Регулятор переменного напряжения
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИ Е
ИЗОВЕЕтЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советск ни
Социалистическии
Республик (ii 935897 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (51)IN. Кл. (22) Заявлено 09,01.80 (21) 2865375/24-07 с присоединением заявки М (23) П рнорнтет
Опубликовано 15.06.82. Бюллетень № 22
Дата опубликования описания 15.06.82
Cj 05 F 1/24
//Н 02 P 13/16
3Ъеударетееииый квинтет
СССР до делан изобретений и открытий (53-) УД К621.316., .722(088.8) 1
С. П. Лохов
1 т
Челябинский политехнический институт им о комс ола (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано при разработке преобразователей с трансформаторами или реакторами с магнитопроводами из ферромагнетиков, например, тиристорно-трансформаторных регуляторов напряжения, автономных инверторов с выходными трансформаторами и выпрямителей с уравнительными реакторами. тО . Известны регуляторы переменного напряжения (преобразователи) содержащие трансформатор с разветвленным магнитопроводом тиристорный коммутатор силовойй обмотки трансформатора, датчики, 15 выход которых подключен ко входу блока управления, и автоматической коррекцией величины тока намагничивания обмотки, за счет чего осушествпяется поспедуюшая коррекция положения петли гистерезиса магнитопровода Г11и (23 .
Наиболее близким к предлагаемому яв ляется преобразователь, содержащий транс-, форматор с разветвепенным магнитопроводом, одна силовая обмотка которого через тиристорный коммутатор, а другая обмотка непосредственно соединена со входными и выходными выводами, соот- ветственно, блок управления и автоматической коррекции тока намагничивания силовых обмоток, корректирующие входы которых связаны с измерительными обмотками соответствующих датчиков производной магнитного потока(31.
Недостатком известного устройства является сложность выполнения из-за необходимости иметь блок синхронизации фа эы детектирования, связанный с силовой частью устройства.
Цель изобретения - упрощение устройства.
Поставленная цель . достигается тем, что регулятор снабжен двумя нелинейными преобразователями, выходы которых соединены соответственно с корректируюшими входами блока управления и авто. матической коррекции тока намагничивания, а их входы через фильтры низших
3 9358 частот — с измеритепьными обмотками соответствующих датчиков производной магнитного потока.
При этом непинейные преобразоватепи имеют монотонные, симметричные относительно начапа координат, выпуклые ипи вогнутые в одном из квадрантов характеристики, что поэвопяет получить на выходе непинейных преобразователей сигнапы, постоянная составпяюшая которых отражает направпение и степень смещения попожения петпи гистерезиса магнитопровода, т.е. направление и степень его насыщения.
На фиг. 1, приведена функциональная схема регулятора. переменного напряжения; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора.
Схема содержит: трансформатоР с Разветвленным мегнитопроводом 1, первичная и вторичная сиповые обмотки трансформатора 2, 3 — тиристорный коммутатор (симисторные кпючи), 4 - бпок управления и автоматической коррекции тока намагничивания, 5 и 6 — корректирую шие и управпяюшие входы бпока 4, соответственно, 7 — датчики производной магнитного потока, 8 - измерительные обмотки датчиков 7 9 - фильтры низших
7 30 частот, 10 — ие линейные преобразователи.
Временные диаграммы, поясняющие принцип работы регупятора при перемагничивании по симметричному и несимметрич- ному циклам петли гистереэиса, приведены соответственно, на фиг. 2 и фиг. 3, 3S где: a — кривые напряжения питающей сети; б — кривая напряжения на сиповой первичной обмотке, 2; в — кривая напряжения на измерительной обмотке 8; гкривая напряжения на выходе фипьтра низко ших частот 9; д, е — кривая напряжения на выходе непинейного преобраэоватепя при вогнутой и выпуклой в первом квадрате его характеристики, соответственно.
Принцип работы устройства закпючает45 ся в следующем.
По корректирующим входам 5 бпока 4 осуществляется коррекция несимметрии вкпючающих импупьсов симисторных KBIo» чей 3 и, соответственно, попожение петель гистерезиса, а по его управляющим входам 6 осушествпяется управпение заданием вепичины напряжения на выходе регулятора, Нелинейные преобраэоватепи 10 име« ют монотонные (производная однозначна), симметричные относительно начапа координат (т,е. 3 (-х)=- (х), где 4 и х — соот97 б ветственно, выходные и входные сигналы преобразователей), выпукпые (вторая производная отрицатепьна) ини вогнутые (вторая производная положительна) в одном квадранте характеристики (на фиг. 1 сплошной линией показана вогнутая в первом квадранте, а штриховой - выпуклая в первом квадранте характеристика).
Через магнитопровод датчика 7 проходит неэначитепьная часть магнитного потока трансформатора 1, так как магнитное сопротивление участка магнитопровода трансформатора 1, к которому приставлен датчик 7, невелико,. а магнит ное сопротивпение двух воздушных зазоров между магнитопроводами трансформатора 1 и датчика 7 значитепьное. При насыщении контролируемого участка магнитопровода трансформатора 1 его магнитное сопротивление возрастает и доля магнитного потока, ответвпяюшегося в магнитопровод 7, резко возрастает. ЭБС измерительной обмотки 8 пропорциона пьна производной ответвпяюшегося потока.
С измеритепьной обмотки 8 снимается сигнал напряжения, примерно пропорциональный производной налряженности контропируемого участка магнитопровода, а с выхода фипьтра низших частот 9, который на высоких частотах ведет себя как интегратор, снимается сигнап напряжения (фиг. 2, 3 r), примерно пропорциональный напряженности контропируемого участка магнитопровода, При этом принципиапьно важно то, что при любых режимах в налряжениях как иэмеритепьной обмотки
8 (фиг. 2, 3 в), так и выхода фипьтра
9 (фиг. 2, 3 г) отсутствует постоянная составляющая, что не позвоцяет непосредственно испопьзовать эти напряжения дпя формирования корректирующего воздействия на блок 4 с цепью коррекции положения петли гистерезиса.
При вкпючении непинейного преобразователя 10 между выходом фильтра 9 и корректирующим входом 5 блока 4 на выходе этого нелинейного преобразоватепя формируется напряжение (фиг. 2, 3, д, е), в котором появляется постоянная составляющая только при смешении попожения петли гистереэиса контролируемого участка.
При использовании нелинейного преобразователя 10 с вогнутой в первом квадранте характеристикой (сппошная кривая) бопьшие значения напряжения на входе еще сильнее преобпадают на выходе непинейного преобразоватепя. R итоге, после нелинейного преобразования напряжения
5 955 (фиг. 3 г) без постоянной составляющей получается напряжение (фиг. 3 a) с попожитепьной постоянной составляющей.
При использовании нелинейного преобраэоватепя 10 с выпуклой в первом квад- s ранте характеристикой (штриховая пиния) бопьшие значения напряжения на входе сипьнее оспабпяются на выходе,чем меньшие, В итоге поспе непинейного преобразования напряжения (фиг. 3 г) без посто- 10 янной составпяюшей попучается напряжение (фиг. 3 е) с отрицательной постоянной составляющей.
При перемагничивании контролируемого участка магнитопровода трансформа то- 15 ра 1 по симметричному цикпу петли гистерезиса все напряжения (фиг. 2, в— фиг. 2 е), имеют форму, симметричную относитепьно оси абсцисс, поэтому во всех напряжениях отсутствует постоянная 20 составляющая, Постоянные составляющие напряжения с выходов непинейных преобраэоватепей
10 поступают на корректирующие входы
5 блока 4, который изменяет симметрию 25 включающих импульсов симисторных ключей 3 до тех пор, пока эти постоянные составляющие не устранятся, т.е. пока не обеспечится перемагничивание каждого из контролируемых участков разветвленного магии топровода трансформатора 1 по симметричным не смещенным циклам.
Таким образом, введение контрнесимметрии путем включения s цепь управце ния тиристорным коммутатором 3 (симисторными ключами) нелинейных преобразоватепей 10 позволяет в основном устранить возможность насыщения магнитопровода трансформатора как при несимметрии включающих импульсов тиристорного коммутатора, так и при нелинейнос,ти нагрузки, 897 6
Форму па изобретения
1. Регулятор переменного напряжения, содержапшй трансформатор с раэветвпенным магнитопроводом, одна силовая обмотка которого, через тиристорный коммутатор, а другая обмотка непосредственно соединены со входными и выходными выводами, соответственно, бпок управпения и автоматической коррекции тока намагничивания силовых обмоток, корректирующие входы которого связаны с измерительными обмотками соответствующих датчиков производной магнитного потока, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью упрощения, он снабжен двумя непинейными преобразователями, выходы которых соединены соответственно с корректирующими входами бпока управпения и автоматической коррекции тока намагничивания, а их входы через фильтры низших частот - с измерительными обмо1 ками соответствующих датчиков производной магнитного потока.
2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что непинейные преоб разователи имеют монотонные, симметрич- ные,относитепьно начала координат, выпуклые или вогнутые в одном из квадрантов, характеристики.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетепьство СССР по заявке N 2306275/07, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.
2. Патент США N 3697855, кл. Н 02 М 7/42, 1973.
3. Лохов С. П. и др. Методы управпения тиристорными ключами на первичной стороне многофазного трансформатора в регуляторах переменного напряжения. -В кн. Современные задачи преобразоватепьной техники, ч. 2, Киев, 1975.
935897
Составитепь Д. Фуфлыгин
Редактор С. Запесочный Техред Ж,Кастелевич Корректор Н. Стем
Закы 4208/49 Тираж 914 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Фипиап ППП "Патент, г, Ужгород, уп, Проектная, 4