Регулируемый источник тока
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 010476 (21) 2340694/07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.
Н 02 М 5/04
G 05 Р 3/06
Гоердаретеанный ноантет
Сонета рйнннетреа СССР не Сенам наоаретеенй и н атнрытнй (23) Приоритет. 28.04. 75 (43) Опубликовано 05Л278.Бюллетень № 5 (53) УДК. 621. 316.721 (088.8) (45) Дата опубликования описания 2601,78 (72) Авторы . в.A Троицкий ;. И.Ъ ° Волков, К.Д. Гуттерман, П.r. Жуковский изобретения M N ° Александров, Н,r ° Белый, C.A. Калинников,, В.A. Наг йц в и Э.N. Эсибян. (71) Заявитель: и"ститут электросварки им. е.о. патона AH Украинской ccP.. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЯ ИСТОЧНИК ТОКА
Изобретение относится к электротехнической промышленности, выпускаю цей источники питания для электрических печей, электротермии и сварки.
Оно может также применяться в любой отрасли электротехники в качестве плавно регулируемого стабилизатора тока.
Известно устройство для питания . т0 ,электрических печей, в котором используется стабилизатор тока компенсационного типа с применением тиристоров нт индуктивно-емкостный преобразова тель источника напряжения в источник 15 тока (1 j, Устройство имеет практи чески вертикальные внешние характеристики.
Недостатком этого устройства является ступенчатость регулирования 20 тока.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ре- . гулируемый источник тока, содержащий преобразователь источника напряжения в источник тока, соединенный выходом с первичной обмоткой согласущего трансформатора, магнитопровод у которого выполнен в виде двух стержней и трех ярем, на двух из которых расположе- зС
2 ны обмотки подмагничивания, связанные с датчиком напряжения нагрузки 1 2 1.
Недостатком этого устройства является низкий коэффицйент стабилизации тока.
Цель изобретения — повышение стабильности внешних характеристик и снижение напряжения холостого хода.
Это достигается тем, что первичная обмотка трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных частей, одна иэ которых расположена между двумя управляемыми ярмами. Кроме того, к выводам каждой обмотки подмагничивания подключены встречно-параллельно включенные тиристоры, управляющие электроды которых соединены с датчиком напряжения нагрузки.. о
Сущность изобретения поясняется чертежаМи, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема регулируемого источника тока; на фиг. 2 — пример конструкции согласующего трансформатора; на фиг. 3 - график внешних характеристик регулируемого источника тока; на фиг. 4 — вариант принципиаль. ной схемы устройства с защитой от напряжения. холостого хода> на Фиг.5 вариант схемы с дополнительной обмог кой нодмагничивания.
Регулируемый источник ттока содержит преобразователь 1 источника напряжения в источник тока, подключенный к сети переменного тока. В качестве этого преобразователя может быть использован любой известный пре образователь источника напряжения в источник тока, например индуктивноемкостный преобразователь (фиг. 3).
Выход преобразователя 1 соединен с первичной обмоткой согласующего трансформатора, которая выполнена иэ дву> последовательно соединенных. частей 2 и 3. Вторичная обмотка 4 указанного
15 трансформатора подключена к нагрузке (например, электрической дуговой нагрузке) . Регулирование коэффициента трансформации (напряжения или тока) описываемого трансформатора осуще:ствляется изменением тока подмагничивания в обмотках 5 — 8. уставка тока подмагничивания выдается с блока
9 автоматического управления. Параллельно нагрузке 10 подключен датчик 11Ж напряжения, выдающий сигнал в блок 9.
Такой способ регулирования получил название магнитная коммутация, а трансформатОр будет далее обозна- 30 чаться трансформатор с магнитной коммутацией /FPMK/.
Рассмотрим подробно конструкцию и принцип действия TPI1K. (Фиг. 2) . Магнитопровод трансформатора состоит из З5 стержней 12 .и ярем 13 и 14 (для удобства рассмотрим однофаэный трансформатор плоской системы). На ярмах 13 и
14 расположены подмагничивания 5 — 8.
В нижнем окне, образованном средним 4О и нижним ярмами трансформатора, расположены вторичные обмотки 4 и часть первичной обмотки 2, B верхнем окне между ярмами 13 и 14 находится оставшаяся часть первичной обмотки 3.
Части 2 и 3 соединены последовательно (согласно-либо встречно) и образуют одну силовую обмотку. При подключении TPNK к выходу преобразователя 1 по первичным обмоткам 2 и 3 начинает протекать ток, который соз- дает основной .магнитный поток трансформатора. Если в обмотках подмагничивания постоянный ток отсутствует, ro магнитная проводимость ярем 13 и
l4 максимальная. Магнитный поток за- 55 мыкается через эти ярма, при этом напряжение, наводимое в обмотке 4, имеет определенное среднее значение. При протекании постоянного тока по обмоткам подмагничивания 5, 6 проводимость 6О среднего ярма 14 резко уменьшается..
При насыщении ярма 14 эта проводимость минимальна, и основной магнитный поток замыкается через ярмо 13. При этом в потокосцеплении участвуют все
BBT YH нервич ной об<к) г vи иеpхнеГО око<< тp<«Iсфог матора. K зэфФициен < трансФГ)рмацин п<ъи эт<ьм н:. и!:о 11 ший и соответ<.твует магг.имад< н<.му -«и.: нению тока нагрузки.
При насы<яенни ярма ) 3 магнитный Tfîток замыкается по среднему ярму 14, При этом витки обмотки 3 как бы отсутствуют. Таким образом, ток вторичных обмоток изменяется плавно эа счет изменения коэффициента трап< Формации
ТРМК. В отличие от известных трансформаторов, регулируемых нодмагничиванием, в предложенной =.и< теме осногной магнитный поток не меняе" с-я по абсолютной величине, он только перераспределяется между ярмами и зависимости от их проводимости.
Наклон внешних характеристик (уровень стабилизации) практически не изменяется (кривые f, Ill, III Фиг. 3) .
Обмотки подмагничивания ярем 13 и 14 разделены попарно на две 5 и 6,7 и 8 и включены встречно для компенсации переменной ЭДС, наводимой в них основным потоком.
Применение ТРМК в схемах с источниками тока кроме широкого регулирования выходного параметра обеспечивает снижение напряжения холостого хода °
В случае обрыва нагрузки, например дуги, датчик 11 выдает сигнал на блок
9 управления о необходимости одновременного насыщения двух ярем трансформатора. Насыщение ярем трансформатора значительно увеличивает сопротивление его магнитной цепи, потокосцепление обмоток уменьшается, а следовательно, уменьшается и напряжение холостого хода источника. От степени насыщенйя ярем трансформатора зависит уровень напряжения холостого хода.
Снижение напряжения холостого хода в системе (Фиг. 3) происходит за счет шунтирования обмоток подмагничивания группой встречно-параллельно включенных тиристоров 15-18, сигнал управления которыми выдает датчик 11.
В случае обрыва нагрузки сигнал от датчика 11 поступает на соответствующие тиристорные пары и открывает их.
При замыкании обмоток 5-8 магнитная цепь трансформатора размыкается, и преобразователь 1 работает в режиме короткого замыкания. . Тот же эффект защиты можно получить. шунтируя обмотки подмагничивания контактными элементами.
На схеме на фиг. 5 снижение напряжения холостого хода осуществляется меньшим количеством тиристоров. Для этого оба управляемых ярма охватываются дополнительной обмоткой 19, которая .шунтируется только одной парой тирис торов 20.
99 I 1<9<> и
Формула изобретения
Фиг 7
<Риг. г
Опи ываемый исто I IIV I< реализует < я в грехфазном исполнении, При этог; набл."однее Tся снижеF<и е 1) асходОH а 1<ти f11111!х мате риалов по сравнению
111
l. Регулируемый источник тока, содержащий преобразователь источника напряжения в источник тока, соединенный выходом с первичной обмоткой согласующего трансформатора, магнитдпровод которого выполнен в виде двух стержней и трех ярем, на двух из которых расположены обмотки подмагничивания, связанные с- датчиком напряжения нагрузки, отличающийся тем, что, -с целью повы!аения стабильности
ВНЕ!
ПРЯ<<ЕIIИЛ Х<: ПО-. ТОГО У<1Да, !!ЕР 1IГ< 1; Я обмотка трап сфорьятора выполнена и з дВ ух е!Осле цс) Ветел ьно соед}1!1 ен и! Ir< 13(гей1 одна из которых расположена межг ду дв умя у праВ11яемыми яр11ами .
?. Источник тока Efo п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что к выводам каждой обмотки подмагничивания подключены встречно-параллельно включенные тиристоры, управляющие электроды которых соединены <- датчиком напряжения нагрузки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Труды Московского ордена Ленина
Энергетического института Электротермические установки, вып. 159, 197)„ с. 41-50.
2. Affxop<-.f
591996
Составитель Г.Рабйнович
Техред Н.Андрейчук . Корректор С.Ямалова
Редактор И.ТимоФеева
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 607/49 . Тираж ИА. . Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Иннистров СССР по делам изобретений. и открытий
113035, Москва., Ж-35, Раушская наб., д. 4/5