Пускорегулювальний пристрій

1. Пускорегулювальний пристрій, що містить пристрій управління, джерело живлення та напівмостовий інвертор, який складається з ємнісного дільника, двох ключових елементів та трансформатора, причому джерело живлення підключено до ємнісного дільника напівмостового інвертора, до цих же виводів джерела живлення підключено по одному виводу від кожного ключового елемента, який відрізняється тим, що у напівмостовий інвертор додатково введено перемикаючий елемент, а в трансформаторі встановлені дві однакові додаткові первинні обмотки, включені зіркою з пе 3 лей и профессионалов - М.: «СОЛОН-Р», 2001.327с. Стр.268-269). Недоліками вказаної схеми перетворювача є: неможливість отримання режиму запалювання роботи газорозрядної лампи високого тиску та низька надійність пристрою, обумовлена можливістю появи наскрізного струму через обидва ключових елемента при аварійному одночасному їх спрацюванні, яке приводить до руйнування ключових елементів. Дійсно, деякі типи газорозрядних ламп високого тиску, наприклад натрієві лампи (типу ДНаТ) мають напругу запалювання порядку 3-5 кВ, що значно перевищує напругу нормального режиму горіння (220 В) і запалювання таких ламп потребує застосування спеціальних імпульсних запалювальних пристроїв. Крім того, при малому збою в роботі пристрою управління, який проявляється при короткочасовому перекритті по часу сигналів управління ключовими елементами, останні відкриваються одночасно. В цьому випадку через ключові елементи проходить значний наскрізний струм, який представляє собою по суті струм короткого замикання ємнісного дільника і підключеного до нього джерела живлення. Це призводить до руйнування ключових елементів. В основу корисної моделі поставлена задача створення можливості функціонування пристрою в двох режимах (режим запалювання та робочий режим) шляхом введення перемикаючого елемента, а в напівмостовий інвертор дві однакові додаткові первинні обмотки. Пускорегулювальний пристрій, містить пристрій управління, джерело живлення та напівмостовий інвертор, який складається з ємнісного дільника, двох ключових елементів та трансформатора, причому джерело живлення підключено до ємнісного дільника напівмостового інвертора, до цих же виводів джерела живлення підключено по одному виводу від кожного ключового елемента. У напівмостовій інвертор додатково введено перемикаючий елемент, а в трансформаторі встановлені дві однакові додаткові первинні обмотки, включені зіркою з первинною обмоткою, при цьому дві додаткові первинні обмотки з'єднані в першому вузлі кінцевими виводами, а первинна обмотка підключена до першого вузла початковим виводом, кожний другий вивід додаткової первинної обмотки з'єднано з кожним ключовим елементом напівмостового інвертора, а другий вузол з'єднання конденсаторів ємнісного дільника через розмикаючу ланку управляючого перемикача з'єднано з іншим виводом первинної обмотки і через замикаючу ланку управляючого перемикача з першим вузлом. Окрім того, пускорегулювальний пристрій по п.1, відрізняється тим, що дві додаткові первинні обмотки з'єднані в першому вузлі начальними виводами, а первинна обмотка підключена до першого вузлу кінцевим виводом. Пускорегулювальний пристрій за п. 1, 2, відрізняється тим, що у вторинну обмотку трансформатора підключена через баласт газорозрядна лампа високого тиску. 62836 4 Технічний результат, який може бути досягнутий за допомогою запропонованого пускорегулювального пристрою, зводиться до можливості функціонування пристрою в двох режимах (режим запалювання і робочій режим) і в підвищенні надійності роботи пристрою за рахунок значного зменшення значення наскрізних струмів при аварійному одночасному спрацюванні ключових елементів. Технічний результат досягається за допомогою пускорегулювального пристрою, який містить пристрій управління, джерело живлення і напівмостовий інвертор, який складається з ємнісного дільника, двох ключових елементів і трансформатора, причому джерело живлення підключено до ємнісного дільника напівмостового інвертора, до цих виводів джерела живлення підключено по одному виводу від кожного ключового елемента, при цьому в напівмостовий інвертор додатково введено перемикаючий елемент, а в трансформаторі встановлені дві однакові додаткові первинні обмотки, включені зіркою з первинною обмоткою, при цьому дві додаткові первинні обмотки з'єднані в першому вузлі кінцевими виводами, а первинна обмотка підключена до першого вузла начальним виводом, кожний другий вивід додаткової первинної обмотки з'єднано з кожним ключовим елементом напівмостового інвертора, а другий вузол з'єднання конденсаторів ємнісного дільника через розмикаючу ланку управляючого перемикача з'єднано з другим виводом первинної обмотки і через замикаючу ланку управляючого перемикача з першим вузлом. При цьому у пускорегулювальному пристрої дві додаткові первинні обмотки можуть бути з'єднані з першим вузлом початковими виводами, а первинна обмотка підключена до першого вузла кінцевим виводом, що не змінює принцип роботи пристрою. Крім того, у пускорегулювальному пристрої у вторинну обмотку трансформатора підключена, через баласт, газорозрядна лампа високого тиску. Таким чином, введення управляючого перемикача і двох додаткових первинних обмоток, з'єднаних зіркою з первинною обмоткою, дозволяє розширити функціональні можливості пристрою. Крім робочого режиму роботи, це дозволяє виробляти запалювання газорозрядної лампи високого тиску. При спрацюванні замикаючої ланки управляючого перемикача розрядні струми конденсаторів ємнісного дільника проходять через додаткові первинні обмотки, обминаючи первинну обмотку трансформатора. При цьому коефіцієнт трансформації значно збільшується, газорозрядна лампа високого тиску запалюється, після чого управляючий перемикач розмикає замикаючу ланку і замикає розімкнену ланку. Коефіцієнт трансформації знижується до значення, достатнього для підтримки робочого режиму роботи газорозрядні' лампи високого тиску. Крім цього, включення додаткових первинних обмоток між ключовими елементами підвищує надійність пристрою за рахунок значного зниження значень наскрізних струмів при аварійному одночасному спрацюванні ключових елементів. 5 На фіг. 1 показана структурна схема пускорегулювального пристрою. На фіг. 2 показано фрагмент структурної схеми пускорегулювального пристрою з другим варіантом з'єднання виводів первинних обмоток трансформатора. Пускорегулювальний пристрій містить напівмостовий інвертор 1 (фіг. 1), джерело живлення 2, пристрій управління 3, перемикаючий пристрій 4, баласт 5, газорозрядну лампу високого тиску 6 і датчик струму 7. При цьому, напівмостовий інвертор 1 містить трансформатор 8, який містить первинну обмотку 9, додаткові первинні обмотки 10, 11 з однаковою кількістю витків і вторинну обмотку 12. При цьому, первинна обмотка 9 і дві додаткові первинні обмотки 10, 11 з'єднані між собою в першому вузлі 13. Додаткові первинні обмотки 10, 11 підключені до першого вузла 13 кінцевими виводами, первинна обмотка 9 підключена до нього ж начальним виводом (фіг. 1). Або додаткові первинні обмотки 10, 11 з'єднані в першому вузлі 13 початковими виводами, а первинна обмотка 9 підключена до нього ж кінцевим виводом (фіг. 2), це не порушує принцип роботи пристрою. Кожний другий вивод додаткових первинних обмоток 10, 11 з'єднано з кожним із ключових елементів 14, 15. Ключові елементи 14, 15 можуть бути виконані, в тому числі, на польових або біполярних транзисторах (на фіг. не показані). Інші виводи ключових елементів 14, 15 з'єднані з конденсаторами 16, 17 однакової ємності, створюючи ємнісний дільник (на фіг. не позначено) і з точками їх з'єднання (на фіг. не позначено) підключені клеми джерела живлення 2. Другий вузол 18, отриманий точкою з'єднання конденсаторів 16, 17, з'єднаний з другим виводом первинної обмотки 9 через розмикаючу ланку (на фіг. не показано) управляючого перемикача 19 і з першим вузлом 13 через замикаючу ланку (на фіг. не показано) управляючого перемикача 19. Управляючий перемикач 19 може бути виконаний, в тому числі, симисторних оптопарах (на фіг. не показано). Входи (на фіг. не показано) ключових елементів 14 і 15 з'єднані з виходом пристрою управління 3. Він може бути виконаний, в тому числі, на основі драйверних мікросхем (на фіг. не показано). До вторинної обмотки 12 трансформатора 8 через баласт 5 підключена газорозрядна лампа високого тиску 6, в ланці якої включено датчик струму 7, підключений до входу (на фіг. не показано) перемикаючого пристрою 4, вихід якого з'єднано з входом (на фіг. не показано) управляючого перемикача 19. Датчик струму 7 може бути виконано, в тому числі, у виді трансформатор струму (на фіг. не показано). Пускорегулювальний пристрій працює наступним чином. Напруга джерела живлення 2 заряджає конденсатори 16, 17 ємнісного дільника (на фіг. не показано). Так як їх ємності рівні, то і прикладена напруга джерела живлення 2 ділиться на цих конденсаторах 16, 17 порівну. Пристрій управління 3 генерує високочастотні імпульси, по черзі потрапляючи на ключові елементи 14 і 15 напівмостового інвертора 1, що визиває 62836 6 їх тактове спрацювання. Припустимо, в першому такті спрацював ключовий елемент 14, а ключовий елемент 15 закритий. Конденсатор 16 розряджається через ключовий елемент 14, додаткову первинну обмотку 10, перший вузол 13, первинну обмотку 9 і розмикаючу ланку управляючого перемикача 19. При цьому первинна обмотка 9 і додаткова первинна обмотка 10 включені послідовно. Коефіцієнт трансформації k1, трансформатора 8 буде дорівнювати: n1 k1  , n 2  n3 Де n1 - кількість витків вторинної обмотки 12 трансформатора 8; n2 - кількість витків первинної обмотки 9 трансформатора 8; n3 - кількість витків додаткової первинної обмотки 10 трансформатора 8. В наступному такті спрацьовує ключовий елемент 15, а ключовий елемент 14 вертається в закритий стан. В цьому випадку, через другий вузол 18, розмикаючу ланку управляючого перемикача 19, первинну обмотку 9 і додаткову первинну обмотку 11 потече струм розряду конденсатора 17. При цьому первинна обмотка 9 і додаткова первинна обмотка 11 також є включеною послідовно, але напрям струму через первинну обмотку 9 зміниться на протилежний, порівняно з попереднім тактом. Коефіцієнт трансформації стане наступним: n1 k2  , n2  n 4 де n4 - кількість витків додаткової первинної обмотки 11 трансформатора 8. Так як додаткові первинні обмотки 10, 11 однакові, то n4 = n3 і k1 = k2. Конструктивні параметри трансформатора 8 вибрані з умови, щоб при такому коефіцієнті трансформації забезпечувався робочій режим газорозрядних ламп високого тиску. Проте, режим запалювання деяких типів газорозрядних ламп високого тиску потребує більшого значення напруги, ніж в нормальному режимі (зокрема, для ламп типа ДНаТ режим запалювання: 35 кВ, робочій режим: 220 В). В такому випадку, необхідно підвищити на момент запалювання коефіцієнт трансформації трансформатора 8. При відсутності сигналу з датчика струму 7, тобто при незапаленій газорозрядній лампі високого тиску 6, спрацьовує перемикаючий пристрій 4. Сигнал з перемикаючого пристрою 4 поступає на керований перемикач 19, під дією якого спрацьовує замикаюча ланка і розмикається розмикаюча ланка керованого перемикача 19. Ключові елементи 14 і 15 продовжують роботу по вищеописаній послідовності. Розрядні струми конденсаторів 16, 17 будуть по черзі проходити через додаткові первинні обмотки 10, 11, обходячи первинну обмотку 9. Коефіцієнт трансформації трансформатора 8 при цьому збільшується і дорівнює: n k3  1 . n2 При належному виборі параметрів трансформатора 8, тобто кількість витків n1, n3, цей режим 7 забезпечує запалювання газорозрядної лампи високого тиску 6. Датчик струму 7 вимикає перемикаючий пристрій 4, керований перемикач 19 вертається в вихідне положення. Коефіцієнт трансформації трансформатора 8 знижується до значення, достатнього для підтримання режиму горіння газорозрядної лампи високого тиску 6 через баласт 5. Наявність двох додаткових первинних обмоток 10, 11 між ключовими елементами 14, 15 підвищує надійність пристрою. Так як у випадку їх одночасного відкриття наскрізний струм буде обмежено Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 62836 8 реактивним опором додаткових первинних обмоток 10, 11. Запропонований винахід в порівнянні з прототипом та іншими відомими технічними рішеннями має наступні переваги: можливість здійснення пристроєм двох режимів роботи газорозрядної лампи високого тиску (режим запалювання і робочий режим); підвищення надійності пристрою за рахунок значного зменшення значення наскрізних струмів при аварійному одночасному спрацюванні ключових елементів. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601