RU51798U1

RU51798U1 - VARIABLE DISCRETE CONTROL DEVICE

Info

Publication number: RU51798U1
Application number: RU2005127787/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Григорьевич Тупиков; Виталий Викторович Синяков; Валерий Петрович Юликов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Фирма "Тэнси-техно"
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2006-02-27

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения, в частности, в точных, быстродействующих стабилизаторах переменного напряжения. Устройство для дискретного регулирования переменного напряжения включает трансформатор, секции вторичных обмоток, соответствующие им первый и второй ключи, четыре дополнительных ключа, соединенных по схеме моста, подключенного суммирующим плечом одной диагонали к первому входному выводу устройства, второй входной вывод которого является общим со вторым выходным выводом устройства, при этом каждая секция вторичной обмотки выполнена на отдельном трансформаторе, имеющем первичную обмотку, соединенную через соответствующий первый ключ со второй диагональю моста, и дополнительную обмотку, выводы которой соединены между собой через соответствующий второй ключ, трансформаторы вместе с соответствующими первым и вторым ключами составляют соответствующие трансформаторно-коммутационные элементы, количество которых определено диапазоном дискретного регулирования напряжения, секции вторичных обмоток трансформаторов включены последовательно между первыми входным выводом устройства и первым выходным выводом, который соединен с вычитающим плечом первой диагонали моста.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to regulate voltage, in particular, in accurate, high-speed AC voltage stabilizers. A device for discrete control of AC voltage includes a transformer, sections of the secondary windings, the corresponding first and second keys, four additional keys connected by a bridge connected by a summing shoulder of one diagonal to the first input terminal of the device, the second input terminal of which is common with the second output terminal devices, wherein each section of the secondary winding is made on a separate transformer having a primary winding connected through the corresponding first key with the second diagonal of the bridge, and an additional winding, the terminals of which are interconnected via the corresponding second key, the transformers together with the corresponding first and second keys make up the corresponding transformer switching elements, the number of which is determined by the range of discrete voltage regulation, sections of the secondary windings of the transformers are connected in series between the first the input terminal of the device and the first output terminal, which is connected to the subtracting arm of the first diagonal of the bridge .

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения, в частности, в точных, быстродействующих стабилизаторах переменного напряжения.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to regulate voltage, in particular, in accurate, high-speed AC voltage stabilizers.

Наиболее близким по технической сущности - прототипом является устройство для дискретного регулирования переменного напряжения, содержащее трансформатор с секционированной вторичной обмоткой, каждая секция которой своими выводами соединена с соответствующими последовательно включенными первым и вторым ключами, причем вторые ключи каждой секции образуют последовательную цепь, соединенную своим первым выводом с первым выводом для подключения нагрузки, четыре дополнительных ключа, соединенных по схеме моста, одна диагональ которого включена между выводами для подключения сети, вторая диагональ моста включена между выводами первичной обмотки трансформатора, при этом в рассечку одного из проводов, присоединенных к выводам для подключения сети, включен полупроводниковый коммутационный элемент, секции вторичной обмотки трансформатора и выводы для подключения сети соединены по схеме, обеспечивающей суммирование или вычитание напряжений сети и секций (см. патент РФ №2095929 на изобретение «Устройство для дискретного регулирования переменного напряжения» по кл. Н 02 М 5/22, 5/12, опубл 10.11.1997 г., бюл. №31).The closest in technical essence - the prototype is a device for discrete control of alternating voltage, containing a transformer with a partitioned secondary winding, each section of which is connected with its conclusions to the corresponding series-connected first and second keys, and the second keys of each section form a serial circuit connected by its first output with the first output for connecting the load, four additional keys connected according to the bridge scheme, one diagonal of which is connected between the terminals for connecting the network, the second diagonal of the bridge is connected between the terminals of the primary winding of the transformer, while in the dissection of one of the wires connected to the terminals for connecting the network, a semiconductor switching element is included, sections of the secondary winding of the transformer and the conclusions for connecting the network are connected according to the scheme, providing the summation or subtraction of the voltage of the network and sections (see RF patent No. 2095929 for the invention "Device for discrete control of AC voltage" according to class H 02 M 5/22, 5/12, published on November 10, 1997, bull. No. 31).

Недостатки известного устройства связаны с необходимостью коммутации токов, равных по величине току нагрузки, так как первые и вторые ключи имеют последовательное включение с нагрузкой. Использование в качестве коммутаторов бесконтактных полупроводниковых элементов, которые, как правило, требуют установки на радиатор, приводит к значительному увеличению габаритных размеров устройства. Использование же реле-коммутаторов при больших токах коммутации ограничивает частотные характеристики известного устройства, так как реле для таких токов имеют неудовлетворительные временные характеристики.The disadvantages of the known device are associated with the need to switch currents equal in magnitude to the load current, since the first and second switches are connected in series with the load. The use of non-contact semiconductor elements as switches, which, as a rule, require installation on a radiator, leads to a significant increase in the overall dimensions of the device. The use of relay switches at high switching currents limits the frequency characteristics of the known device, since relays for such currents have unsatisfactory time characteristics.

Задачей изобретения является улучшение быстродействия и габаритных характеристик устройства.The objective of the invention is to improve the performance and overall characteristics of the device.

Техническим результатом является снижение величин коммутируемых токов позволяющее повысить быстродействие и сократить объемы радиаторов либо использовать более быстродействующие реле-переключатели.The technical result is a reduction in the values of the switched currents, which allows to increase the speed and reduce the volume of radiators or to use faster relay switches.

Указанный результат достигается тем, что в устройство для дискретного регулирования переменного напряжения включающее трансформатор, секции вторичных обмоток, соответствующие им первый и второй ключи, четыре дополнительных ключа, соединенных по схеме моста, подключенного суммирующим плечом одной диагонали к первому входному выводу устройства, второй входной вывод которого является общим со вторым выходным выводом устройства, при этом каждая секция вторичной обмотки выполнена на отдельном трансформаторе, имеющем первичную обмотку, соединенную через соответствующий первый ключ со второй диагональю моста, и дополнительную обмотку, выводы которой соединены между собой через соответствующий второй ключ, трансформаторы вместе с соответствующими первым и вторым ключами составляют соответствующие трансформаторно-коммутационные элементы, количество которых определено диапазоном дискретного регулирования напряжения, секции вторичных обмоток трансформаторов включены последовательно между первыми входным выводом устройства и первым выходным выводом, который соединен с вычитающим плечом первой диагонали моста.This result is achieved by the fact that in the device for discrete control of AC voltage including a transformer, sections of the secondary windings, the corresponding first and second keys, four additional keys connected by a bridge connected by a summing shoulder of one diagonal to the first input terminal of the device, the second input terminal which is common with the second output terminal of the device, while each section of the secondary winding is made on a separate transformer having a primary winding, with connected through the corresponding first switch with the second diagonal of the bridge, and an additional winding, the terminals of which are interconnected via the corresponding second switch, the transformers together with the corresponding first and second switches make up the corresponding transformer-switching elements, the number of which is determined by the range of discrete voltage regulation, sections of the secondary windings transformers are connected in series between the first input terminal of the device and the first output terminal, which is connected n with a shoulder subtracter first diagonal of the bridge.

Кроме того:Besides:

- дополнительные обмотки выполнены аналогичными первичным обмоткам соответствующего трансформатора,- additional windings are made similar to the primary windings of the corresponding transformer,

- первый второй, а также дополнительные ключи выполнены на основе симисторов,- the first second, as well as additional keys are based on triacs,

- первый второй, а также дополнительные ключи выполнены на основе реле-коммутаторов.- the first second, as well as additional keys are made on the basis of relay switches.

Полезная модель поясняется с помощью чертежа, где показана структурная схема предлагаемого устройства.The utility model is illustrated using the drawing, which shows the structural diagram of the proposed device.

Устройство для дискретного регулирования переменного напряжения включает трансформаторы 1, с секциями 2 вторичных обмоток, соответствующие им первый 3 и второй 4 ключи, четыре дополнительных ключа 5, соединенных по схеме моста, подключенного суммирующим 6 плечом одной диагонали к первому 7 входному выводу устройства, второй 8 входной вывод которого является общим со вторым 9 выходным выводом устройства. Каждая секция вторичной обмотки выполнена на отдельном трансформаторе, имеющем первичную 10 обмотку, соединенную через соответствующий первый ключ со второй диагональю моста, и дополнительную A device for discrete control of alternating voltage includes transformers 1, with sections 2 of the secondary windings, the corresponding first 3 and second 4 keys, four additional keys 5 connected by a bridge connected by a summing 6 arm of one diagonal to the first 7 input terminal of the device, the second 8 the input terminal of which is common with the second 9 output terminal of the device. Each section of the secondary winding is made on a separate transformer having a primary 10 winding connected through the corresponding first key to the second diagonal of the bridge, and an additional

обмотку 11, выводы которой соединены между собой через соответствующий второй ключ, трансформаторы вместе с соответствующими первым и вторым ключами составляют соответствующие трансформаторно-коммутационные элементы 12, количество которых определено диапазоном дискретного регулирования напряжения, секции вторичных обмоток трансформаторов включены последовательно между первыми входным выводом устройства и первым 13 выходным выводом, который соединен с вычитающим плечом 14 первой диагонали моста.winding 11, the terminals of which are interconnected via the corresponding second key, the transformers together with the corresponding first and second keys make up the corresponding transformer switching elements 12, the number of which is determined by the range of discrete voltage regulation, sections of the secondary transformer windings are connected in series between the first input terminal of the device and the first 13 output terminal, which is connected to the subtracting arm 14 of the first diagonal of the bridge.

Дополнительная обмотка каждого трансформатора выполнена аналогичной по количеству витков и сечению провода, первичной обмотке соответствующего трансформатора.The additional winding of each transformer is made similar in the number of turns and the cross-section of the wire, the primary winding of the corresponding transformer.

Первый второй, а также дополнительные ключи выполнены на основе симисторов.The first second, as well as additional keys are based on triacs.

К выходу устройства подключена нагрузка 15.A load 15 is connected to the output of the device.

Устройство для дискретного регулирования переменного напряжения работает следующим образом.A device for discrete control of AC voltage operates as follows.

Входное переменное напряжение прикладывается между первым и вторым входными выводами устройства. Приложенное напряжение через последовательно соединенные секции вторичной обмотки трансформаторов подается на выходные выводы устройства. При этом если вторые ключи замкнуты, а первые разомкнуты, то выходное напряжение совпадает по величине с входным.An AC input voltage is applied between the first and second input terminals of the device. The applied voltage is supplied through the series-connected sections of the secondary winding of the transformers to the output terminals of the device. Moreover, if the second keys are closed, and the first are open, then the output voltage coincides in magnitude with the input.

Для изменения выходного напряжения замыкают первый ключ соответствующего трансформаторно-коммутационного элемента и размыкают его второй ключ. На выходных выводах устройства осуществляется суммирование или вычитание напряжения секции вторичной обмотки соответствующего трансформаторно-коммутационного элемента, в зависимости от состояния ключей моста, обеспечивающего прямое или обратное подключение напряжения к первичной обмотке трансформатора. Короткозамкнутые дополнительные обмотки остальных трансформаторов обеспечивают отсутствие падения напряжения на секциях вторичных обмоток этих трансформаторов.To change the output voltage, close the first key of the corresponding transformer-switching element and open its second key. The output terminals of the device summarize or subtract the voltage of the secondary section of the corresponding transformer-switching element, depending on the state of the bridge keys, providing a direct or reverse voltage connection to the primary winding of the transformer. Short-circuited additional windings of the remaining transformers ensure the absence of voltage drop on the sections of the secondary windings of these transformers.

Для получения иного выходного напряжения или при изменении входного напряжения изменяют состояние первого и второго ключей другого трансформаторно-коммутационного элемента, в соответствии с требуемым изменением.To obtain a different output voltage or when the input voltage changes, the state of the first and second switches of another transformer switching element is changed, in accordance with the required change.

Коэффициент трансформации трансформаторов трансформаторно-коммутационных элементов и их количество определяется дискретностью и диапазоном регулирования.The transformation ratio of transformers of transformer-switching elements and their number is determined by the discreteness and range of regulation.

При вычитании напряжения на вычитающее плечо моста подается ток с выхода секций вторичных обмоток трансформаторно-коммутационных элементов, что обеспечивает более экономичный режим работы устройства.When subtracting the voltage, a current is supplied to the subtracting arm of the bridge from the output of the sections of the secondary windings of the transformer-switching elements, which provides a more economical mode of operation of the device.

В предлагаемом устройстве переключение ключей осуществляется при токах, значительно меньших токов, протекающих через нагрузку, так как коммутация происходит на высоких входных напряжениях, а регулируется лишь доля этого напряжения. Это позволяет повысить быстродействие регулировки за счет использования высоковольтных быстродействующих ключей либо быстродействующих реле-коммутаторов, что в свою очередь позволяет уменьшить габаритные показатели устройства, за счет уменьшения объемов радиаторов, по сравнению с прототипом.In the proposed device, the switching of keys is carried out at currents significantly lower than the currents flowing through the load, since switching occurs at high input voltages, and only a fraction of this voltage is regulated. This allows you to increase the speed of adjustment through the use of high-voltage high-speed keys or high-speed relay switches, which in turn allows you to reduce the overall performance of the device, by reducing the volume of radiators, compared with the prototype.

Claims

1. A device for discrete control of AC voltage, including a transformer, sections of the secondary windings, the corresponding first and second keys, four additional keys connected by a bridge connected by a summing shoulder of one diagonal to the first input terminal of the device, the second input terminal of which is common with the second output terminal of the device, characterized in that each section of the secondary winding is made on a separate transformer having a primary winding connected through a respective The first key with the second diagonal of the bridge, and the additional winding, the terminals of which are interconnected via the corresponding second key, the transformers together with the corresponding first and second keys make up the corresponding transformer switching elements, the number of which is determined by the range of discrete voltage regulation, sections of the secondary windings of the transformers are included sequentially between the first input terminal of the device and the first output terminal, which is connected to the subtracting arm of the first diagonals of the bridge.

2. The device for discrete control of AC voltage according to claim 1, characterized in that the additional windings are made similar to the primary windings of the corresponding transformer.

3. The device for discrete control of AC voltage according to claim 1, characterized in that the first, second, and also additional keys are based on triacs.

4. The device for discrete regulation of AC voltage according to claim 1, characterized in that the first, second, and also additional keys are made on the basis of relay switches.