Пристрій для регулювання змінної напруги

Пристрій для регулювання змінної напруги, що містить два трансформатори і два керованих елементи, що відрізняється тим, що кожний керований елемент виконано у вигляді моста з двома парами виводів, причому кожний з мостів містить 36418 форматор застосовано автотрансформатор, проміжний вивід обмотки якого з'єднано з іншим вихідним виводом пристрою, вхід та ви хід подібних пристроїв не мають спільної точки, яка використовується в системах електропостачання як нульовий провід. Це робить неможливим застосування подібних пристроїв у системах з нульовим проводом, а також у трифазних чотирипроводних системах. В основу винаходу поставлена задача створити такий пристрій для регулювання змінної напруги, в якому нове виконання взаємозв'язків між трансформаторами та керованими елементами, якісно інше виконання керованих елементів, а також введення нових елементів - керованих ключів та дроселя - дозволило б збільшити діапазон регулювання напруги, поліпшити масогабаритні показники, знизити викривлення форми кривої вихідної напруги та генерацію радіоперешкод, а також поширити область застосування пристрою, включаючи системи з заземленим нульовим проводом та чотирипроводні трифазні системи. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для регулювання змінної напруги, що містить два трансформатори і два керованих елементи, згідно з винаходом, відрізняється тим, що кожний керований елемент виконано у вигляді моста з двома парами виводів, причому, кожний з мостів містить чотири керованих ключа, включених, відповідно, по одному ключу у кожне з чотирьох плечей мостів, при цьому перша пара виводів одного моста підключена до виходу пристрою, тоді як перша пара виводів іншого моста підключена до виходу пристрою за допомогою дроселя, а до кожної другої пари виводів мостів підключено по відповідній первинній обмотці трансформаторів, тоді як вторинні обмотки трансформаторів з'єднано послідовно і ввімкнено поміж першим вхідним та першим вихідним виводами пристрою, а другий вхідний вивід пристрою з'єднано з його другим вихідним виводом. Технічний результат застосування даного винаходу полягає в тому, що завдяки новому виконанню обох керованих елементів та зміні їхніх взаємозв'язків з трансформаторами, яка полягає у тому, що кожний керований елемент виконано у вигляді моста з двома парами виводів, який містить чотири керованих ключа, ввімкнених, відповідно, по одному ключу у кожне з чотирьох плечей мостів, при цьому, перша пара виводів одного моста підключена до виходу пристрою, тоді як перша пара виводів іншого моста підключена до виходу пристрою за допомогою дроселя, а до кожної другої пари виводів мостів підключено по відповідній первинній обмотці трансформаторів, тоді як вторинні обмотки трансформаторів з'єднано послідовно і включено поміж вхідним та вихідним виводами пристрою, поширюється діапазон регулювання напруги завдяки можливості інверсного включення обмоток трансформаторів. Це дозволяє складати їх регулюючи діапазони при роботі пристрою як у бік підвищення, так і у бік зниження напруги. Завдяки цьому, поліпшуються масогабаритні показники і зменшуються викривлення форми кривої вихідної напруги. Крім того, технічний результат застосування винаходу полягає ще й в тому, що зменшуються генеровані пристроєм радіоперешкоди, завдяки тому, що перша пара виводів іншого моста підключена до виходу пристрою за допомогою дроселя, фронти комутуючи х стр умів згладжуються, що зменшує частоти та амплітуди гармонік напруженості електромагнітного поля, створюваного пристроєм. Додатковим технічним результатом є розширення області застосування даного пристрою, включаючи можливість використання його у системах з заземленим нульовим проводом та у трифазних чотирьохпроводних системах, завдяки тому, що др угий вхідний вивід пристрою з'єднано з його другим вихідним виводом, що утворює спільну точк у між входом та виходом. Суттєвість винаходу пояснюється малюнком, де 1, 2 - трансформатори з первинними 3, 4 та вторинними 5, 6 обмотками; 7, 8 - керовані елементи, до складу яких входять управляємі ключі 9-12 та 13-16, відповідно; 17 - дросель. Пристрій для регулювання змінної напруги, що містить два трансформатори 1, 2 і два керованих елементи 7, 8, що відрізняється тим, що кожний керований елемент виконано у вигляді моста з двома парами виводів, причому кожний з мостів містить чотири керованих ключа 9-12 і 13-16, включених, відповідно, по одному ключу у кожне з чотирьох плечей мостів, при цьому перша пара виводів одного моста підключена до виходу пристрою, тоді як перша пара виводів іншого моста підключена до виходу пристрою за допомогою дроселя 17, а до кожної другої пари виводів мостів підключено по відповідній первинній обмотці 3, 4 трансформаторів 1, 2, при цьому вторинні обмотки 5, 6 трансформаторів з'єднано послідовно і ввімкнено поміж першим вхідним та першим вихідним виводами пристрою, тоді як другий вхідний вивід пристрою з'єднано з його другим вихідним виводом. Пристрій для регулювання змінної напруги працює таким чином. Трансформатор 1 здійснює плавне регулювання напруги в діапазоні від -Е1 до +Е1 при зміні кутів управління ключів 13-16 керованого елементу 8. При регулюванні в бік підвищення напруги на початку кожного полуперіода при переході вихідної напруги через нульове значення включаються керовані ключі 15, 16, які шунтують первинну обмотку 3 трансформатора 1. В цьому режимі вольтодобавка трансформатора 1 дорівнюється нулю. В момент часу, відповідаючи куту управління осі, включається ключ 13. Напруга, прикладена до ключа 16 змінює свій знак на протилежний і ключ 16 закривається. При цьому, первинна обмотка 3 виявляється включеною згідно з вторинною обмоткою 5, чим забезпечується позитивна вольтодобавка трансформатора 1, дорівнююча Е1(α1). Зміною кутів управління α1 керованих ключів 13, 15 регулюють величину позитивної вольтодобавки Е1(α1). Дросель 17 виконує роль демпфера, який згладжує фронти комутаційних стр умів. Для регулювання у бік зниження напруги використовують дві можливості. У невеликому діапазоні здійснюють регулювання зміною кута управління α2 управляючих ключів 15, 16 при цілком вимкнутих керованих ключах 13, 14. У цьому випадку 2 36418 трансформатор 1 працює в режимі регулюємого індуктивного опору і тому зниження напруги на його виході визначається падінням напруги ΔUT на трансформаторі від струм у навантаження. В другій частині діапазону - від ΔUT до Е1 - регулювання здійснюють зміною кута управління α3 ключів 14, 16 при цілком вимкнутих ключах 13, 15, що відповідає інверсному включенню первинної обмотки 3 трансформатора 1. Таким чином, за допомогою трансформатора 1, регулюємого керованим елементом 8, здійснюється плавне регулювання напруги в діапазоні від -Е1 до +Е1 . Трансформатор 2 здійснює трьохступеневе регулювання напруги при переключенні ключів 9-11 керованого елемента 7 ступенями -Е2, 0 і +Е2, що визначається станом керованих ключів: - позитивна вольтодобавка +Е2 при включених ключах 9, 11; - нульова вольтодобавка, при включених ключах 11, 12; - негативна вольтодобавка -Е2 при включених ключах 10, 12. У разі безперервного зростання вхідної напруги Uвх, спочатку на кожній ступені регулювання трансформатора 2 повністю відпрацьовує свій діапазон (-Е1 +Е1) трансформатор 1, регулюємий плавно зміною кутів управління α1, α2, після чого переключається на наступну ступень трансформатор 2. Керований елемент 8 при кожному переключенні керованого елемента 7 повертається у початковий стан з кутом управління α1=0°. Таким чином, загальний діапазон регулювання напруги, що забезпечується пристроєм, дорівнюється сумі діапазонів регулювання трансформаторів 1 і 2 як у бік підвищення, так і у бік зниження напруги, тобто від -(Е1+Е2) до +(Е1+Е2). При цьому, частина діапазону регулювання - від - Е2 до + Е2 забезпечується трансформатором 2, регулюємим ступнево, завдяки чому викривлення форми вихідної напруги, вносимо пристроєм, значно зменшуються. Джерела інформації. 1. Авторське свідоцтво СРСР 782083, кл., G05F1/24, 1980. 2. Авторське свідоцтво СРСР SU 1098092 А, кл., Н02М5/257, G05F1/24, 1984. 3 36418 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4