжения с фазой полученного образцового синусоидального сигнала, сигнал, пропорциональный разности фаз, подается на интегратор 2. Сигнал с интегратора 2 выдается на синусоидальный генератор 3 для подстройки его частоты и фазы.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает большую точность поддержания выходного напряжения, чем достигается повышение качества выходного напряжения, что особенно критично при проведении поверочных работ.

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор и устройство сравнения, отличающийся тем, что в него дополнительно введены синусоидальный генератор, симметрирующее устройство, стабилизатор амплитуды, интегратор, фазовый детектор, выходной усилитель и пороговое устройство, причем входное напряжение поступает на первый вывод вторичной обмотки трансформатора и первый вход фазового детектора, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом синусоидального генератора, выход которого соединен с входом симметрирующего устройства, выход которого соединен с входом стабилизатора амплитуды, выход которого соединен с первым входом устройства сравнения и вторым входом фазового детектора, со второго вывода вторичной обмотки трансформатора выходное напряжение поступает на второй вход устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом выходного усилителя и входом порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом выходного усилителя, первый выход которого соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора, второй выход с вторым выводом первичной обмотки трансформатора, третий выход с третьим выводом первичной обмотки трансформатора.