СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при изготовлении точньсс стабилизаторов переменного напряжения, поддерживающих выходное напряжение без разрыва потока мощности в нагрузке и работающих как на активную, так и реактивную нагрузки. Отсутствие силовых коммутационных нелинейных элементов позволяет получать стабилизированное напряжение без искажения его формы.
Известен стабилизатор переменного напряжения, включающий входные и выходные выводы, блок основных реле, автотрансформатор с группой отводов, один из которых соединен с выходным вьшодом, а другие через контакты реле блока основных реле избирательно соединяются с входным выводом стабилизатора, реверсивный счетчик, входами прямого и обратного счета присоединенный к выходам комп аторов нижнего и верхнего уровня выходного напряжения, входы которых через измерительный орган присоединены к измерительной обмотке трансформатора, дешифратор, входы которого подсоединены к соответствующим выходам реверсивного счетчика и блок дополнительных реле (свидетельство на полезную модель N 12302 опубликовано 16.12.99г.). Известный стабилизатор осуществляет стабилизацию напряжения в заданных пределах, уменьшает период коммутации обмоток, а следовательно и длительность неблагоприятного разрыва в цепи тока нагрузки.
- 2 полностью исключить разрыв в цепи тока нагрузки, исключить возникающие перенапряжения на коммутационных элементах, особенно при реактивной составляющей нагрузки. При малой нагрузке или ее отсутствии нагрузкой для коммутационных ключей является обмотка трансформатора и напряжение на них при переключении обмоток значительно превышают напряжения сети.
Такие режимы снижают срок эксплуатации стабилизатора.
Задачей полезной модели является повышение качества стабилизации.
Техническим результатом является повышение срока службы стабилизатора и его надежность.
Указанный результат достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, включающий входные и выходные выводы, блок основных реле, автотрансформатор с группой отводов, один из которых соединен с выходным выводом, а другие через контакты реле блока основных реле избирательно соединяются с входным вьюодом стабилизатора, реверсивный счетчик, входами прямого и обратного счета присоединенный к выходам компараторов нижнего и верхнего уровней выходного напряжения, входы которых через измерительный орган присоединены к измерительной обмотке автотрансформатора, дешифратор, входы которого подключены к соответствующим выходам реверсивного счетчика, блок дополнительных реле введены формирователь тактовь х импульсов, блок логический, по сигналам состояния реверсивного счетчика и компараторов верхнего и нижнего уровней выходного напряжения формирующий сигнал запуска цикла переключения отводов автотрансформатора, блок программный, формирующий последовательность сигналов для включения и отключения дополнительных реле и изменения состояния реверсивного счетчика, таймер, RS-триггер, блок раздельной регулрфовки времени включения-выключения реле, резисторы ограничения тока циркуляции переключаемых отводов на время их переключения, при этом выход формирователя тактовых импульсов соединен с входом синхронизации блока программного и с первым входом блока логического , второй и третий входы которого соедршены с выходами дешифратора, сигналы с которых соответствуют крайним значениям диапазона изменения напряжения на входном выводе стабилизатора, четвертый и пятый входы блока логического соединены с компараторами нижнего и верхнего уровней выходного напряжения, шестой вход соединен с выходом таймера, а первый выход блока логического соединен с входом исходного состояния блока программного и входом таймера, первый и третий выход блока программного соединены соответственно с первым и вторым входами RS-триггера, а второй выход соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика, выход RS-триггера подключен к блоку дополнительных реле, выходы дешифратора соединены с соответствующими входами блока раздельной регулировки времени включения-выключения реле, выходами подключенного к соответствующим входам блока основных реле, резисторы ограничения тока циркуляции переключаемых отводов через контакты реле блока основных реле подключены к  ..,. , входному выводу стабилизатора и к соответствующим отводам автотрансформатора, а также к соответствующим контактам реле блока дополнительных реле.
2,0 &llf: 7& - 3 единен со вторьш выходным вьшодом стабилизатора, а другие через контакты отдельных реле и резисторы ограничения тока циркуляции избирательно соединены с вторым входным выводом стабилизатора.
Резисторы ограничения тока циркуляции через крайние отводы группы отводов соединены с контактами реле переключения соседних с ними отводов.
Полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1. показана структурная схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг.2. структурная схема переключения отводов автотрансформатора.
Стабилизатор переменного напряжения (фигЛ, фиг.2) включает входные 1, 2 и выходные 3, 4 выводы, блок основных реле 5, автотрансформатор 6, с группой отводов 21, один из которых соединен с выходным выводом 3, а другие через контакты реле блока основных реле 5 избирательно соединяются с входным вьйодом 1 стабилизатора, реверсивный счетчик 7, входами прямого и обратного счета присоединенный к выходам комп аторов 8 и 9 нижнего и верхнего уровней соответственно, входы которых через измерительный орган 10 присоединены к измерительной обмотке автотрансформатора 6, дешифратор 11, входы которого подключены к соответствующим выходам реверсивного счетчика, блок дополнительных реле 12, формирователь тактовых импульсов 13, блок логический 14, блок программный 15, таймер 16, RS-триггер 17, блок раздельной регулировки времени включения-выключения реле 18, резисторы ограничения тока циркуляции 19 переключаемых отводов на время их переключения, блок отдельных реле 20.
с} fff (У
- 4 Выход формирователя тактовых импульсов 13 соединен с входом синхронизации блока программного 15 и с первым входом блока логического 14. Второй и третий входы блока логического 14 соединены с выходами дешифратора 11, сигналы с которых соответствуют крайним значениям установленного диапазона изменения напряжения на входном вьшоде 1 стабилизатора. Четвертый и пятый входы блока логического соединены с компаратором нижнего 8 и верхнего 9 уровней выходного напряжения. Шестой вход блока 14 соединены с выходом таймера 16. Первый выход блока логического 14 соединен с входом исходного состояния блока программного 15 и входом таймера 16, второй с входом блока 18. Первый и третий выходы блока программного 15 соединены соответственно с первым и вторым входами RS-триггера 17.
Второй выход блока программного 15 соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика 7. Выход RS-триггера 17 подключен к блоку дополнительных реле 12. Выходы дешифратора 11 соединены с соответствующими входами блока раздельной регулировки времени включения-выключения реле 18, выходами подключенного к соответствующим входам блока основных реле 5 и отдельных реле 20. Резисторы ограничения токов циркуляции переключаемых отводов через контакты Ко реле блока основных реле 5 подключены к входному вьшоду 1 стабилизатора, и к соответствующим отводам автотрансформатора 6, а также к соответствующим контактам KD реле блока дополнительных реле 12.
Один из отводов дополнительной группы отводов 22автотрансформатора 6 соединен с выходным выводом 4стабилизатора, а другие через контакты КТ реле блока отдельных реле 20 и
11  - 5 резисторы ограничения тока циркулящш иа время переключения контактов избирательно соединяются с входным выводом 2 стабилизатора. Входы блока отдельных реле 20 соединены с соответствующими выводами блока раздель-ной регулировки включения-выключения реле 18.
Предполагаемый стабилизатор работает следующим образом.
В момент включения ст илизатора блок логическуш, блок программный 15, RS-триггер 17, таймер 16 и реверсивный счетчик 7 устанавливается в исходное состояние. В исходном состоянии RS-триггера обмотки реле блока дополнительных реле 12 обесточены и нормально замкнутые контакты KD (фиг.2) этих реле шунтируют резисторы ограничения тока циркуляции 19 переключаемых отводов.
Исходному состоянию реверсивного счетчика 7 соответствуют замкнутые контаюты КОС1) одного из реле блока основных реле 5, через которые на отвод автотрансформатора 6 с входного вывода 1 стабилизатора подается входное напряжение UBXНапряжение с измерительной обмотки автотрансформаторов поступает на вход измерительного органа 10, где оно выпрямляется и фильтруется и подается на компараторы нижнего 8 и верхнего 9 уровней. При этом, если выходное напряжение стабилизатора и, следовательно, напряжение, подаваемое из измерительного органа 10 на входы компараторов 8, 9 меньше заданного значения, компщ)атор 8 нижнего уровня формирует сигнал, по которому устанавливается направление счета импульсов реверсивного счетчика 7 и на первом выходе блока логического 14 появляется сигнал запуска цикла переключения отводов автотрансформатора 6. По этому сигналу происходит включение - 6 таймера 16 и блока программного 15. По тактовым импульсам на выходах блока программного 15 последовательно формируются сигналы длительностью в один период тактовых импульсов. При появлении сигнала на первом выходе срабатывает RS-триггер 17, включая реле блока дополнительных реле 12, контакты KD этих реле размыкаются и через резистор подключенного отвода протекает ток. По сигналу со второго выхода блока программного 15 в соответствии с установленным направлением счета, происходит изменение состояния реверсивного счетчика 7. В рассматриваемом случае происходит увеличение состояния реверсивного счетчика на единицу, что в свою очередь, приводит к включению реле, контактами КО(2) которого подключается отвод автотрансформатора, повышая выходное напряжение на одну ступень. Контакты К0(1) предыдущего реле отключаются с задержкой, определяемой блоком 18 раздельной регулировки времени включения-выключения реле. Таким образом, на время, определяемое разностью времени выключения контактов предвдущего реле и временем включения контактов последующего входное напряжение подается одновременно на два соседних отвода автотрансформатора. Возникающий при этом ток циркуляции между отводами ограничивается резисторами. По сигналу с третьего выхода выхода блока программного 15 RS-триггер 17 переключается в исходное соотояние, отключая при этом обмотки реле блока дополнительных реле 12, контактами KD которых вновь происходит шунтирование резисторов 19 ограничения тока циркуляции.
- 7 напряжения, о выхода таймера 16 на блок логический 14 подается сигнал установки блока 14 в исходное состояние. При наличии сигнала на выходе одного из компараторов процесс повторяется, происходит изменение состояния реверсивного счетчика 7, последовательно повышая или понижая выходное напряжение на одну ступень.
В случае, если запасы повышения или понижения выходного напряжения исчерпаны, то есть включен один иг крайних отводов автотрансформатора, блок логический 14 сигнал на запуск цикла переключения отводов не формирует до момента получения сигнала с компаратора, изменяющего направление счета реверсивного счетчика.
Описанное выше устройство, реализующее такой способ переключения отводов автотрансформатора, позволяет производить эту операцию без разрыва потока мощности. Напряжение коммутируемое контактами реле при переключении отводов не превышает величины напряжения одной ступени, что позволяет использовать низковольтные контакты реле, повышая быстродействие и надежность стабилизатора.
Для уменьшения диапазона изменения выходного напряженрш при сохранении рюличества основных отводов 21 и величины напряжения одной ступени в автотрансформатор введена дополнительная группа отводов 22, один из которых соединен со вторым выходным выводом стабилизатора, а другие черев контакты КТ ( .|)иг.2) отдельных реле и резисторы ограничения тока циркуляции Rj избирательно соединяются со вторым входным выводом стабилизатора. Напряжение на этих отводах меньше напряжения одной ступени основных отводов. При этом переклю- 8 чением основных отводов осуществляется как бы грубое изменение выходного напряжения, а переключением дополнительных отводов точное. Срабатывание отдельных реле и переключение дополнительных отводов осуществляется по команде из блока логического при появлении сигнала на одном из комп аторов. Если запас регулирования этими отводами исчерпан блок логический не формирует южанду на срабатывание этих реле и происходит запуск цикла переключения основных отводов. Блок логический, например, может быть выполнен ввиде двух J-K триггеров и логических элементов, через которые вход J первого триггера соединен о входами со второго по пятый блока и с первым и вторым выходами второго триггера. Вход К первого триггера соединен с шестым входом блока. Входы J и К второго триггера через логические элементы соединены соответственно с вторым и четвертым и с третьим и пятым входами блока логического. Входы синхронизации триггеров соединены с первым входом блока логического. Выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым выходом блока логического.
Блок программный может быть, например выполнен в виде счетчика с дешифратором или сдвигового регистра, осуществляющих по тактовым импульсам формирование последовательности выходных сигналов.
Блок разде.пьной регулировки времени включения-выключения реле, например, может быть выполнен в виде отдельных групп последовательно соединенных двух двухвходовых триггеров Шмитта, один из входов которых соединяются через RC-цепь.
- 9 ФОРМУЛА