RU126231U1

RU126231U1 - AC VOLTAGE STABILIZER

Info

Publication number: RU126231U1
Application number: RU2012137156/07U
Authority: RU
Inventors: Николай Дмитриевич Душкин; Иван Иванович Листопад
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИЭК ХОЛДИНГ"
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-20

Abstract

1. Стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием посредством коммутации выводов обмотки трансформатора, содержащий входные выводы для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения, выходные выводы стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки, трансформатор, одна обмотка которого имеет выводы для коммутации, электромагнитные реле и управляемые средства коммутации, к выходам которых подсоединены реле, средство контроля входного напряжения, средство контроля потребляемого тока, микроконтроллер, соединенный входами с выходами средств контроля напряжения и тока, а выходами соединенный со входами упомянутых средств коммутации электромагнитных реле, отличающийся тем, что в стабилизатор переменного напряжения введены средство контроля выходного напряжения, реле включения/отключения нагрузки, подключенные к микроконтроллеру, блок питания, подключенный к дополнительной обмотке трансформатора, при этом электромагнитные реле разделены на реле входного напряжения и реле выходного напряжения, подключенные к выводам коммутируемой обмотки трансформатора и микроконтроллеру, реле включения/отключения нагрузки установлено на выходном выводе стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки и связано с выводами реле выходного напряжения через цепь стабилизированного напряжения, первый вывод средства контроля выходного напряжения подключен к цепи стабилизированного напряжения после выводов реле выходного напряжения, а второй вывод подключен к нейтральному проводу.2. Стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием посредством коммут�1. An AC voltage stabilizer with discrete regulation by switching the terminals of the transformer winding, containing input terminals for connecting to an unstabilized voltage source, stabilized voltage output terminals for connecting a load, a transformer, one winding of which has terminals for switching, electromagnetic relays and controlled switching means, to the outputs of which are connected a relay, a means of monitoring the input voltage, a means of controlling the current consumption, microcontrol a ller connected by inputs to the outputs of the voltage and current control means, and outputs connected to the inputs of the said electromagnetic relay switching means, characterized in that the output voltage control means, load on / off relays connected to the microcontroller, a power supply are introduced into the AC voltage stabilizer connected to the additional winding of the transformer, while the electromagnetic relays are divided into input voltage relays and output voltage relays connected to the terminals my transformer windings and the microcontroller, the load on / off relay are installed on the output terminal of the stabilized voltage to connect the load and are connected to the outputs of the output voltage relay through the stabilized voltage circuit, the first output of the output voltage control means is connected to the stabilized voltage circuit after the outputs of the output voltage relay, and the second pin is connected to the neutral wire. 2. Discrete Controlled AC Voltage Regulator Through Switch�

Description

Полезная модель относиться к стабилизаторам переменного напряжения, в частности к релейным стабилизаторам напряжения, предназначенным для поддержания стабильного напряжения питания нагрузок бытового и промышленного назначения при отключениях сетевого напряжения в широких пределах по назначению и длительности.The utility model relates to AC voltage stabilizers, in particular to relay voltage stabilizers, designed to maintain a stable voltage supply for household and industrial loads when the mains voltage is disconnected over a wide range of purposes and duration.

Известен стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием для осуществления способа управления электромагнитными реле стабилизатора переменного напряжения (RU 2246746 C1, G05F 1/14, 10.10.2004). Указанный стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием выходного напряжения посредством коммутации выводов обмоток регулировочного трансформатора, содержит входные выводы для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения; выходные выводы стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки; регулировочный трансформатор с дискретно изменяемым коэффициентом трансформации путем коммутации обмоток, которые имеют выводы для их коммутации; электромагнитные реле, предназначенные для электромеханической коммутации выводов упомянутых обмоток трансформатора, и управляемые средства коммутации цепей питания обмоток этих реле, к выходам которых подсоединены обмотки реле; средство контроля входного напряжения Uin; средство контроля потребляемого тока IL; микропроцессорное средство управления средствами коммутации цепей питания обмоток реле, соединенное входами с выходами упомянутых средств контроля напряжения Uin и тока IL, а выходами соединенное со входами упомянутых средств коммутации цепей питания обмоток этих реле, микропроцессорное средство управления коммутацией питания обмоток реле содержит схемы: аналого-цифровых преобразователей для преобразования сигналов, пропорциональных току IL и напряжению Uin; выборки и хранения текущих значений тока IL и входного напряжения U in; определения действующего значения тока IRMS; определения моментов перехода через ноль входного напряжения Uin и потребляемого тока IL; расчета ожидаемых моментов перехода входного напряжения Uin и тока IL через ноль; и, кроме того, включает в себя также схемы, осуществляющие выбор для управления коммутацией питания обмоток реле одного из двух входных сигналов: от средства контроля потребляемого тока - при токе нагрузки IRMS большем, чем пороговый ток I0, т.е. при IRMS>I0; от средства контроля входного напряжения - при токе нагрузки IRMS меньшем, чем пороговый ток I0, т.е. при IRMS<I0; и, кроме того, упомянутое микропроцессорное средство управления содержит схемы расчета момента начала коммутации цепей питания обмотки соответствующего реле с определенным опережением, заданным в соответствии с временем задержки коммутации коммутирующими контактами реле после коммутации цепей питания обмотки реле, с целью обеспечения коммутации выводов обмоток регулировочного трансформатора контактами реле в моменты ожидаемого времени перехода через ноль выбранного сигнала: при IRMS>I0 - тока IL, а при IRMS<I0 - напряжения Uin.Known AC voltage stabilizer with discrete regulation for implementing a method of controlling electromagnetic relays of an AC voltage stabilizer (RU 2246746 C1, G05F 1/14, 10/10/2004). The specified AC voltage stabilizer with discrete regulation of the output voltage by switching the terminals of the windings of the regulating transformer, contains input terminals for connecting to an unstabilized voltage source; stabilized voltage output terminals for load connection; an adjustment transformer with a discretely variable transformation coefficient by switching windings that have conclusions for their switching; electromagnetic relays intended for electromechanical switching of the terminals of the said transformer windings, and controlled means of switching the power circuits of the windings of these relays, to the outputs of which the relay windings are connected; input voltage monitoring means Uin; current consumption control means IL; microprocessor means for controlling the means of switching the power supply circuits of the relay windings connected by inputs to the outputs of the said means for monitoring the voltage Uin and current IL, and outputs connected to the inputs of the means for switching means of the power circuits of the windings of these relays, the microprocessor means for controlling the switching power of the relay windings contains the following circuits: analog-digital converters for converting signals proportional to current IL and voltage Uin; sampling and storing current values of current IL and input voltage U in; determining the current value of the current IRMS; determining the moments of transition through zero of the input voltage Uin and the current consumption IL; calculating the expected transition moments of the input voltage Uin and current IL through zero; and, in addition, it also includes circuits that select one of the two input signals for controlling the power supply of the relay windings of the relay: from the means for monitoring the consumed current — at an IRMS load current greater than threshold current I0, i.e. with IRMS> I0; from the input voltage control means - at an IRMS load current less than threshold current I0, i.e. with IRMS <I0; and, in addition, said microprocessor-based control means includes circuits for calculating the timing of the start of switching the power circuits of the windings of the corresponding relay with a certain lead, set in accordance with the delay time for switching the switching contacts of the relay after switching the power circuits of the relay windings, in order to provide switching contacts of the windings of the regulating transformer with contacts relay at the moments of the expected transition time through zero of the selected signal: for IRMS> I0 - current IL, and for IRMS <I0 - voltage Uin.

Недостатком стабилизатора переменного напряжения с дискретным регулированием для осуществления способа управления электромагнитными реле стабилизатора переменного напряжения является большая потеря энергии за счет использование двух коммутируемых обмоток трансформатора и наличия электромагнитных реле, которые являются реле только входного напряжения, так же недостатком является отсутствие информации о выходном напряжении и отсутствие защиты по выходному напряжению и по току нагрузки.The disadvantage of the AC voltage regulator with discrete regulation for implementing the method of controlling the electromagnetic relays of the AC voltage regulator is a large energy loss due to the use of two switched transformer windings and the presence of electromagnetic relays, which are only the input voltage relay, the lack of information about the output voltage and the lack of it protection for output voltage and current load.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием (RU 31073 U1, Н02М 5/00, 10.07.2003) посредством коммутации выводов обмоток трансформатора, содержащий входные выводы для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения, выходные выводы стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки, регулирующий трансформатор, обмотки которого имеют выводы для их коммутации, электромагнитные реле, предназначенные для коммутации выводов обмоток трансформатора, и управляемые средства коммутации цепей питания обмоток этих реле, к выходам которых подсоединены обмотки реле, средство контроля входного напряжения u_in, средство контроля потребляемого тока i_L с резистивным датчиком тока; микропроцессорное устройство управления средствами коммутации цепей питания обмоток реле, соединенное входами с выходами упомянутых средств контроля напряжения u_in и тока i_L, а выходами соединенное со входами упомянутых средств коммутации цепей питания обмоток этих реле, при этом микропроцессорная схема управления коммутацией питания обмоток реле содержит схемы: аналого-цифровых преобразователей для преобразования сигналов, пропорциональных току i_L и напряжению u_in, выборки и хранения текущих значений тока i_L и входного напряжения u_in, определения действующего значения тока i_rms, определения моментов перехода через ноль входного напряжения u_in и потребляемого тока i_L, расчета ожидаемых моментов перехода входного напряжения u_in и тока l_L через ноль, и, кроме того, включает в себя также схемы, осуществляющие выбор одного из двух входных сигналов от средства контроля потребляемого тока - при токе l_rms большем, чем пороговый ток l₀, т.е. при l_rms>l₀, от средства контроля входного напряжения - при токе i_rms, не превышающем пороговый ток l₀, т.е. при l_rms>l₀, и расчет момента начала коммутации цепей питания обмотки соответствующего реле с опережением, зависящим от времени задержки коммутации соответствующих контактов реле после коммутации питания обмотки этого реле, с целью обеспечения коммутации выводов обмоток трансформатора контактами реле в моменты ожидаемого времени перехода через ноль выбранного сигнала - тока l_L или напряжения u_in, причем величина l₀ выбирается в диапазоне от 0,05l_mах до 0,15l_max, где l_mах - наибольшее значение входного тока при номинальной нагрузке и минимальном входном напряжении.The closest in technical essence to the proposed utility model is an AC voltage stabilizer with discrete regulation (RU 31073 U1, Н02М 5/00, 07/10/2003) by switching the terminals of the transformer windings, containing input terminals for connecting to an unstabilized voltage source, output terminals of stabilized voltage for connecting the load, a regulating transformer, the windings of which have terminals for their switching, electromagnetic relays designed for switching the terminals of the windings transformer, and controlled means of switching the power circuits of the windings of these relays, to the outputs of which are connected the relay windings, means for monitoring the input voltage u _in , means for controlling the current consumption i _L with a resistive current sensor; a microprocessor control device for switching the power supply circuits of the relay windings connected by inputs to the outputs of the said means of monitoring the voltage u _in and current i _L , and outputs connected to the inputs of the said means of switching the power circuit of the windings of these relays, while the microprocessor control circuit for switching the power supply of the relay windings contains circuits : analog-to-digital converters for converting signals proportional to current i _L and voltage u _in , fetching and storing current values of current i _L and input voltage u _in , determining the effective value of the current i _rms , determining the moments of transition through zero of the input voltage u _in and the consumed current i _L , calculating the expected moments of transition of the input voltage u _in and current l _L through zero, and, in addition, also includes circuits implementing selection of one of two input signals from the means for monitoring the consumed current - at a current l _rms greater than the threshold current l ₀ , i.e. when l _rms > l ₀ , from the input voltage control means - at a current i _rms not exceeding the threshold current l ₀ , i.e. for l _rms > l ₀ , and the calculation of the start time of switching the power supply circuits of the winding of the corresponding relay ahead of time, depending on the delay time of switching the corresponding relay contacts after switching the power supply of the winding of this relay, in order to ensure the switching of the terminals of the transformer windings with relay contacts at the moments of the expected transition time through zero of the selected signal - current l _L or voltage u _in , and the value l ₀ is selected in the range from 0.05l _max to 0.15l _max , where l _max is the largest value of the input current at rated load and minimum m input voltage.

Недостатком стабилизатора переменного напряжения с дискретным регулированием так же является большая потеря энергии за счет использование двух коммутируемых обмоток трансформатора и наличия электромагнитных реле, которые являются реле только входного напряжения, так же недостатком является отсутствие информации о выходном напряжении и отсутствие защиты по выходному напряжению и по току нагрузки.The disadvantage of an AC voltage regulator with discrete regulation is also a large energy loss due to the use of two switched transformer windings and the presence of electromagnetic relays, which are only an input voltage relay, the lack of information about the output voltage and the lack of protection for the output voltage and current are also a drawback load.

Технический результат полезной модели заключается в обеспечении стабильности работы стабилизатора переменного напряжения в широком диапазоне входных напряжений за счет подключенных к одной коммутируемой обмотке трансформатора электромагнитных реле и разделения их на реле входного напряжения и реле выходного напряжения, за счет обеспечения защиты по выходному напряжению для чего в стабилизатор переменного напряжения ведены средство контроля выходного напряжения, реле включения/отключения нагрузки и блок питания, подключенный к дополнительной обмотке трансформатора, для исключения воздействия тока нагрузки на цепь питания стабилизатора.The technical result of the utility model is to ensure the stability of the AC voltage stabilizer in a wide range of input voltages due to electromagnetic relays connected to one switched winding of the transformer and separating them into input voltage relays and output voltage relays, by providing protection for the output voltage for which the stabilizer AC voltage means for monitoring the output voltage, a load on / off relay and a power supply connected to additional winding of the transformer, to exclude the influence of the load current on the power supply circuit of the stabilizer.

Указанный технический результат достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием посредством коммутации выводов обмотки трансформатора, который содержит входные выводы для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения, выходные выводы стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки, трансформатор, одна обмотка которого имеет выводы для коммутации, электромагнитные реле и управляемые средства коммутации, к выходам которых подсоединены реле средство контроля входного напряжения, средство контроля потребляемого тока, микроконтроллер, соединенный входами с выходами средств контроля напряжения и тока, а выходами соединенный со входами упомянутых средств коммутации электромагнитных реле, согласно полезной модели введены средство контроля выходного напряжения, реле включения/отключения нагрузки, подключенные к микроконтроллеру, блок питания, подключенный к дополнительной обмотке трансформатора, при этом электромагнитные реле разделены на реле входного напряжения и реле выходного напряжения, подключенные к выводам коммутируемой обмотки трансформатора и микроконтроллеру, реле включения/отключения нагрузки установлено на выходном выводе стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки и связано с выводами реле выходного напряжения через цепь стабилизированного напряжения, первый вывод средства контроля выходного напряжения подключен к цепи стабилизированного напряжения после выводов реле выходного напряжения, а второй вывод подключен к нейтральному проводу.The specified technical result is achieved by the fact that in an AC voltage stabilizer with discrete regulation by switching the terminals of the transformer winding, which contains input terminals for connecting to an unstabilized voltage source, stabilized voltage output terminals for connecting a load, a transformer, one winding of which has terminals for switching, electromagnetic relays and controlled switching means, to the outputs of which relays are connected a means of monitoring the input voltage voltage, means for monitoring the current consumption, a microcontroller connected to the inputs of the outputs of the voltage and current controls, and outputs connected to the inputs of the said means of switching electromagnetic relays, according to the utility model, means for controlling the output voltage, load on / off relays connected to the microcontroller, block power supply connected to the additional winding of the transformer, while the electromagnetic relays are divided into input voltage relays and output voltage relays, connected connected to the terminals of the switched transformer winding and the microcontroller, the load on / off relay is installed on the output terminal of the stabilized voltage to connect the load and is connected to the outputs of the output voltage relay through the stabilized voltage circuit, the first output of the output voltage control means is connected to the stabilized voltage circuit after the outputs of the output relay voltage, and the second terminal is connected to a neutral wire.

При этом средство контроля потребляемого тока подключено к нейтральному проводу через вторичную обмотку трансформатора тока, а к блоку питания, подключенному к дополнительной обмотке трансформатора, подключены все энергопотребляющие элементы цепи стабилизатора переменного напряжения.At the same time, the means for monitoring the current consumption is connected to the neutral wire through the secondary winding of the current transformer, and all power-consuming elements of the AC voltage stabilizer circuit are connected to the power supply connected to the additional winding of the transformer.

Стабилизаторы переменного напряжения обеспечивают регулирование выходного напряжения с высокой точностью его поддержания.AC voltage stabilizers provide regulation of the output voltage with high accuracy of its maintenance.

На чертеже 1 представлена функциональная схема стабилизатора переменного напряжения.Figure 1 shows a functional diagram of an AC voltage stabilizer.

Стабилизатор переменного напряжения с дискретным регулированием посредством коммутации выводов обмотки трансформатора 1 содержит входные выводы 2, 3 для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения, выходные выводы 4, 5 стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки, трансформатор 1, одна обмотка 6 которого имеет выводы для коммутации, электромагнитные реле 7, 8 и управляемые средства коммутации, к выходам которых подсоединены реле 7, 8, средство 9 контроля входного напряжения, средство 10 контроля потребляемого тока микроконтроллер 11, соединенный входами с выходами средств 9 и 10 контроля напряжения и тока, а выходами соединенный со входами упомянутых средств коммутации электромагнитных реле 7, 8, средство 12 контроля выходного напряжения и реле 13 включения/отключения нагрузки, подключенные к микроконтроллеру 11, и блок питания 14, подключенный к дополнительной обмотке 15 трансформатора 1. Электромагнитные реле 7, 8 разделены на реле 7 входного напряжения, реле 8 выходного напряжения и подключены к выводам коммутируемой обмотки 6 трансформатора 1 и микроконтроллеру 11. Реле 13 включения/отключения нагрузки установлено на выходном выводе 4 стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки и связано с выводами реле 8 выходного напряжения через цепь S стабилизированного напряжения, первый вывод средства 12 контроля выходного напряжения подключен к цепи S стабилизированного напряжения после выводов реле 8 выходного напряжения, а второй вывод подключен к нейтральному проводу N.Discrete regulation AC voltage stabilizer by switching the terminals of transformer 1 winding contains input terminals 2, 3 for connecting to an unstabilized voltage source, stabilized voltage output terminals 4, 5 for connecting a load, transformer 1, one winding of which 6 has switching terminals, electromagnetic relays 7, 8 and controlled switching means, to the outputs of which are connected relays 7, 8, means 9 for controlling the input voltage, means 10 for controlling the current consumption a microcontroller 11 connected by inputs to the outputs of voltage and current monitoring means 9 and 10, and outputs connected to the inputs of said switching means of electromagnetic relays 7, 8, means 12 of the output voltage control and load on / off relay 13 connected to the microcontroller 11, and a unit power supply 14, connected to the additional winding 15 of transformer 1. Electromagnetic relays 7, 8 are divided into relay 7 of the input voltage, relay 8 of the output voltage and connected to the terminals of the switched winding 6 of transformer 1 and microcontrol oller 11. A load on / off relay 13 is installed on the output terminal 4 of the stabilized voltage for connecting the load and is connected to the terminals of the output voltage relay 8 through the stabilized voltage circuit S, the first output of the output voltage control means 12 is connected to the stabilized voltage circuit S after the terminals of relay 8 output voltage, and the second terminal is connected to the neutral wire N.

Средство 10 контроля потребляемого тока подключено к нейтральному проводу N через вторичную обмотку трансформатора тока 14, а к блоку питания 14, подключенному к дополнительной обмотке 15 трансформатора 1, подключены все энергопотребляющие элементы цепи стабилизатора переменного напряжения.Means 10 for monitoring the current consumption is connected to the neutral wire N through the secondary winding of the current transformer 14, and to the power supply unit 14 connected to the additional winding 15 of the transformer 1, all power-consuming elements of the AC voltage stabilizer circuit are connected.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Для подключения стабилизатора переменного напряжения к источнику нестабилизированной цепи на задней панели корпуса стабилизатора переменного напряжения (корпус стабилизатора переменного напряжения на чертеже не показан) расположены сетевой шнур или клеммные зажимы, которые устанавливаются в зависимости от максимального входного тока, на который рассчитан стабилизатор переменного напряжения. Сетевой шнур или клеммные зажимы внутри конструкции стабилизатора переменного напряжения подключены к входным выводам 2, 3, для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения. Для подключения нагрузки, на задней панели корпуса стабилизатора переменного напряжения выводятся розетки или клеммные зажимы, подключенные к выходным выводам 4, 5 стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки. Входной вывод 2 для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения и выходной вывод 4 стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки, являются выводами фазного провода L. Входной вывод 3 для подсоединения к источнику нестабилизированного напряжения и выходной вывод 5 стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки, являются выводами нейтрального провода N. Нагрузкой является любой электроприбор бытового или промышленного назначения, ток потребления которого не превышает установленный.To connect the AC voltage stabilizer to an unstabilized circuit source, a power cord or terminal clamps are located on the rear panel of the AC voltage stabilizer case (AC voltage stabilizer case is not shown in the drawing), which are installed depending on the maximum input current for which the AC voltage regulator is designed. The power cord or terminal clamps inside the design of the AC voltage stabilizer are connected to the input terminals 2, 3, for connection to an unstabilized voltage source. To connect the load, sockets or terminal clamps connected to the output terminals 4, 5 of the stabilized voltage for connecting the load are output on the rear panel of the AC stabilizer housing. The input terminal 2 for connecting to a source of unstabilized voltage and the output terminal 4 of a stabilized voltage for connecting a load are the terminals of phase wire L. The input terminal 3 for connecting to a source of an unstabilized voltage and output terminal 5 of a stabilized voltage for connecting a load are terminals of a neutral wire N. The load is any electrical appliance for domestic or industrial use, the consumption current of which does not exceed the established one.

Корпус стабилизатора переменного напряжения разборный. На нижнем основании корпуса установлены трансформатор 1, микроконтроллер 11, содержащий в виде схем алгоритмы измерения, управления и защиты, и блок питания 14, подключенный к дополнительной обмотке 15 трансформатора 1. К блоку питания 14 подключены все энергопотребляющие элементы стабилизатора переменного напряжения, такие как: реле 7 входного напряжения, реле 8 выходного напряжения, средства 9 и 10 контроля напряжения и тока,The case of the AC voltage stabilizer is collapsible. On the lower base of the case, a transformer 1, a microcontroller 11 is installed, containing, in the form of diagrams, measurement, control and protection algorithms, and a power supply 14 connected to an additional winding 15 of the transformer 1. All power-consuming AC voltage stabilizer elements are connected to the power supply 14, such as: input voltage relay 7, output voltage relay 8, voltage and current monitoring means 9 and 10,

микроконтроллер 11, средство 12 контроля выходного напряжения и реле 13 включения/отключения нагрузки.microcontroller 11, means 12 for controlling the output voltage and relay 13 on / off load.

На передней панели корпуса стабилизатора переменного напряжения расположен жидкокристаллический дисплей, отображающий режимы работы стабилизатора переменного напряжения.On the front panel of the housing of the AC voltage stabilizer is a liquid crystal display that displays the modes of operation of the AC voltage stabilizer.

В стабилизаторах переменного напряжения до 1,5 кВА на микроконтроллере 11 расположены реле 7 входного напряжения и реле 8 выходного напряжения и реле 13 включения/отключения нагрузки, связанное с выводами реле 8 выходного напряжения через цепь S стабилизированного напряжения. В стабилизаторах переменного напряжения мощность, которых свыше 1,5 кВА реле 7 входного напряжения, реле 8 выходного напряжения и реле 13 включения/отключения нагрузки или контактор, который является разновидностью электромагнитного реле, связанное с выводами реле 8 выходного напряжения через цепь S стабилизированного напряжения, выполнены отдельным блоком.In the AC voltage stabilizers up to 1.5 kVA, the input voltage relay 7 and the output voltage relay 8 and the load on / off relay 13 are connected to the terminals of the output voltage relay 8 through the stabilized voltage circuit S on the microcontroller 11. In AC voltage stabilizers, there are more than 1.5 kVA of the input voltage relay 7, the output voltage relay 8 and the load on / off relay 13 or a contactor, which is a type of electromagnetic relay connected to the outputs of the output voltage relay 8 through the stabilized voltage circuit S, made by a separate block.

После включения стабилизатора переменного напряжения подача питания на нагрузку производится с временной задержкой, за счет реле 13 включения/отключения нагрузки, во избежание подачи бросков и искажений синусоидальной формы, возникающих при переходных процессах. По истечении заданной стандартной или увеличенной выдержки времени, замыкаются контакты реле 13 включения/отключения нагрузки, и напряжение подается на выходной вывод 4 стабилизированного напряжения для подсоединения нагрузки.After turning on the AC voltage stabilizer, power is supplied to the load with a time delay due to the load on / off relay 13, in order to avoid surges and sinusoidal distortions arising from transients. After a predetermined standard or increased time delay, the contacts of the load on / off relay 13 are closed, and the voltage is supplied to the output terminal 4 of the stabilized voltage to connect the load.

Микроконтроллер 11 анализирует величину входного напряжения, выходного напряжения и тока нагрузки, путем получения данных от средства 9 контроля входного напряжения, средства 12 контроля выходного напряжения и средства 10 контроля потребляемого тока.The microcontroller 11 analyzes the magnitude of the input voltage, output voltage and load current by receiving data from the input voltage control means 9, the output voltage control means 12 and the current consumption control means 10.

Выводы средства 9 контроля напряжения подключены к фазному L и нейтральному N проводам.The findings of the voltage monitoring means 9 are connected to the phase L and neutral N wires.

Средство 10 контроля потребляемого тока подключено к нейтральному проводу N через вторичную обмотку трансформатора тока 14, что дает защиту по току нагрузки.Means 10 for monitoring the current consumption is connected to the neutral wire N through the secondary winding of the current transformer 14, which provides protection for the load current.

Когда средство 10 контроля выходного напряжения определяет величину входного тока напряжения ниже или выше допустимого значения, срабатывает защита, микроконтроллер 11 подает сигнал на реле 13 включения/отключения нагрузки и его контакты размыкаются - питание нагрузки отключается.When the means 10 for monitoring the output voltage determines the value of the input voltage current is lower or higher than the permissible value, the protection is activated, the microcontroller 11 sends a signal to the load on / off relay 13 and its contacts open - the load is switched off.

Первый вывод средства 12 контроля выходного напряжения подключен к цепи S стабилизированного напряжения после вывода или выводов реле 8 выходного напряжения, а второй вывод подключен к нейтральному проводу N.The first terminal of the output voltage monitoring means 12 is connected to the stabilized voltage circuit S after the terminal or terminals of the output voltage relay 8, and the second terminal is connected to the neutral wire N.

Микроконтроллер 11 анализирует величину входного и выходного напряжения и тока нагрузки в соответствии с заданными алгоритмами. В зависимости от полученных данных микроконтроллер 11 подает команды на соответствующие электромагнитные реле 7, 8 для переключения отводов обмотки 6 трансформатора 1. Электромагнитные реле 7, 8 разделены на реле 7 входного напряжения и реле 8 выходного напряжения и подключены к выводам коммутируемой обмотки 6 трансформатора 1. При этом количество реле 5 входного напряжения может быть любым, в зависимости от требуемой точности стабилизации и диапазона установленного входного напряжения, и количество реле 6 выходного напряжения так же может быть любым, в зависимости от требуемой точности стабилизации и диапазона установленного входного напряжения.The microcontroller 11 analyzes the magnitude of the input and output voltage and load current in accordance with predetermined algorithms. Depending on the received data, the microcontroller 11 sends commands to the corresponding electromagnetic relays 7, 8 to switch the taps of the winding 6 of the transformer 1. Electromagnetic relays 7, 8 are divided into relay 7 of the input voltage and relay 8 of the output voltage and connected to the terminals of the switched winding 6 of transformer 1. Moreover, the number of input voltage relays 5 can be any, depending on the required stabilization accuracy and the range of the installed input voltage, and the number of output voltage relays 6 could also any, depending on the required stabilization accuracy and the range of the set input voltage.

При понижении входного напряжения происходит переключение отводов обмотки 6 трансформатора 1 в сторону увеличения выходного напряжения. При увеличении входного напряжения происходит переключение отводов обмотки 6 трансформатора 1 в сторону уменьшения выходного напряжения. В результате этих действий происходит стабилизация выходного напряжения с требуемой точностью.When lowering the input voltage, the taps of the winding 6 of the transformer 1 are switched in the direction of increasing the output voltage. When the input voltage increases, the taps of the winding 6 of the transformer 1 switch to the side of decreasing the output voltage. As a result of these actions, the output voltage is stabilized with the required accuracy.

Управление выходным напряжением микроконтроллер 11 осуществляет по следующему алгоритму.The microcontroller 11 controls the output voltage according to the following algorithm.

Когда средство 12 контроля выходного напряжения определяет величину выходного напряжения Uвых ниже допустимого значения, срабатывает защита от пониженного напряжения, микроконтроллер 11 подает сигнал на реле 13 включения/отключения нагрузки и его контакты размыкаются - питание нагрузки отключается.When the means 12 for controlling the output voltage determines the value of the output voltage Uout below the permissible value, the undervoltage protection is activated, the microcontroller 11 sends a signal to the load on / off relay 13 and its contacts open - the load is switched off.

Когда средство 12 контроля выходного напряжения определяет величину выходного напряжения Uвых выше допустимого значения, срабатывает защита от повышенного напряжения, микроконтроллер 11 подает сигнал на реле 13 включения/отключения нагрузки и его контакты размыкаются - питание нагрузки отключается.When the means 12 for monitoring the output voltage determines the value of the output voltage Uout above the permissible value, the overvoltage protection is activated, the microcontroller 11 sends a signal to the load on / off relay 13 and its contacts open - the load is switched off.

При восстановлении выходного напряжения до предела допустимого диапазона работы стабилизатора переменного напряжения питание на нагрузку подается автоматически с установленной задержкой включения.When the output voltage is restored to the limit of the acceptable range of operation of the AC voltage stabilizer, power is supplied to the load automatically with the set on-delay.

По истечении времени задержки происходит размыкание контактов реле 13 включения/отключения нагрузки, происходит включение стабилизатора переменного напряжения.After the delay time, the contacts of the relay 13 enable / disable the load, the inclusion of the AC voltage stabilizer.

Стабилизаторы переменного напряжения имеют как естественное воздушное охлаждение, так и принудительное воздушное охлаждение, для чего в корпус стабилизатора переменного напряжения устанавливается вентилятор охлаждения и датчик температуры (на чертеже не показаны).AC voltage stabilizers have both natural air cooling and forced air cooling, for which a cooling fan and a temperature sensor are installed in the case of the AC voltage stabilizer (not shown in the drawing).

Датчик температуры в непосредственной близости от трансформатора 1 и подключается к микропроцессору 11 и вентилятор охлаждения подключаются к микропроцессору 11 и блоку питания 14. Датчик температуры фиксирует перегрев трансформатора 1. Вентилятор охлаждения включается автоматически при температуре выше 105°С. При перегреве обмотки трансформатора выше 125°С защита отключает стабилизатор переменного напряжения.The temperature sensor in the immediate vicinity of the transformer 1 is connected to the microprocessor 11 and the cooling fan is connected to the microprocessor 11 and the power supply 14. The temperature sensor detects the overheating of the transformer 1. The cooling fan turns on automatically at temperatures above 105 ° C. When the transformer winding overheats above 125 ° C, the protection switches off the AC voltage stabilizer.

Таким образом, за счет подключенных к одной коммутируемой обмотке трансформатора электромагнитных реле и их разделения на реле входного напряжения и реле выходного напряжения, за счет обеспечения защиты по выходному напряжению для чего в стабилизатор переменного напряжения ведены средство контроля выходного напряжения, реле включения/отключения нагрузки и блок питания, подключенный к дополнительной обмотке трансформатора, для исключения воздействия тока нагрузки на цепь питания стабилизатора, достигается обеспечение стабильности работы стабилизатора переменного напряжения в широком диапазоне входных напряжений.Thus, due to electromagnetic relays connected to one switched winding of the transformer and their separation into input voltage relays and output voltage relays, by providing protection for the output voltage, for this purpose, an output voltage control means, a load on / off relay and a power supply connected to the additional winding of the transformer, to eliminate the influence of the load current on the stabilizer power circuit, stability is achieved Started AC voltage stabilizer over a wide range of input voltages.

Claims

1. An AC voltage stabilizer with discrete regulation by switching the terminals of the transformer winding, containing input terminals for connecting to an unstabilized voltage source, stabilized voltage output terminals for connecting a load, a transformer, one winding of which has terminals for switching, electromagnetic relays and controlled switching means, to the outputs of which are connected a relay, a means of monitoring the input voltage, a means of controlling the current consumption, microcontrol a ller connected by inputs to the outputs of the voltage and current control means, and outputs connected to the inputs of the said electromagnetic relay switching means, characterized in that the output voltage control means, load on / off relays connected to the microcontroller, a power supply are introduced into the AC voltage stabilizer connected to the additional winding of the transformer, while the electromagnetic relays are divided into input voltage relays and output voltage relays connected to the terminals my transformer windings and the microcontroller, the load on / off relay are installed on the output terminal of the stabilized voltage to connect the load and connected to the outputs of the output voltage relay through the stabilized voltage circuit, the first output of the output voltage control means is connected to the stabilized voltage circuit after the outputs of the output voltage relay, and the second pin is connected to a neutral wire.

2. The AC voltage stabilizer with discrete regulation by switching the terminals of the transformer winding according to claim 1, characterized in that the means for monitoring the current consumption is connected to the neutral wire through the secondary winding of the current transformer.

3. The AC voltage stabilizer with discrete regulation by switching the terminals of the transformer winding according to claim 1, characterized in that all power-consuming elements of the AC voltage stabilizer circuit are connected to the power supply connected to the additional transformer winding.