Стабилизатор напряжения перменного тока

Стабилизатор напряжения перменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социал истимеских

Республик

О ll Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

l>il 648961 к авторском свидитальств (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2422020/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) M. Кл,2

G 05 F 1/44

Государотаенне>й коинтет

СССР по делам нзооретеннй н открытнй

Опубликовано25 02.79.Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.79 (53) У ДК 6 2 1. 3 16..722. 1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Лейто

Харьюская межколхозная строительная организация

Республиканского объединения Эстколхозстрой" (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ПЕРЕМEHНОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для стабилизации эффективного значения напряжения переменного тока в силовых сетях как с активной, так и с реактивной нагрузкой.

Известны стабилизаторы напряжения переменного тока (! ), (2) одно из известных устройств (1) содержит линейный усилитель мощности, к выходу которого подключена цепь обратной связи, состоящая из трансформатора тока через выпрямитель подключенного к органу сравнения, соединенному с задатчиком и через управляющий элемент — с регулирующим органом, включечным в цепь источника питания. Недостатком этого устройства является то, что оно непригодно для стабилизации тока в силовых цепях, так как линейный ток вырабатывается усилителем. Второе из известных устройств, являющееся наиболее близким техническим решением к данному изобретению, содержит регулирующий элемент, вход которого подключен к первому входному вьИоду, а выход — к первому выходному выводу, датчик эффективного значения выходного напряжения, подключенный параллельно выходным выводам и последовательно с усилителем сигнала ошибки, выход которого соединен со входом генератора импмльсов с регулируемой скважностью, выход которого подключен к управляющему выводу рс гулируюгцего элемента, блок для синхронизации генератора импульсов и блок для питания, вход которого подключен параллельНо входным выводам.

Недостатком этого устройства является, во-первых то, что оно непригодно для стабилизации эффективного напряжения переменного тока с индуктивной нагрузкой. Это обусловлено тем, что спнxðонпзацпя схемы происходит по напряжению пптак>щей сети таким образом, что прп пере оде напряжения сети через нх,1b, chic ма регмлятора-стабилизатора остается без питания (напряжение питания схемы не сглаживается). Но в случае индуктивной нагрузки за счет сдвига фазы между напряжением и током не

20 обеспечивается правильный момент включения управляемых вентилей; и, во-BTophlx. к недостатку прототипа можно отнести сложность и нетехнологичность его, обусловленные тем, что наряду с трансформатором ге64896 нератора импульсов, он содержит и трансpop>I

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей при одновременном упро(цении схемы стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения переменного тока, содержащего регулирук>щий элемент, вход которого подклк>чсн к первому входному выводу, а выход — к первому выходному выводу, датчик эффективного значения выходного напряжения, подключенный параллельно выходным выводам и последовательно с усилителем сигнала оц ибки, выход которого соединен со входом генератора импульсов с регулируемой сква>кностью, выход которого подключен к управля(о(цсму выводу регулирующего элемента, блок для синхронизации I elicратора Hvlllульсов H блок для питания, вход которого (н>дключеli иараллсльно входным выводам, выход рсгулирую(цего элемента подкл(очен ко второму входному выводу, а первый входной вывод через блок питания подключен к первому Выходному выводу и к выходу регулирующего элемента, куда подключен также вход блока для синхронизации генератора импульсов.

На чертеже приве leHH принципиальная электрическая схехlа с выделением oclloI3II! Ix

0 1 0 K O !3 .

Стабилизатор напряжения переменного тока состоит из регулирую(цего элеме((та 1, ВыхОД котОРОГО подклю11011 к HCPI30>13 Входномч ВI>IВОдv (Один (3ыво (HагрvÇКI(2) 1i выпол-Iellliol на базе уllpH(3,! Håv!û>: Iiellтилей 3 и 4, которыми могут служить встречно-параллельно вкл10(снныс тиристоры (либо семистор), датчика 5 эффективного зна I f . и и я н с1 г(р я? к е н и я, В к, 1 10 1 е н н 0 1 О и а (> а л л с л ьно с нагрузкой 2, усилителя сигнала ошибки

6, генератора импульсов с регулируемой скважностью 7, блок для синхронизации генератора импульсов 8 и блок для питан((я 9.

4(>

Датчик 5 Bb! I!Oëíeí по мостовой Lхеме, 0QHB,IHI3! oI3 Ic!b КоТоР0Н подк.110!PHH паРаллельно с нагрузкой 2, а другая диагональ служит входом для усилителя б. Мост состоит из резисторов 1О, 11 и 12, потенциоvieTра 13, предназначенного для задания вели- 45 чины стабилизируемого эффективного значения напряжения, и ла.мпы накаливания 14, включенной в одно плечо моста и служащей чувствительным элементом датчика 5.

Усилитель 6 выполнен на транзисторах

5(>

15 и 16, в коллекторные цепи которых (103,— ключены соответственно резисторы 17 и 18.

Конденсатор 19 является времязадак>шим В стабилизаторе как в системе автоматического регулирования, а диод 20 служит для разделения коллектора транзистора 15 от конденсатора 19 во время отрицательного полупериода напряжения сети.

Генератор импульсов 7 выполнен на базе блокинг-генератора на транзисторе 21 и

4 трансформаторе 22, обмотки 23 и 24 которого предназначены для включения управляемых вентилей 4 и 3. Цепь обратной связи генератора 7 состоит из обмотки 25 и конденсатора 26.

Блок для синхронизации 8 состоит из транзисторов 27, 28 и 29, резисторов 30, 31, 32, 33 и 34 и разделительных диодов 35 и 36, одни концы которых соединены между собой и подключены ко второму выводу регулирующего элемента 1 (вход блока для синхронизации) . Резисторы 30, 31 и 32 предназначены для обеспечения ключевого ре>кима работы соответственно транзисторов

29, 27 и 28. Выход блока для синхронизации 8 — — коллектор транзистора 29 соединен

В цепь обратной связи генератора 7.

Блок для питания 9 состоит из стабилитронов 37 и 38, сглаживающих конденсаторов

39 и 40, выпрямительных диодов 41 и 42 и ограничиваю(цего резистора 43. Отрицательной клеммой блока для питания 9 служит общая точка конденсаторов 39 и 40 и стаоилитрона 37, соединенная непосредственно как со вторым входным выводом, так и с общей точкой нагрузки 2 и регулиру(ощего элемента 1. Положительной клеммой схемы шпания 9 HI3;IHCTcH общая точка стабилитрона 38 и конденсатора 39, которая непосредственно соединена с первым входным выводом стабилизатора, а черсз выпрямительные диоды 42 и 41 соответственно с

11(ðÂûì выходным выводом и со входом pei.у! Hpv.Io!!IeI.o элемента 1.

Стабилизатор напряжения переменного тока работает следующим образом.

Стабилизатор работает 110 принципу, соглас((о которому эффективное значение напряж IIIIH стабилизуется путем регулирования момента включения управляемых вентилей. Для этого при каждом переходе тока пагр) зки через нулевое значение регулирующий элемент 1 остается запертым в течение времени, необходимого для получения заданной Величины эффективного напряжения

IiL ременного тока.

Принцип работы датчика 5 базируется на том, что сопротивленис лампы накаливания

14 увеличивается с повышением температуры, обусловленного увеличением тока в ней.

В случае, если величина напряжения нагрузки соответствует заданной величине (задается потснциометром 13, определяющим по-.снциал базы транзистора 15), то дисбаланс моста 5 таков, что не влияет на транзистор

15, который в это время заперт, а транзистор 1б открыт током через резистор 17, и сигнал от усилителя б в генератор 7 не поступает. Но если напряжение в нагрузке 2 п ревышает заданную величину, возникает такой дисбаланс моста, который открывает транзистор 15 (эмиттер его становится положительным по сравнению с базой), которь и переходит в активный режим и обуслав648961

Ф01?л!1).IQ tl300PP7c н?с t ливает дополнительный ток в резисторе 17.

В результате этого транзистор 16 из насыщенного состояния переходит в активный режим (потенциал базы его повышается) и образует дополнительное активное сопротивление, включенное последовательно с резистором 18. Это дополнительное активное сопротивление, величина которого зависит от дисбаланса моста, т. е. от разницы между действительной и заданной величины напряжения нагрузки 2, является выходным сигналом усилителя 6, подаваемым в генератор 7.

Генератор 7, выполненный на базе транзистора 21, получает два выходных сигнала: один из усилителя 6, а другой из блока для синхронизации 8. Первый из них определяет промежуток времени (задержку), по истечению которого генератор 7 выдает импульс для включения регулирующего элемента 1, а второй — момент времени, с которого начинается считывание этой задержки. Этим моментом является момент перехода тока нагрузки через нулевое значение.

В случае, если регулирующий элемент, включен и имеется ток в нагрузке 2, напряжение на первом практически нулевое, и транзисторы 27 и 28 заперты, а транзистор

29 открыт током через резистор 30. В таком положении конденсатор 26 заряжается ло напряжения на стабилитроне 37, и полярность заряда его приводит транзистор 21 в активно запертое состояние.

При переходе тока нагрузки 2 через нулевое значение регулирующий элех1ент 1 запирается и все напряжение падает на него.

В зависимости от полярности напря?He:3ия, открывается либо транзистор 27, либо транзистор 28. Так как они соединены параллельНО, то открывание одного из ННх запцрает транзистор 29. После этого конденсатор 26 начинает перезаряжаться по цепи: обмотка

25, стабилитрон 38, транзистор 16, резистор

18, конденсатор 26. Это происходит j0 тех пор, пока напряжение на переходе базаэмиттер транзистора 21 достигает порога срабатывания блокинг-генератор- 7.11ослелний выдает управляющий импульс и включает в зависимости от полярности напряжения один управляемый вентиль в элементе 1.

После этого транзисторы 27 и 28 запираются, транзистор 29 открывается и конденсатор 26 снова заряжается ло напряжения на стабнлитроне 37, и генератор 7 готов к новому срабатыванию.

Из вышеприведенного видно, что постоянная времени перезаряда конденсатора 26 после запирания транзистора 29 (T. с. после перехода тока в нагрузке 2 через нулевое значение) зависит от величины конденсато5

1а

23:3

-tc

55 ра 26, резистора 18 и сопротивления транзистора 16. Так как первые из них имеют постоянные величины, то изменение величины активного сопротивления транзистора 16 позволяет pcl ó:;Hðîâàòü момент включения регулирующего элемента 1, те.,1 самым и стабилизировать эффективное значсcltc HE ременного напряжения. Чем больше активное сопротивление транзистора 16 (т. е. чем больше напряжение нагрузки 2 отличается от заданной величины), тем больше активное сопротивление транзистора 16. тем самым и постоянная времени перезаряжения конденсатора 26, и тем позднее генератор 7 включает регулирующий элемент 1.

Блок для питания 9 работает по принципу полупериодного выпрямителя. В положительном полуперподе напряжения сети зарядный ток во время запертого состояния регулируюгцего элемента 1 протекает через диод 41, в отрицательном полупериоле во время включенного состояния регулирующего элемента 1 через диод 42. Напряжение питания стабилизируется стабилитронами

37 и 38 и конденсаторами 39 и 40.

Стабилизатор напряжения персмеHíого тока, содержащий регулирующий элемент, вхол которого подключен к первому входному выводу, а выход — к первому выхолному выводу, латчик эффективного з1а гения выпа п1? Яжсч311Я. 11073» 1 10 It ííûé H IP3.»лельно выходным выво..ам и последовательно с усилителем cHI нала ошибки, выход которого соединен с0 входом гcнсратора импу,1ьсов с 1?егхл111?х c мой скважность10, Bbtхол которого полключ I» к х правля?ощему выводу регулируtolt»cго элемента, блок для синхро1шзации генератора импульсов и блок лля ltllтаllия, вxол котОрого полк,110чi. н Г1араллельно вхолныxl выводам, i?7.1ииt?юи(ииг.1 тем, что, с целью pHCIHH pclllt51 фуцкциональI3hIx возможностей при одновременном упро1цсниц схемы стаоилизатора, в нем выход

pcl.xx»èðóþI13åã0 элсх1ента 1ц>ЛключеH ко ггорому входному выводу, 11 первый входной вывод через блок питания подкл1очен к первому выхол1гому выводу и к выходу регулирующего элемента, к которому полк»10«е1» также вход блока для синхронизации генератора импульсов.

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

1. Лвторскос свидетельство СССР

Х 457980, кл. С3 05 F 1„44. 1973.

2. Патент США Хо 3538427, кл. 323 24, 1971. б48961 . -, Составитель С. Чернышева

Редактор А. Садомов Техред О. Луговая Корректор П. Макаревич

Заказ 559/31 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4