Стабилизатор переменного напряжения

Стабилизатор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(t t1 546863

Союз Советских

Социалистических

Республик

Изоьр т НИя

К АВТОРСКОМУ CBNPEYEЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.03.75 (21) 2112703/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 24.03.77 (51) М. Кл г G 05F 1(44

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Уманский и Б. С. Гробер (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕPЕМЕННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам регулирования электрических величин с помощью полупроводниковых приборов.

Известно устройство для осуществления стабилизации напряжения или тока нагрузки, с помощью которого достигается, например, стабилизация питающего напряжения плп тока мощных генераторных ламп, содержащее регулирующий элемент, блок фазового управления и усилитель-преобразователь.

Устройство должно обеспечивать автоматическое плавное, в течение долей илн единиц секунд, нарастание напряжения илн тока до заданного стабильного номинального значения, начиная с момента включения. Это позволяет обеспечить каждый раз прн включении передающего устройства своего рода тренировку («жестчение» вакуума) генераторной лампы (например, магнетрона), что способствует повышению эксплуатационной наде>кности. Стабилизация номинальной величины анодного тока или напряжения накала магнетрона также способствует увеличеншо стабильности выходной мощности, частоты генерируемых колебаний и срока службы.

Однако в известном устройстве при включении не обеспечивается плавное нарастание напряжения или тока до номинала. Переходный процесс установления напряжения плн тока до номинала может иметь затухающий колебательный характер, в результате чего в какието интервалы времени ток или напряжение могут превышать номинал.

На»оо;ее близким техническим решением к данному изобретению является стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий элемент, цепь управления которого соединена с блоком фазового управления, под10 ключенного к усилителю-преобразователю, соединенному с выходом стабилизатора, н трансформатор.

Однако в известном стабилизаторе, установка скорости нарастания напряжения и тока на15 грузки при включении трудно осуществима, так как эта скорость зависит от тепловой инерции и эмиссионных свойств катода диода; недостаточный срок службы вакуумного диода в 10 раз меньший, чем у остальных полупро20 водниковых активных элементов схемы.

С целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения установки заданного скорости нарастания напряжения или тока нагрузки при включении предлагаемый

25 стабилизатор снабжен источником постоянного напряжения, транзистором и времязадающей параллельной RC-цепочкой, причем транзистор включен между выходом источника и входом усилителя-преобразователя, его база

30 шунтнрована RC-цепочкой и соединена через

546863

/Х вЂ” /н (t) +/1 (t) = /н.ном

3 диод и трансформатор с входом стабилизатора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор содержит тиристорный регулирующий элемент 1 с импульсно-фазовым управлением, нагрузку 2, схему 3 фазового управления, усилитель-преооразователь 4 и трансформатор 5, источник 6 постоянного напряжения, транзистор 7 с резистором 8 в цепи эмиттера и времязадающей параллельной RCцепочкой 9 и 10 в цепи базы, причем эта цепочка через диод 11 и трансформатор 5 связана через контакты коммутирующего устройства 12 (типа реле или контактора) с питающей сетью. Транзистор 7 с резистором 8 вкл|очен между выходом источника 6 и входом усилителя-преобразователя 4.

Нагрузка 2 может, в частности, представлять собой высоковольтный выпрямитель и импульсный модулятор 13, к которым подключен магнетрон 14 и резистивный датчик 15 среднего анодного тока магнетрона, связанный со входом усилителя-преобразователя 4.

Стабилизатор работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда на коммутирующее устройство 12 (например, реле) не подана команда включения, например, в виде напряжения «+27 В Вкл. В. Н.» («включение высокого напряжения»), конденсатор 10 заряжается через диод 11, а на вход усилителяпреобразователя 4 подается постоянный ток от источника 6 через открытый транзистор 7 и.резистор 8. Величина этого тока II устанавливается равной номинальному току нагрузки

/н.ном, НЯПрИМЕр, р3ВНОН ЯНОДНОМу ТОКУ МЯГНОтрона 15. При подаче команды «+27 В Вкл.

В. Н.» коммутирующее устройство 12 срабатывает, причем на регулирующий элемент 1, нагрузку 2 и схему фазового управления подаются питающие напряжения, а цепь базы транзистора 7 отключается. Конденсатор 10 постепенно разряжается до нуля через резистор 9 (RI) и входное сопротивление R, базовой цепи транзистора 7, в результате чего ток 1| (t) идущий от источника 6 на вход усилителя-преобразователя 4, плавно уменьшается. Постоянная времени этого процесса Т определяется из соотношения

Изменение тока II во времени происходит приблизительно в соответствии с формулой (внутреннее динамическое сопротивление транзистора принимается весьма большим) 1I (t) (U/R,) ехр ЦТ|, (2) где U — начальное напряжение на конденсаторе 10;

Я, — сопротивление резистора 8.

При этом благодаря действию замкнутого контура стабилизации, суммарный ток 1х„посту35

55 б0 б5

4 пающий на вход усилителя-преобразователя 4 и равный поддерживается постоянным в течение всего времени плавного нарастания и равным номиналу /но,„. Это положение справедливо при выполнении условия Т,((Т, где Т, — наибольшая постоянная времени какого-либо из звеньев разомкнутого контура стабилизации.

B результате, если выбрано U/Rà=Ií.íîì, плавное нарастание тока нагрузки I (t) происходит начиная с нулевого значения приблизительно в соответствии с формулой

I„(t) =I „, (I — ехр t/T). (3) При повторных включениях соответствующие контакты устройства 12 замыкаются и конденсатор 10 успевает зарядиться до полного начального напряжения U быстро ввиду малого внутреннего сопротивления диода 11 и обмоток трансформатора 6, поэтому в этих условиях обеспечивается каждый раз плавное нарастание тока нагрузки от нуля до номинала. Если нагрузка представляет собой магнетрон, то это резко снижает интенсивность искрений катода, которые приводят к быстрому разрушению оксидного слоя и сокращению срока службы.

При экспериментальной отработке стабилизатора используется регулирующий элемент 1 на двух тиристорах 2У202Л, соединенных встречно-параллельно. Схема фазового управления и усилитель-преобразователь 4 выполняются на основе магнитных усилителей с самонасыщением и мостовой схемы сравнения.

Нагрузка 2 представляет собой высококольный выпрямитель на 19 кВ и импульсный модулятор с частичным разрядом накопительного конденсатора, выдающий на магнетрон 14 импульсы с амплитудой 16 кВ. Средний анодный ток магнетрона 14 равен 10,8 МА; цепь контура его стабилизации замыкается через резистивный датчик 15 тока на вход усилителя-преобразователя 4.

Номинальный ток магнетрона поддерживается с точностью не хуже +-3% при колебаниях напряжения сети 115 В 400 Гц на +-5 и температуры окружающей среды от минус 60 до

+60 С. При этом плавное измерение установленной скорости нарастания тока обеспечивается конденсатором, который заряжается через диод 11 и разряжается через резистор 9 и источник постоянного тока, подключаемый через резистор 8 и транзистор 7 к схеме.

При работе стабилизатора, нагрузкой которого является, например, магнетрон передатчика, возможен выбор оптимального режима включения, обеспечивающий минимальную интенсивность искрений катода магнетрона при заданной скорости плавного нарастания тока магнетрона при включении.

546863

Формула изобретения

Внп. B.H

4Ппгч

Составитель С. Горбачева

Редактор Л. Попова

Техред Н. Аук

Корректоры: E. Хмелева и А. Галахова

Заказ 247/16 Изд. М 206 Ти,раж 1069 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Стабилизатор переменного напряжения, например, для питания генераторных ламп, содержащий регулирующий элемент, цепь управления которого соединена с блоком фазового управления, подключенного к усилителю-преобразователю, соединенному с выходом стабилизатора, и трансформатор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функцион альных возможностей путем обеспечения установки заданной скорости нарастания тока или напряжения при включении, стабилизатор снабжен источником постоянного напряжения, транзистором и времязадающей параллельной RC-цепочкой, причем транзистор включен между выходом источника и входом усилителя-преобразователя, его база шунтирована RC-цепочкой и соединена через диод и

10 трансформатор с входом стабилизатора.