Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения — SU 1046742 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН цу 6 05 Г 1/44 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКО ЕТЕЛЬСТВ иаци ство СССР1979,во СССР1976,во СССР1976.ГУЛИРОВА- НАПРЯЖЕГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ленинградский институтного приборостроения. (54)(57) уСТРОйство ЛЛЯ РЕНИН ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО 80. 1046742 А НИЯ, содержащее трехфазный трансФорматор, первичные обмотки которого ,последовательно соединены с обмотка,ми дросселя, а вторичные обмотки через выходной Фильтр соединены с выводами для подключения нагрузки, и блок управления, включенный между нагрузкой и входом управляемого :ключевого элемента, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, управляемый ключевой элемент выполнен трехфазным и подключен выходом к общим точкам соединения обмоток трансФорматора и дросселя, причем дроссель выполнен трехФазным линейным.Сй1 1046Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам питания электроустановок, и может бытЬ использовано как для питания потребителей переменного тока, так5 и постоянного.Известны трехфаэные схемы регулирования, содержащие трехфазный трансФорматор, в разрыв нейтральной точки первичных обмоток которого включен трехфазный диодно-транзисторный ключ, Регулирование напряжения осуществляется как непрерывно, так и импульсным способом 11 1 и 2 1Однако в регулирующем транзисто 5 ре указанных схем создаются большие потери, так как через него проходит весь ток первичной обмотки. К регулирующему транзистору приложено повышенное обратное напряжение, чтого значительно ограничивает область применения схем. Кроме того, регулирующий транзистор, прерывающий ток в первичной цепи, создает значительные помехи в цепях первичного источни 25 ка и в нагрузке, а также приводитк большим перенапряжениям, возникающим в первичной цепи.Наиболее близким к Предлагаемому является устройство для регулирова 30 ния трехфазного переменного напряжения, содержащее трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого последовательно соединены с обмотками дросселя, а вторичные обмотки через выходной фильтр соединены с выводами для подключения нагрузки, и блок управления, включенный между нагрузкой и входом управляемого ключевого элемента 31.Недостаток известного устройства 40 состоит в том, что форма потребляемого тока иэ сети сильно отличается от Формы приложенного напряжения .Кроме того, устройство обладает низким быстродействием и имеет сложную 45 схему, что приводит к снижению надежности в работе и Функциональных возможностей.Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей устрой ства.Указанная, цель достигается тем, что в устройстве для регулирования трехфазного переменного напряжения, содержащем трехфазный трансформатор, )55 первичные обмотки которого последовательно соединены с обмотками дросселя, а вторичные обмотки через вы 742 ъходной Фильтр соединены с выводамидля подключения нагрузки, и блокуправления, включенный между нагрузкой и входом управляемого ключевогоэлемента, управляемый ключевой элемент выполнен трехфазным и подключенвыходом к общим точкам соединенияобмоток трансформатора и дросселя,причем дроссель выполнен трехфаз;.щмлинеиным,На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства; наФиг, 2 - форма выходного напряжения.Первичные обмотки трехфазноготрансформатора 1 соединены с обмотками трехфазного линейного дросселя2, а вторичные обмотки трансформатора через выходной фильтр 3 соединены с нагрузкой 4. Блок 5 управления включен между нагрузкой и зходом управляемого ключевого элемента6, выход которого соединен с общими точками соединения первичных обмотоктрансформатора 1 и дросселя 2. Блокуправления включает последовательно соединенные источник 7 опорного напряжения, схему 8 сравнения, усилитель 9 и широтно-импульсный модулятор 10 . Управляемый ключевой элемент 6 выполнен на шести диодах 11, собранных по трехЬаэной мостовой схеме, и регулирующем транзисторе 12, подключенном к выходу трехфазной мостовой схеме в прямом направлении,На Фиг. 2 обозначены, длительность Тп импульса, период Т квантования импульсов управления, амплитуда О выходного напряжения, соответствующая замкнутому состоянию нейтральной точки первичных обмотоктрансформатора. Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения работает следующим образом,При подаче питающего напряжения на первичные обмотки трехфазного трансформатора 1 через зти обмотки и рабочие обмотки линейного трехфазного дросселя 2 протекает ток. На вторичных обмотках трансформатора появляется напряжение, которое через фильтр 3 подается на нагрузку 4 и схему 8 сравнения . Схема 8 сравнения формирует сигнал, пропорциональный разности между напряжением на нагрузке 4 и напряжением, поступающим с источника опорного напряжения, который усиливается усилителем 9 и поступает на вход широтно-импульсно3 10467 го модулятора 10. 11 иротно-импульсный модулятор 10 формирует импульсы управления с постоянной частотой и переменной длительностью, зависящей .от величины сигнала, поступающего с5 усилителя 9. Импульсы управления, поступающие на переход база - эмиттер регулирующего транзистора 12, приводят к его насыщению и отпиранию. При отпирании транзистора 12 че рез трехфазную мостовую схему на диодах 11 замыкаются общие точки первичных обмоток трансформатора 1 и дросселя 2. Все напряжение питания в этом случае прикладывается к первич ным обмоткам трансфрматора 1 и на его вторичные обмотки трансформируется максимальное напряжение О.(Фиг . 2) . При запирании регулйрующего транзистора 12 происходит размыкание общих точек фаз первичных обмоток трансформатора 1, Первичное напряжение сети оказывается разделеннымна две составляющие: напряжение на первичнои обмотке трансформатора 1 и напряжение на линейном дросселе 2, В этом случае на вторичные обмотки трансформатора 1 трансформируется меньшее напряжение, амплитудное значение которого характеризун30 ется 02 (фиг. 2) . При неизменной разности опорного напряжения и напряжения на нагрузке 4 длительность импульсов остается неизменной. Далее цикл последовательного замыкания и размыкания общих точек первичных35 обмоток трансформатора 1 и дросселя 2 повторяется . Форма выходного напряжения имеет синусоидальную форму с провалами и всплесками соответст 40 венно для разомкнутой и замкнутой нейтральной точки первичных обмоток трансформатора 1 и обмоток дросселя 2 . Регулирование величины выходного напряжения осуществляется иэ 45 менением длительности импульсов уп равления при постоянной частоте следования этих импульсов, т.е . путем изменения соотношения между длительностью замкнутого и разомкнутого состояния общих точек обмоток транс 50 форматора 1 и дросселя 2. Диапазон регулирования выходного напряжения 42 4на нагрузке 4 определяется двумясостояниями: когда управляемый ключевой элемент 6 все время закрыти выходное напряжение представляетсобой синусоиду с амплитудой О2 Мкогда управляемый ключевой элемент6 все время открыт и выходное напряжение на нагрузке 4 представляетсобой синусоиду с амплитудой 02.м .В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом блок 5 управлениянамного упрощен так как нет необхо, димости в блоке питания, содержащем три источника постоянного напряжения (достаточен один источник постоянного напряжения), не нужны блоки синхронизации импульсов управления с фазами напряжения питания первичной обмотки трансформатора 1Быстродействие устройств регулирования, в которых используются дроссели насыщения, определяется частотой питающей сети и постоянными времени цепей подмагничивания . В устройстве регулирования по предлагаемойсхеме быстродействие определяетсячастотой коммутации управляемого клочевого элемента, которая может бытьвыбрана высокой - 40 кГц, что в десятки раз превышает частоту сети, аследовательно, обеспечивает высокое быстродействие предлагаемогоустройства,Таким образом, регулирование величины выходного напряжения в предлагаемом устройстве осуществляется иэмене нием длительности замкнутого и разомкнутого состояний общих точек первичных обмоток трансформатора и дросселя,частота коммутации которых значительно выше частоты питающей сети, а неимпульсами тока, которые подаютсяна дроссели насыщения с частотой, определяемой сетью и тактностью ключа.В результате, быстродействие предлагаемого устройства в десятки развыше, чем у базового устройства, а .устройствополучается более простымза счет того, что трехфазный управляемый ключевой элемент подключенк общим точкам обмоток трансформатора и дросселя, причем дроссель выполнен трехфазным линейным,

Смотреть

Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения