Способ регулирования тока в нагрузке, питаемой от источника неизменного тока и устройство для его реализации

Способ регулирования тока в нагрузке, питаемой от источника неизменного тока и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик 748724 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Ф (22) Заявлено 1711,69 (21) 1376163/26-07 (51)М. Кл.

Н 02 М 5/06

G 05 Р 3/06 с присоединением заявки ¹ 11376697/24-07 1799642/24-07 (23) Приоритет 2570666/24-07

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150780. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 621. 316 ° ,.72 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.H. Милях, И.В. Волков, С.И. Закревский, IO.È. Стародумов, В. В. Пшеничный, О. П. Сапон, А. И. Ванюрихин ь В. М. Вакулеико

Институт электродинамики AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА В НАГРУЗКЕ, ПИТАЕМОЙ OT ИСТОЧНИКА НЕИЗМЕННОГО ТОКА, И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к электротехнике. Известен способ регулирования тока в нагрузке, питаемой от источника неизменного тока, путем изменения величины падения напряжения на з ажимах первичной обмотки согласующего трансформатора (11.

Недостатком этого способа является необходимо"ть и"пользования дополнительного трансформатора, что увеличивает массогабариты устройства, реализующего этот способ.

Известен также способ регулирования тока в нагрузке, питаемой от источника тока через согласующий трансформатор с обмоткой управления, при котором изменяют параметр магнитного потока.во вторичной обмотке трансформатора изменением тока в обмотке управления (2).

Недостатком этого способа являет-. ся искажение формы выходного тока за счет подмагничивания, громоздкость и сложность конструкции силово-25

ro трансформатора.

Известно также устройство реализующее этот способ, содержащее преобразователь источника напряжения в источник тока, к выходу которого подключена первичная обмотка согласующего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с выводами для подключения нагрузки, а его обмотКа управления соединена с регулирующим органом (2) . . С целью повышения качества регулирования, в качестве изменяемого параметра используют намагничивающуМ силу магнитного потока, а изменение тока в обмотке управления осуществляют изменением степени ее шунтированияя.

В устройстве, реализукщем этот способ, все указанные обмотки согласующего трансформатора размещены на общем магнитопроводе,.а регулирующий орган выполнен в виде элемента шунтирования. Элемент шунтирования выполнен в виде транзистора, подключенного к обмотке управления через параллельно соединенные выпря- митель, конДенсатор и стабилитрон.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства, реализующего способ.

Источник тока 1 подключен к сети переменного напряжения. В качестве источника тока используется

748724 индуктивно-емкостный преобразователь (ИЕП) источника напряжения в

" источник тока, выполненный по любой иэ известных схем. Выход ис точника тока соединен с первичной обмоткой 2 согласующего трансформатора.

Вторичная обмотка 3 подключена через выпрямитель и фильтр 4 к нагрузке 5 и датчику б обратной связи.

Обмотка 7 управления подключается — к элемейту шунтирования, например, через выпрямитель 8 к транзистору 9, цепь управления которого подключается к первому входу элемента 10 сравнения, второй вход подключается к источнику 11 опорного напряжения, а выход к датчику 6 обратной связи, например, измерительному - резистору в цепи тока нагрузки.

РассМотрим процессы, протекающие в трансформаторе, и физ ческую сущ ность предлагаемого способа регу- 20 лирования выходного тока ИЕП в цепи нагрузки. Протекая по первичной обмотке трансформатора, ток ИЕП соз- дает неизменную по;величине намагничивающую силу Равную

На основании уравнения намагничивакших сил трансформатора видно, что суммарное действие намагничивающих сил всех обмоток трансформатора равно намагничивающей силе, созданной током намагничивания

QО 1 à1m+3 где м — число витков первичной обмотки 2; 35

w - число витков вторичной обД мотки 3

Следовательно, ток вторичной обмотки 3 с точностью до величины тока намагничивания не зависит от величи- 4О ны сопротивления нагрузки.

Ток вторичной обмотки 3, протекая по сопротивлению нагрузки, соз-. дает на нем падение напряжения. Это падение напряжения уравновешивается, величиной ЭДС вторичной обмотки, 45 которая изменяет величину магнитно-, го потока в сердечнике. Магнитный поток в сердечнике связан с ЭДС пер вичной обмотки 2 и его величина оп ределяет величину возникающей ЭДС 50 первичной обмотки и напряжения на .в одных зажимах трансформатора. Таким образом, изменение величины сопро-. тивления нагрузки приводит к изменению величины напряжения на входе 55 трансформатора. Если согласующий трансформатор снабжен обмоткой управления, нагруженной на внутреннее сопротивление регулятора, суммарная намагничивающая сила вторичных об= =мотбк "по -прежнему остается неизмен- фQ ной по величине (42Ш +J и ) =3 Оз,-З„аэ .

Но при этом она распределяется между вторичной и управляющей обмотка-, 65

4 ми таким образом, что токи в обмотках будут обратно пропорциональны величинам сойротивления нагрузки и сопротивления регулятора; а также соответствующим козффициентамтрансформации обмоток. Изменяя величину внутреннего сопротивления регулятора в соответствии с сигналом управления, осуществляем регулирование величины тока нагрузки. При регулировании величина напряжения на зажимах выпрямителя регулятора определяется величиной эквивалентного сопротивления цепи нагрузки и цепи регулятора, а форма определяется формой напряжения на зажимах выпрямителя цепи нагрузки. В однофаэных схемах к выходным зажимам выпрямителя в цепи нагрузки подключается конденсатор для сглаживания пульсаций тока. Работа ИЕП на выпрямитель и сглаживающую емкость меняет режим работы выпрямителя таким образом, что на его входных зажимах форма напряжения близка к прямоугольной, а следовательно, такая же форма напряжения будет и на вхбдных зажимах выпрямителя регулятора. На выходных зажимах выпрямителя регулятора в моменты коммутацйи имеются узкие провалы вйпрямленного напряжения. Эти провалы влияют на устойчивость работы цепи обратной связи. Для повышения устойчивости работы схемы параллельно выходным зажимам выпрямителя регулятора подсоединена емкость 12, сглаживакщая эти провалы. Благодаря тому, что провалы имеют вид узких шпилек, емкость конденсатора выбирается небольшой величины. Поэтому она практически не влияет на быстродей ствие контура регулирования, так как. оно определяется полосой пропускания сглаживающего фильтра.

Режим холостого хода является нежелательным, так как при этом возрастает величина напряжения на выходе источника, несмотря на то, что согласующий трансформатоР на сыщаясь, ограничивает величину напряжения на выходе источника. Для точной фиксации величины напряжения холостого хода параллельно выходным зажимам выпрямителя регулятора подсоединяют стабилитрон 13. В режиме холостого хода напряжение на регуляторе нарас=ает до величины напряжения стабилизации.

При достижении этого напряжения стабилитрон 13 пробивается,тем самым ограничивается рост напряжения холостого ода. Кроме того, стабилитрон защищает регулятор от перенапряжений.

Для повышения экономичности регулятора его Схема может быть выполнена с применением принципов импульсного регулирования.

748724

Формула изобретения

Составитель Г. Рабинович

РедактоР КУзнецова ТехРед N, Петко

Корректор М. Коста

Подпис ное

Заказ 4257/46 Тираж 783

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предлагаемые способ и устройство позволяют реализовать ряд существенных преимуществ, такие как: а) простота схемного решения, б) широкий диапазон регулирования уровня выходного тока, в) гальваническая развязка цепи регулирования от сети. г) регулятор можно выбирать на разные напряжения и токи за счет выбора соответствующего коэффициента трансформации обмотки регулирования, д) возможность применения серийных многообмоточных трансформаторов беэ переделки их конструкции..

1. Способ регулирования тока в нагрузке, питаемой от источника то- 20 ка через согласующий трансформатор с обмоткой управления, при кОтором ,:изменяют параметр магнитного "потока во вторичной обмотке трансформатора изменением тоКа в обмотке управ-25 ления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в качестве изменяемого параметра используют намагничивающую силу магнитного потока, а изме- 30 нение тока в обмотке управления осуществляют изменением степени ее шунтирования.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее преобразователь источника напряжения в источник тока, к"выходу которого йодключена первичная обмотка согласукщего трансформатора, вторичная обмотка которого соедийена с выводами для подключения нагрузки, à его обмотка управления соединена с Регулирукщим органом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что все указанные обмотки согласующего трансформатора размещены на общем магнитопроводе, а регулирующий орган выполнен в виде элемента шунтировання.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что элемент шунтирования выполнен в виде транзистора, подключенного к обмотке управления через параллельно соединенные выпрямитель конденсатор и стабилитрон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред. С.Д. Додика, М., 1969, с. 386.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 146421, кл. В 23 К 9/00, 1961.