RU2274890C1

RU2274890C1 - Alternating voltage stabilizer

Info

Publication number: RU2274890C1
Application number: RU2004128735/09A
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Кузнецов (RU); Юрий Петрович Кузнецов; Анатолий Григорьевич Придатков (RU); Анатолий Григорьевич Придатков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Электропривод"
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-20
Also published as: RU2004128735A

Abstract

FIELD: electric engineering, possible use as device for improving power supply of consumers, requiring certain quality of powering voltage.

SUBSTANCE: technological level of invention is determined by known technical solutions in form of adjusting devices, mounted between alternating voltage source and load, having requirements for power voltage quality, containing transformer stabilizers of alternating voltage, in which transformer windings are switched by means of controlled elements of commutators. In accordance to invention, primary winding of transformer is made of two portions, which, as well as triple quantizing of voltage by amplitude level, improves precision of stabilization of voltage due to increased discontinuousness of its adjustment. Also, into bridge commutator, two parallel branches of which are made on controllable key elements, third similar branch is inserted, middle point of which is connected to middle point of primary transformer winding. Controlling outputs of twelve controlled key elements - power keys, in particular, opposite-parallel enabled thyristors, form twelve controlling inputs of bridge commutator, which are connected, respectively, to twelve outputs of inserted controlling block, structure of which is new and original. The same pertains to connections with voltage indicator inserted into device at load and power block, respectively.

EFFECT: possible providing of power supply to consumers with possible correction of its quality coefficients: given value of amplitude, effective or average voltage value; absence of various power surges and drops; presence in the curve of generated voltage of normalized pulses, value of which does not facilitate loss of workability or decrease of functional properties of powered equipment.

2 cl, 6 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как устройство для улучшения электроснабжения потребителей, критичных к качеству питающего напряжения, например осветительных установок, вычислительных комплексов, информационных систем, средств передачи данных и других, в условиях нарушения качества напряжения питания по уровню, колебаниям и пульсациям.The claimed invention relates to electrical engineering and can be used as a device to improve the power supply of consumers critical to the quality of the supply voltage, for example, lighting systems, computer systems, information systems, data transmission media and others, in conditions of violation of the quality of the supply voltage by level, fluctuations and ripples .

Уровень техники заявляемого изобретения определяется известными техническими решениями в виде регулирующих устройств, устанавливаемых между источником переменного напряжения и нагрузкой, критичной к качеству напряжения питания, содержащих трансформаторные стабилизаторы переменного напряжения, в которых обмотки трансформатора переключаются при помощи управляемых элементов коммутаторов [Окунь С.С., Сергеенков Б.Н., Киселев В.М. Трансформаторные и трансформаторно-тиристорные регуляторы - стабилизаторы напряжения. М.: Энергия, 1969, 183 с.]. В качестве таких элементов традиционно используются, например, встречно-параллельно включенные тиристоры, симисторы, диодно-тиристорные и диодно-транзисторные схемные комбинации и другие.The prior art of the claimed invention is determined by known technical solutions in the form of control devices installed between an AC voltage source and a load critical to the quality of the supply voltage, containing transformer AC voltage stabilizers, in which the transformer windings are switched using controlled elements of the switches [Perch S. S., Sergeenkov B.N., Kiselev V.M. Transformer and transistor-thyristor regulators - voltage stabilizers. M .: Energy, 1969, 183 pp.]. As such elements, for example, counter-parallel connected thyristors, triacs, diode-thyristor and diode-transistor circuit combinations and others are traditionally used.

Известен регулируемый трансформаторно-тиристорный стабилизатор напряжения переменного тока с использованием в качестве управляемых элементов коммутаторов переключателей с встречно-параллельно включенными тиристорами [Окунь С.С., Сергеенков Б.Н., Киселев В.М. Трансформаторные и трансформаторно-тиристорные регуляторы - стабилизаторы напряжения. М.: Энергия, 1969, 183 с.].Known adjustable transistor-thyristor AC voltage stabilizer using as controlled elements of the switches switches with counter-parallel connected thyristors [Okun S.S., Sergeenkov B.N., Kiselev V.M. Transformer and transistor-thyristor regulators - voltage stabilizers. M .: Energy, 1969, 183 pp.].

Наиболее близким по технической сущности и уровню техники к заявляемому устройству является стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформатор с обмотками, переключаемыми управляемыми коммутаторами в дискретные, строго фиксированные, моменты времени, задаваемые сигналами управления. Такое управление позволяет получить как двоичное квантование выходного напряжения, при котором приращение этого напряжения отсутствует или складывается с ним, так и троичное квантование, при котором указанное приращение напряжения может отсутствовать, складываться или вычитаться с указанным выходным напряжением питания нагрузки [Миловидов В.П., Мусолин А.К. Дискретные стабилизаторы и формирователи напряжения, М.: Энергоатомиздат, 1986 г., с.8-9, рис.1.1].The closest in technical essence and prior art to the claimed device is an AC voltage stabilizer containing a transformer with windings switched by controlled switches in discrete, strictly fixed, time points specified by control signals. Such control allows one to obtain both binary quantization of the output voltage at which the increment of this voltage is absent or added to it, and ternary quantization at which the indicated increment of voltage may be absent, add or subtract with the specified output voltage of the load [Milovidov V.P. Musolin A.K. Discrete stabilizers and voltage drivers, M .: Energoatomizdat, 1986, p.8-9, Fig.1.1].

Недостатком данного стабилизатора напряжения является коммутация трансформаторной обмотки целиком, что приводит к значительным искажениям формы выходного напряжения. Кроме того, в данном стабилизаторе напряжения первичная обмотка трансформатора через управляемые силовые ключи непосредственно связана с сетью, что снижает надежность коммутируемой обмотки из-за возможности возникновения коммутационных перенапряжений.The disadvantage of this voltage stabilizer is the switching of the entire transformer winding, which leads to significant distortion of the shape of the output voltage. In addition, in this voltage stabilizer, the primary winding of the transformer through controlled power switches is directly connected to the network, which reduces the reliability of the switched winding due to the possibility of switching overvoltages.

Технический результат, который необходимо достичь совокупностью существенных признаков заявляемого стабилизатора переменного напряжения, состоит в обеспечении потребителей напряжением питания по следующим показателям качества:The technical result, which must be achieved by a set of essential features of the inventive AC voltage stabilizer, is to provide consumers with a supply voltage according to the following quality indicators:

- заданной величине амплитудного, действующего или среднего значения напряжения;- a given value of the amplitude, current or average voltage value;

- отсутствию нежелательных и неожиданных просадок, толчков и скачков напряжения;- the absence of unwanted and unexpected drawdowns, shocks and power surges;

- наличию в кривой сформированного напряжения нормированных пульсаций, величина которых не приводит к потере работоспособности или снижению функциональных свойств питаемого оборудования.- the presence in the curve of the generated voltage of normalized ripples, the value of which does not lead to a loss of performance or a decrease in the functional properties of the supplied equipment.

Кроме того, технический результат состоит в повышении надежности путем снижения опасности возникновения перенапряжений в обмотках трансформатора и управляемом коммутаторе.In addition, the technical result consists in increasing reliability by reducing the risk of overvoltage in the transformer windings and the managed switch.

Изобретательский уровень заявляемого стабилизатора переменного напряжения для достижения указанного технического результата состоит в выполнении первичной обмотки трансформатора из двух частей-секций, что, наряду с обеспечением троичного квантования напряжения по уровню амплитуды, повышает точность стабилизации напряжения за счет увеличения дискретности его регулирования. Кроме того, в мостовой коммутатор, две параллельные ветви которого выполнены на управляемых ключевых элементах, введена третья такая же ветвь, средняя точка которой соединена со средней точкой первичной обмотки трансформатора. Управляющие выводы двенадцати управляемых ключевых элементов - силовых ключей, в частности встречно-паральлельно включенных тиристоров, образуют двенадцать управляющих входов мостового коммутатора, которые связаны, соответственно, с двенадцатью выходами блока управления, устройство которого обладает новизной и изобретательским уровнем, который явным образом не следует из уровня техники. То же относится и к связям с введенным в устройство датчиком напряжения на нагрузке Uвх1 и блоком питания Uвх2, соответственно. Один силовой вывод коммутатора перенесен с первой сетевой клеммы на зажим нагрузки, а между другим его выводом и второй сетевой клеммой включена индуктивность, в качестве которой используется реактор или дроссель.The inventive step of the inventive AC voltage stabilizer to achieve the specified technical result consists in performing the primary winding of the transformer in two parts-sections, which, along with providing ternary voltage quantization according to the amplitude level, increases the accuracy of voltage stabilization by increasing the discreteness of its regulation. In addition, in the bridge switch, two parallel branches of which are made on controlled key elements, a third of the same branches is introduced, the midpoint of which is connected to the midpoint of the transformer primary winding. The control outputs of twelve controlled key elements - power switches, in particular thyristors connected in parallel, form the twelve control inputs of the bridge switch, which are connected, respectively, with twelve outputs of the control unit, the device of which has novelty and inventive step, which does not explicitly follow from prior art. The same applies to the connections with the load sensor Uin1 and the power supply Uin2 introduced into the device, respectively. One power terminal of the switch is transferred from the first network terminal to the load terminal, and an inductance is included between its other terminal and the second network terminal, which is a reactor or inductor.

Промышленная применимость заявляемого стабилизатора переменного напряжения подтверждается возможностью практической реализации известными средствами, т.е. применяемыми в силовой преобразовательной технике, т.е. трансформатор в комплекте с мостовым тиристорным коммутатором, управляемым от блока управления, и методами, используемыми для импульсного регулирования напряжения, в тех случаях, когда необходимо обеспечить электроснабжение потребителей, критичных к качеству напряжения питания по следующим показателям:The industrial applicability of the inventive AC voltage stabilizer is confirmed by the possibility of practical implementation by known means, i.e. used in power conversion technology, i.e. a transformer complete with a thyristor bridge switch controlled from the control unit and the methods used for pulse voltage regulation, in cases where it is necessary to provide power to consumers critical to the quality of the supply voltage according to the following indicators:

- заданной величине амплитудного, действующего или среднего значения;- a given value of the amplitude, current or average value;

- отсутствию нежелательных и неожиданных просадок, толчков и скачков;- the absence of unwanted and unexpected drawdowns, shocks and jumps;

Сущность изобретения состоит в том, что в стабилизаторе переменного напряжения, содержащем трансформатор с первичной и вторичной обмотками, имеющими соответствующие выводы, мостовой коммутатор, имеющий соединенные в узлы параллельные ветви, каждая из которых содержит по два управляемых ключевых элемента, соединенных последовательно, а точки этих соединений имеют выводы, подключенные к соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора, узловые соединения двух параллельных ветвей мостового коммутатора имеют выводы, один из которых связан с одной клеммой источника питания и с одной клеммой нагрузки, а между двумя другими клеммами нагрузки и источника питания включена вторичная обмотка трансформатора, для достижения технического результата первичная обмотка трансформатора выполнена из двух последовательно соединенных секций, точка соединения которых выведена наружу, мостовой коммутатор снабжен третьей параллельной ветвью, содержащей два управляемых ключевых элемента, соединенных последовательно, а точка этого соединения подключена к выведенной наружу средней точке последовательно соединенных двух секций первичной обмотки трансформатора, управляющие выводы шести управляемых силовых элементов - встречно-паральлельно включенных тиристоров образуют двенадцать управляющих входов мостового коммутатора, которые связаны соответственно с двенадцатью выходами введенного в устройство блока управления, снабженного двумя входами, первый из которых связан с выходом введенного датчика напряжения нагрузки, а второй его вход связан с выходом введенного блока питания, между одним выводом мостового коммутатора и второй клеммой источника питания и нагрузки включена введенная в устройство индуктивность, а другой силовой вывод коммутатора связан с клеммой соединения вывода вторичной обмотки трансформатора и нагрузки, кроме того, в устройство введены контактор с размыкающим и замыкающим контактами, двухполюсный выключатель и ограничитель перенапряжений, включенный параллельно первичной обмотке трансформатора, первая и вторая секции которой закорочены размыкающим контактом контактора, через замыкающий контакт которого осуществлена связь между выходом блока питания и вторым входом блока управления, катушка контактора запитана от блока питания через один контакт двухполюсного выключателя, а через другой его контакт выполнена связь между другим силовым выводом мостового коммутатора и клеммой соединения вывода вторичной обмотки трансформатора и нагрузки.The essence of the invention lies in the fact that in the AC voltage stabilizer containing a transformer with primary and secondary windings having corresponding terminals, a bridge switch having parallel branches connected in nodes, each of which contains two controlled key elements connected in series, and the points of these connections have conclusions connected to the corresponding conclusions of the primary winding of the transformer, nodal connections of two parallel branches of the bridge switch have conclusions, one of which connected to one terminal of the power source and one terminal of the load, and between the other two terminals of the load and power source the secondary winding of the transformer is turned on, to achieve a technical result, the primary winding of the transformer is made of two series-connected sections, the connection point of which is brought out, the bridge switch is equipped with the third parallel branch containing two controlled key elements connected in series, and the point of this connection is connected to the outward wed days to the point of two transformer primary winding sections connected in series, the control outputs of six controllable power elements - parallel-connected thyristors form the twelve control inputs of the bridge switch, which are connected respectively with the twelve outputs of the control unit equipped with two inputs, the first of which is connected to the output of the input load voltage sensor, and its second input is connected to the output of the input power supply, between one output of the bridge about the switch and the second terminal of the power and load source, the inductance introduced into the device is connected, and the other power terminal of the switch is connected to the terminal terminal of the transformer secondary terminal and the load, in addition, a contactor with opening and closing contacts, a two-pole switch and a surge suppressor are introduced into the device, connected in parallel to the primary winding of the transformer, the first and second sections of which are shorted by the opening contact of the contactor, through the making contact of which lena connection between the power supply output and the second input of the control unit, the coil of the contactor is energized from the power supply through a bipolar switch contact, and through its other connection contact is made between the other terminal of the power switch and a bridge connecting terminal output transformer and load secondary winding.

Сущность изобретения состоит также в том, что, в заявляемом стабилизаторе переменного напряжения блок управления, имеющий первый и второй входы и двенадцать выходов, содержит генератор линейно изменяющегося напряжения с нуль-органом на входе, операционный усилитель с одним выходом и двумя входами, один из которых соединен с выходом вычислителя значения напряжения за полупериод, а другой его вход связан с выходом источника опорного напряжения, источник напряжения смещения, имеющий четыре выхода, определитель полярности напряжения, имеющий два выхода, прямой и инверсный, и один вход, объединенный со входами нуль-органа и вычислителя среднего за полупериод значения напряжения, образуя при этом первый вход данного блока управления, который, кроме того, содержит первый, второй, третий и четвертый компараторы, каждый из которых имеет по одному выходу и по три входа, первые из которых соединены с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, вторые из которых соединены с выходом операционного усилителя, а третьи из которых соединены с соответствующими выходами источника напряжения смещения, четыре элемента ИЛИ-НЕ, первый из которых имеет один вход, второй из которых имеет два входа, третий из которых имеет три входа, а четвертый имеет четыре входа, соединенные с выходами четырех компараторов, три входа третьего элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами первых трех компараторов, два входа второго элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами первых двух компараторов, а вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом первого компаратора, десять элементов И, первый, второй, девятый и десятый из которых имеют по два входа, а третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой из которых имеют по три входа, прямой выход определителя полярности напряжения соединен с соответствующими входами первого, третьего, пятого, седьмого и девятого элементов И, а инверсный выход этого блока соединен с соответствующими входами второго, четвертого, шестого, восьмого и десятого элементов И, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого компаратора, вторые входы девятого и десятого элементов И соединены с выходом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены с выходом первого ИЛИ-НЕ элемента, а третьи входы третьего и четвертого элементов И соединены с выходом второго компаратора, вторые входы пятого и шестого элементов И соединены с выходом второго ИЛИ-НЕ элемента, а третьи входы пятого и шестого элементов И соединены с выходом третьего компаратора, вторые входы седьмого и восьмого элементов И соединены с выходом третьего ИЛИ-НЕ элемента, а третьи входы седьмого и восьмого элементов И соединены с выходом четвертого компаратора, выходы каждого из десяти элементов И соединены с первыми входами введенных в данный блок управления десятью формирователями импульсов, вторые входы которых объединены между собой и образуют второй вход блока управления, при этом каждый из десяти формирователей импульсов имеет по два выхода, первые выходы первого, третьего и пятого формирователей импульсов объединены и образуют первый выход блока управления, первые выходы второго, четвертого и шестого формирователей импульсов объединены и образуют второй выход блока управления, третий выход которого образует первый выход десятого формирователя импульсов, четвертый выход блока управления образует первый выход девятого формирователя импульсов, пятый выход блока управления образован вторым выходом шестого формирователя импульсов, объединенным с первым входом восьмого формирователей импульсов, шестой выход блока управления образован вторым выходом пятого формирователей импульсов, объединенным с первым выходом седьмого формирователей импульсов, седьмой выход блока управления образован объединенными вторыми выходами восьмого и десятого формирователей импульсов, восьмой выход блока управления образован объединенными вторыми выходами седьмого и девятого формирователей импульсов, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый выходы блока управления образованы вторыми выходами, соответственно, первого, второго, третьего и четвертого формирователей импульсов.The essence of the invention also lies in the fact that, in the inventive AC voltage stabilizer, the control unit having first and second inputs and twelve outputs contains a ramp generator with a zero-organ input, an operational amplifier with one output and two inputs, one of which connected to the output of the voltage value calculator for a half-cycle, and its other input is connected to the output of the reference voltage source, a bias voltage source having four outputs, a voltage polarity determinant, I have there are two outputs, direct and inverse, and one input, combined with the inputs of the zero-organ and the calculator of the average half-period voltage value, forming the first input of this control unit, which, in addition, contains the first, second, third and fourth comparators, each of which has one output and three inputs, the first of which is connected to the output of the ramp generator, the second of which are connected to the output of the operational amplifier, and the third of which are connected to the corresponding outputs of the source and bias voltages, four OR-NOT elements, the first of which has one input, the second of which has two inputs, the third of which has three inputs, and the fourth has four inputs connected to the outputs of four comparators, three inputs of the third OR-NOT element connected to the outputs of the first three comparators, two inputs of the second element OR NOT connected to the outputs of the first two comparators, and the input of the first element OR NOT connected to the output of the first comparator, ten elements AND, the first, second, ninth and tenth of which each have two entrance, and the third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth of which have three inputs, the direct output of the voltage polarity determiner is connected to the corresponding inputs of the first, third, fifth, seventh and ninth AND elements, and the inverse output of this block is connected to the corresponding inputs of the second, the fourth, sixth, eighth and tenth elements AND, the second inputs of the first and second elements AND are connected to the output of the first comparator, the second inputs of the ninth and tenth elements And are connected to the output of the fourth element OR NOT, the second input The third and fourth AND elements are connected to the output of the first OR-NOT element, and the third inputs of the third and fourth AND elements are connected to the output of the second comparator, the second inputs of the fifth and sixth AND elements are connected to the output of the second OR-NOT element, and the third inputs of the fifth and of the sixth AND element connected to the output of the third comparator, the second inputs of the seventh and eighth elements And connected to the output of the third OR NOT element, and the third inputs of the seventh and eighth elements And connected to the output of the fourth comparator, the outputs of each ten elements And are connected to the first inputs of ten pulse shapers introduced into this control unit, the second inputs of which are interconnected and form the second input of the control unit, each of ten pulse shapers has two outputs, the first outputs of the first, third and fifth pulse shapers combined and form the first output of the control unit, the first outputs of the second, fourth and sixth pulse shapers combined and form the second output of the control unit, the third output of which the first output of the tenth pulse shaper, the fourth output of the control unit forms the first output of the ninth pulse shaper, the fifth output of the control block is formed by the second output of the sixth pulse shaper combined with the first input of the eighth pulse shaper, the sixth output of the control block is formed by the second output of the fifth pulse shaper combined with the first output of the seventh pulse shaper, the seventh output of the control unit is formed by the combined second outputs of the eighth and des of pulse shaping, the eighth output of the control unit is formed by combining the second outputs of the seventh and ninth pulse shaping, ninth, tenth, eleventh and twelfth control block outputs are formed by the second outputs, respectively, first, second, third and fourth pulse shapers.

На фиг.1 изображена схема стабилизатора переменного напряжения.Figure 1 shows a diagram of an AC voltage stabilizer.

На фиг.2 приведена схема блока управления.Figure 2 shows a diagram of a control unit.

На фиг.3 представлена схема источника напряжения смещения.Figure 3 presents a diagram of a bias voltage source.

На фиг.4 представлена схема одного из формирователей импульсов.Figure 4 presents a diagram of one of the pulse shapers.

На фиг.5 изображены диаграммы напряжения сети, нагрузки и интервалы проводимости тиристоров при скачкообразном увеличении напряжения питающей сети.Figure 5 shows a diagram of the mains voltage, load and conduction intervals of the thyristors with an abrupt increase in the voltage of the supply network.

На фиг.6 показаны диаграммы процесса формирования импульсов управления тиристорами и форма напряжения на нагрузке.Figure 6 shows diagrams of the process of forming pulses of thyristor control and the shape of the voltage at the load.

Стабилизатор переменного напряжения (фиг.1) содержит трансформатор 1 с первичной 2 и вторичной 3 обмотками, имеющими соответствующие выводы, мостовой коммутатор 4, содержащий соединенные в узлы 5 и 6 параллельные ветви 7 и 8, каждая из которых содержит по два управляемых ключевых элемента 9 и 10, 11 и 12 соответственно, соединенных последовательно, а точки этих соединений имеют выводы, подключенные к соответствующим выводам первичной обмотки 2 трансформатора 1, узловые соединения 5 и 6 двух параллельных ветвей мостового коммутатора имеют выводы, один из которых связан с одной клеммой 13 источника питания и с одной клеммой 14 нагрузки, а между двумя другими клеммами нагрузки 15 и источника питания 16 включена вторичная обмотка 3 трансформатора 1, причем первичная обмотка 2 трансформатора 1 выполнена из двух последовательно соединенных секций 17 и 18, точка соединения которых выведена наружу, мостовой коммутатор 4 снабжен третьей параллельной ветвью 19, содержащей два управляемых ключевых элемента 20 и 21, соединенных последовательно, а точка этого соединения подключена к выведенной наружу средней точке последовательно соединенных двух секций 17 и 18 первичной обмотки 2 трансформатора 1, управляющие выводы шести управляемых силовых элементов, соответственно, 9, 10, 11, 12, 20 и 21 - встречно-паральлельно включенных тиристоров, с первого по двенадцатый, образуют двенадцать управляющих входов Т1-Т12 мостового коммутатора 4, которые совпадают, соответственно, с двенадцатью Т1-Т12 выходами 22 введенного в устройство блока управления 23, снабженного двумя входами 24 и 25, первый 24 из которых связан с выходом введенного в устройство датчика 26 напряжения нагрузки, а второй 25 его вход связан с выходом введенного в устройство блока питания 27, между одним выводом 5 мостового коммутатора 4 и второй клеммой источника питания 13 и нагрузки 14 включена введенная в устройство индуктивность 28, а другой силовой вывод 6 мостового коммутатора 4 связан с клеммой соединения вывода вторичной обмотки 3 трансформатора 1 и клеммой 15 нагрузки, кроме того, в устройство введены контактор 29 с размыкающим 30 и замыкающим 31 контактами, двухполюсный выключатель 32 и ограничитель 33 перенапряжений, включенный параллельно первичной обмотке 2 трансформатора 1, первая и вторая секция 18 которой закорочена размыкающим контактом 30 контактора 29, через замыкающий контакт 31 которого осуществлена связь между выходом блока питания 27 и вторым входом 25 блока управления 23, катушка контактора 29 запитана от блока питания 27 через один контакт двухполюсного выключателя 32, а через другой его контакт выполнена связь между другим силовым выводом 6 мостового коммутатора 4 и клеммой соединения вывода вторичной обмотки 3 трансформатора 1 и клеммой 15 нагрузки.The AC voltage stabilizer (Fig. 1) contains a transformer 1 with primary 2 and secondary 3 windings having corresponding leads, a bridge switch 4 containing parallel branches 7 and 8 connected to nodes 5 and 6, each of which contains two controlled key elements 9 and 10, 11 and 12, respectively, connected in series, and the points of these connections have conclusions connected to the corresponding terminals of the primary winding 2 of transformer 1, the node connections 5 and 6 of two parallel branches of the bridge switch have conclusions, one n of which is connected to one terminal 13 of the power source and to one terminal 14 of the load, and between the two other terminals of the load 15 and the power source 16 is included the secondary winding 3 of the transformer 1, and the primary winding 2 of the transformer 1 is made of two series-connected sections 17 and 18 , the connection point of which is brought out, the bridge switch 4 is equipped with a third parallel branch 19, containing two controlled key elements 20 and 21 connected in series, and the point of this connection is connected to the outward environments to it at the point of two sections 17 and 18 of the primary winding 2 of transformer 1 connected in series, the control leads of six controllable power elements, respectively, 9, 10, 11, 12, 20 and 21 - thyristors counter-parallel connected, from the first to the twelfth, form twelve control inputs T1-T12 of the bridge switch 4, which coincide, respectively, with twelve T1-T12 outputs 22 entered into the device of the control unit 23, equipped with two inputs 24 and 25, the first 24 of which is associated with the output of the voltage sensor 26 introduced into the device load, and its second 25 input is connected to the output of the power supply unit 27 introduced into the device, between one terminal 5 of the bridge switch 4 and the second terminal of the power supply 13 and the load 14, the inductance 28 introduced into the device is connected, and the other power terminal 6 of the bridge switch 4 is connected to terminal connection terminal of the secondary winding 3 of the transformer 1 and terminal 15 of the load, in addition, a contactor 29 with opening 30 and closing 31 contacts, a bipolar switch 32 and a surge suppressor 33 connected in parallel are introduced into the device the primary winding 2 of the transformer 1, the first and second section 18 of which is shorted by the opening contact 30 of the contactor 29, through the making contact 31 of which there is a connection between the output of the power supply 27 and the second input 25 of the control unit 23, the coil of the contactor 29 is fed from the power supply 27 through one contact a bipolar switch 32, and through another contact thereof, a connection is made between the other power terminal 6 of the bridge switch 4 and the terminal connection terminal of the secondary winding 3 of the transformer 1 and the terminal 15 of the load.

Блок управления 23 (фиг.2), имеющий первый 24 и второй 25 входы и двенадцать выходов 22, содержит генератор 34 линейно изменяющегося напряжения с нуль-органом 35 на входе, операционный усилитель 36 с одним выходом и двумя входами, один из которых соединен с выходом вычислителя 37 значения за полупериод напряжения, а другой его вход связан с выходом источника 38 опорного напряжения, источник 39 напряжения смещения, имеющий четыре выхода, определитель 40 полярности напряжения, имеющий два выхода, прямой и инверсный, и один вход, объединенный со входами нуль-органа 35 и вычислителя 37 значения напряжения за полупериод, образуя при этом первый вход данного блока управления 23, который, кроме того, содержит первый 41, второй 42, третий 43 и четвертый 44 компараторы, каждый из которых имеет по одному выходу и по три входа, первые из которых соединены с выходом генератора 34 линейно изменяющегося напряжения, вторые из которых соединены с выходом операционного усилителя 36, а третьи из которых соединены с соответствующими выходами источника 39 напряжения смещения, четыре элемента ИЛИ-НЕ 45, 46, 47, 48, первый 45 из которых имеет один вход, второй 46 из которых имеет два входа, третий 47 из которых имеет три входа, а четвертый 48 имеет четыре входа, соединенные, соответственно, с выходами четырех компараторов 41, 42, 43, 44, три входа третьего элемента ИЛИ-НЕ 47 соединены, соответственно, с выходами первых трех компараторов 41, 42 и 43, два входа второго элемента ИЛИ-НЕ 46 соединены с выходами первых двух компараторов 41 и 42, а вход первого элемента ИЛИ-НЕ 45 соединен с выходом первого компаратора 41, десять элементов И 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, первый 49, второй 50, девятый 57 и десятый 58 из которых имеют по два входа, а третий 51, четвертый 52, пятый 53, шестой 54, седьмой 55 и восьмой 56 из которых имеют по три входа, прямой выход определителя 40 полярности напряжения соединен с соответствующими входами первого 49, третьего 51, пятого 53, седьмого 55 и девятого 57 элементов И, а инверсный выход этого определителя 40 соединен с соответствующими входами второго 50, четвертого 52, шестого 54, восьмого 56 и десятого 58 элементов И, вторые входы первого 49 и второго 50 элементов И соединены с выходом первого компаратора 41, вторые входы девятого 57 и десятого 58 элементов И соединены с выходом четвертого элемента ИЛИ-НЕ 48, вторые входы третьего 51 и четвертого 52 элементов И соединены с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ 45, а третьи входы третьего 51 и четвертого 52 элементов И соединены с выходом второго компаратора 46, вторые входы пятого 53 и шестого 54 элементов И соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ 46, а третьи входы пятого 53 и шестого 54 элементов И соединены с выходом третьего компаратора 43, вторые входы седьмого 55 и восьмого 56 элементов И соединены с выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ 47, а третьи входы седьмого 55 и восьмого 56 элементов И соединены с выходом четвертого компаратора 44, выходы каждого из десяти элементов И с 49 по 58 соединены с первыми входами введенных в данный блок управления 23 десятью формирователями импульсов 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, вторые входы которых объединены между собой и образуют второй вход 25 блока управления 23, при этом каждый из десяти формирователей импульсов с 59 по 68 имеет по два выхода, первые выходы первого 59, третьего 61 и пятого 63 формирователей импульсов объединены и образуют первый выход блока управления 23, первые выходы второго 60, четвертого 62 и шестого 64 формирователей импульсов объединены и образуют второй выход блока управления 23, третий выход которого образует первый выход десятого 68 формирователя импульсов, четвертый выход блока управления 23 образует первый выход девятого 67 формирователя импульсов, пятый выход блока управления 23 образован вторым выходом шестого 64 формирователя импульсов, объединенным с первым выходом восьмого 66 формирователя импульсов, шестой выход блока управления 23 образован вторым выходом пятого 63 формирователя импульсов, объединенным с первым выходом седьмого 65 формирователя импульсов, седьмой выход блока управления 23 образован объединенными вторыми выходами восьмого 66 и десятого 68 формирователей импульсов, восьмой выход блока управления 23 образован объединенными вторыми выходами седьмого 65 и девятого 67 формирователей импульсов, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый выходы блока управления 23 образованы вторыми выходами первого 59, второго 60, третьего 61 и четвертого 62 формирователей импульсов, соответственно.The control unit 23 (figure 2), having first 24 and second 25 inputs and twelve outputs 22, contains a ramp generator 34 with a zero-organ 35 at the input, an operational amplifier 36 with one output and two inputs, one of which is connected to the output of the calculator 37 values for a half-period of voltage, and its other input is connected to the output of the reference voltage source 38, the bias voltage source 39 having four outputs, the voltage polarity determiner 40 having two outputs, direct and inverse, and one input combined with zero inputs b-organ 35 and the calculator 37 of the voltage value per half-cycle, thus forming the first input of this control unit 23, which, in addition, contains the first 41, second 42, third 43 and fourth 44 comparators, each of which has one output and three inputs, the first of which are connected to the output of the ramp generator 34, the second of which are connected to the output of the operational amplifier 36, and the third of which are connected to the corresponding outputs of the bias voltage source 39, four elements OR NOT 45, 46, 47, 48 first 45 of k which has one input, the second 46 of which has two inputs, the third 47 of which has three inputs, and the fourth 48 has four inputs, respectively connected to the outputs of four comparators 41, 42, 43, 44, three inputs of the third element OR- NOT 47 are connected, respectively, with the outputs of the first three comparators 41, 42 and 43, two inputs of the second element OR-NOT 46 are connected to the outputs of the first two comparators 41 and 42, and the input of the first element OR-NOT 45 is connected to the output of the first comparator 41, ten elements And 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, the first 49, the second 50, the ninth 57 and ten 58th of which have two inputs, and the third 51, fourth 52, fifth 53, sixth 54, seventh 55 and eighth 56 of which have three inputs, the direct output of the voltage polarity determiner 40 is connected to the corresponding inputs of the first 49, third 51, fifth 53, seventh 55 and ninth 57 elements And, and the inverse output of this determinant 40 is connected to the corresponding inputs of the second 50, fourth 52, sixth 54, eighth 56 and tenth 58 elements And, the second inputs of the first 49 and second 50 elements And are connected to the output the first comparator 41, the second inputs of the ninth 57 and d a total of 58 AND elements are connected to the output of the fourth OR-NOT 48 element, the second inputs of the third 51 and fourth 52 AND elements are connected to the output of the first OR-NOT 45 element, and third inputs of the third 51 and fourth 52 AND elements are connected to the output of the second comparator 46, the second inputs of the fifth 53 and sixth 54 elements AND are connected to the output of the second element OR NOT 46, and the third inputs of the fifth 53 and sixth 54 elements And are connected to the output of the third comparator 43, the second inputs of the seventh 55 and eighth 56 elements AND are connected to the output of the third element OR NOT 47, but t the entrances of the seventh 55 and eighth 56 elements AND are connected to the output of the fourth comparator 44, the outputs of each of the ten elements And 49 to 58 are connected to the first inputs of the 23 controllers of ten pulses 59, 60, 61, 62, 63, 64 , 65, 66, 67, 68, the second inputs of which are interconnected and form the second input 25 of the control unit 23, while each of the ten pulse shapers from 59 to 68 has two outputs, the first outputs of the first 59, third 61 and fifth 63 pulse shapers are combined and form the first output of the unit block 23, the first outputs of the second 60, fourth 62 and sixth 64 pulse shapers are combined and form the second output of the control unit 23, the third output of which forms the first output of the tenth 68 pulse shaper, the fourth output of the control unit 23 forms the first output of the ninth 67 pulse shaper, fifth output the control unit 23 is formed by the second output of the sixth 64 pulse shaper combined with the first output of the eighth 66 pulse shaper, the sixth output of the control unit 23 is formed by the second output of the fifth 63 pulse shaper combined with the first output of the seventh 65 pulse shaper, the seventh output of the control unit 23 is formed by the combined second outputs of the eighth 66 and tenth 68 of the pulse shapers, the eighth output of the control unit 23 is formed by the combined second outputs of the seventh 65 and ninth 67 pulse shapers, ninth, tenth, the eleventh and twelfth outputs of the control unit 23 are formed by the second outputs of the first 59, second 60, third 61 and fourth 62 pulse shapers, respectively.

На фиг.3 раскрыта схема блока 39 источника напряжений смещения в виде делителя напряжения с равными ступенями деления, равными амплитуде Um генератора линейно изменяющегося напряжения. Делитель напряжения выполнен из пяти последовательно соединенных резисторов 69, 70, 71, 72, 73, подключенных к выходу блока питания 27.Figure 3 discloses a block diagram of a bias voltage source unit 39 in the form of a voltage divider with equal dividing steps equal to the amplitude Um of the ramp generator. The voltage divider is made of five series-connected resistors 69, 70, 71, 72, 73 connected to the output of the power supply 27.

На фиг.4 представлена схема одного из вариантов типового выполнения десяти формирователей импульсов 59-68. Два последовательно соединенных элемента И-НЕ 74 и 75, охваченные интегрирующей обратной связью 76, выходом подключены к базе транзистора 77, с коллектором которого через импульсный трансформатор 78 осуществляется связь с управляющим электродом соответствующего тиристора Т1-Т12.Figure 4 presents a diagram of one of the variants of a typical implementation of ten pulse shapers 59-68. Two serially connected AND-NOT elements 74 and 75, covered by an integrating feedback 76, are connected to the base of the transistor 77, the collector of which is connected via a pulse transformer 78 to the control electrode of the corresponding thyristor T1-T12.

Работа стабилизатора переменного напряжения происходит следующим образом. На фиг.5 представлен процесс стабилизации напряжения на нагрузке при скачкообразном увеличении напряжения на выходе источника питания. До момента t1 напряжение питания соответствует заданному значению. На этом интервале в каждом полупериоде напряжения включаются тиристоры Т1, Т6 и Т2, Т5, соответственно. Секции обмотки 2 трансформатора 1 оказываются закороченными, на обмотках 3, 17 и 18 напряжение равно нулю и напряжение на выходе Uн равно входному напряжению Uвх. В момент t1 происходит увеличение напряжения Uвх. Вычислитель значения напряжения на нагрузке за полупериод, соответствующий моменту t1, увеличивает выходной сигнал, что приводит к уменьшению сигнала Uу на выходе усилителя 36 (фиг.2). Поэтому согласно диаграмме на фиг.5, на следующем отрицательном полупериоде произойдет включение тиристоров Т5 и Т7, что приведет к работе обмотки 3 трансформатора 1 в режиме вольтовычитания, снижая напряжение на выходе ниже уровня стабильного напряжения. Это показано пунктирной кривой Uн на фиг.5. В момент t2 включаются тиристоры Т2 и Т5, закорачивая обмотки 17 и 18 трансформатора 1, в результате чего напряжение на нагрузке повышается выше стабильного уровня. При этом среднее за полупериод выходное напряжение, т.е. напряжение на нагрузке, остается стабильным.The operation of the AC voltage stabilizer is as follows. Figure 5 presents the process of stabilizing the voltage at the load with an abrupt increase in voltage at the output of the power source. Until t1, the supply voltage corresponds to the set value. On this interval, in each half-cycle of the voltage, thyristors T1, T6 and T2, T5, respectively, are switched on. The sections of winding 2 of transformer 1 are shorted, at windings 3, 17 and 18, the voltage is zero and the voltage at the output Uн is equal to the input voltage Uin. At time t1, an increase in voltage Uin occurs. The calculator of the voltage at the load for the half-cycle corresponding to time t1 increases the output signal, which leads to a decrease in the signal Uу at the output of the amplifier 36 (Fig. 2). Therefore, according to the diagram in FIG. 5, at the next negative half-cycle, the thyristors T5 and T7 will turn on, which will lead to the operation of the winding 3 of the transformer 1 in the voltage mode, reducing the output voltage below the stable voltage level. This is shown by the dashed curve Un in FIG. At time t2, thyristors T2 and T5 are turned on, shorting the windings 17 and 18 of transformer 1, as a result of which the voltage at the load rises above a stable level. In this case, the average output voltage over a half-cycle, i.e. The voltage at the load remains stable.

На фиг.6 работа стабилизатора переменного напряжения поясняется диаграммами более подробно. От источника электроэнергии, напряжение на выходе которого необходимо стабилизировать для питания нагрузки, критичной к показателям качества этого напряжения Uвх - верхняя кривая, через клеммы 13 и 16 поступает на вход заявляемого стабилизатора переменного напряжения, к выходу которого через клеммы 14 и 15 подключена нагрузка на напряжение Uвых, которое является напряжением нагрузки Uн - нижняя кривая. После того, как взведен двухполюсный автоматический выключатель QF 32, обе секции 17 и 18 первичной обмотки 2 трансформатора 1 оказываются подключены через мостовой коммутатор 4 и основной полюс автоматического выключателя 32 к клемме нагрузки 15, а через вспомогательный полюс автоматического выключателя 32 запитывается от блока питания 27 катушка магнитного контактора 29, размыкающий контакт 30 которого размыкается, а замыкающий контакт 31 замыкается. В результате этой коммутации вторая секция 18 первичной обмотки 2 оказывается разблокированной и тем самым готовой к работе, а через контакт 31 подается напряжение питания на второй вход 25 блока управления 23. Напряжение на нагрузке контролируется датчиком 26 и подается на первый вход 24 блока управления 23, внутри которого это напряжение поступает одновременно на входы нуль-органа 35, вычислителя 37, в зависимости от решаемой задачи, среднего за полупериод действующего или амплитудногого значения напряжения и определителя 40 полярности напряжения нагрузки. Сигналы с выходов определителя 40 полярности напряжения обеспечивают формирование импульсов управления тиристорами только в течение одного полупериода, что исключает возможность короткого замыкания через одновременно включенные тиристоры. Нуль-орган 35 формирует в моменты перехода напряжения нагрузки через нуль показанные на второй сверху диаграмме узкие одиночные импульсы, поступающие на вход генератора линейно изменяющегося напряжения 34, показанного на третьей сверху диаграмме ГЛН. С прямого и инверсного выходов определителя 40 полярности напряжения поступают прямоугольные положительные и инверсные им импульсы, показанные на четвертой и пятой сверху диаграммах, соответственно. На четырех выходах источника 39 образуются напряжения смещения U1, U2, U3, U4, кратные амплитуде Uглн.m выходного напряжения блока 34, причем кратность равна номеру ступени регулирования выходного напряжения в порядке возрастания, в работе которой участвует соответствующий компаратор с 41 по 44, на первые входы которого поступает линейно изменяющееся напряжение с выхода блока 34.In Fig.6, the operation of the AC voltage stabilizer is illustrated by diagrams in more detail. From the source of electricity, the voltage at the output of which must be stabilized to supply a load critical to the quality indicators of this voltage Uin - the upper curve, through terminals 13 and 16, is fed to the input of the inventive AC voltage stabilizer, to the output of which a voltage load is connected through terminals 14 and 15 Uout, which is the load voltage Un - the lower curve. After the QF 32 bipolar circuit breaker is cocked, both sections 17 and 18 of the primary winding 2 of the transformer 1 are connected through the bridge switch 4 and the main pole of the circuit breaker 32 to the load terminal 15, and through the auxiliary pole of the circuit breaker 32 is fed from the power supply 27 the coil of the magnetic contactor 29, the opening contact 30 of which is opened, and the making contact 31 is closed. As a result of this switching, the second section 18 of the primary winding 2 is unlocked and thereby ready for operation, and through the contact 31, the supply voltage is supplied to the second input 25 of the control unit 23. The voltage on the load is controlled by the sensor 26 and supplied to the first input 24 of the control unit 23, inside of which this voltage is supplied simultaneously to the inputs of the null-organ 35, calculator 37, depending on the problem being solved, the average over the half-period of the current or amplitude voltage value and the polarity determiner 40 is ia load. The signals from the outputs of the voltage polarity determiner 40 provide the formation of thyristor control pulses only for one half-cycle, which eliminates the possibility of a short circuit through simultaneously connected thyristors. The zero-organ 35 generates at the moments of the load voltage transition through zero the narrow single pulses shown in the second diagram above, which are fed to the input of the ramp generator 34, shown in the third GLN diagram from above. From the direct and inverse outputs of the voltage polarity determiner 40, rectangular positive and inverse pulses are received, shown in the fourth and fifth diagrams above, respectively. At the four outputs of the source 39, bias voltages U1, U2, U3, U4 are formed, which are multiples of the amplitude Ugl.m of the output voltage of the block 34, and the multiplicity is equal to the number of the output voltage control step in ascending order, in which the corresponding comparator 41 to 44 participates, the first inputs of which a linearly varying voltage is supplied from the output of block 34.

U1=4Uглн.m; U2=3Uглн.m; U3=2Uглн.m; U4=Uглн.m,U1 = 4Ugl.m; U2 = 3Ugl.m; U3 = 2Ugl.m; U4 = Ugl.m,

где Uглн.m - максимальное значение пилообразного напряжения на выходе блока 34, показанного на фиг.6 третьей сверху диаграммой, обозначенной ГЛН.where Ugl.m is the maximum value of the sawtooth voltage at the output of block 34, shown in Fig.6 third third diagram above, indicated by GLN.

Сигнал рассогласования между величиной среднего за полупериод напряжения нагрузки, подаваемого с выхода вычислителя среднего напряжения 37, и величиной опорного напряжения Uo, подаваемого с выхода источника опорного напряжения 38, поступает с выхода операционного усилится 36 в качестве напряжения управления Uу, поступает на вторые входы четырех компараторов с 41 по 44, на третьи входы которых с выхода источника 39 поступают напряжения смещения U1, U2, U3, U4, соответственно, что показано на шестой сверху диаграмме. В следствие этого на выходах компараторов с 41 по 44 формируются напряжения, показанные, соответственно, на седьмой, восьмой, девятой и десятой сверху диаграммах. Напряжения с выхода четырех компараторов с 41 по 44 и с выходов определителя 40 полярности напряжения нагрузки на четырех логических элементах ИЛИ-НЕ с 45 по 48 и десяти логических элементах И с 49 по 58 реализуют следующие логические функции:The mismatch signal between the value of the half-period average load voltage supplied from the output of the medium voltage calculator 37 and the value of the reference voltage Uo supplied from the output of the reference voltage source 38 is supplied from the output of the operational amplifier 36 as the control voltage Uу, and is supplied to the second inputs of the four comparators 41 to 44, the third inputs of which from the output of the source 39 receive bias voltages U1, U2, U3, U4, respectively, as shown in the sixth diagram above. As a result of this, voltages are generated at the outputs of the comparators 41 through 44, shown, respectively, in the seventh, eighth, ninth and tenth diagrams above. The voltages from the output of the four comparators 41 to 44 and from the outputs of the determinant 40 of the polarity of the load voltage on the four logical elements OR-NOT from 45 to 48 and ten logical elements And from 49 to 58 implement the following logical functions:

где П - логический сигнал с выхода определителя полярности напряжения,where P is a logical signal from the output of the voltage polarity determinant,

К1-К4 - сигналы с выходов соответствующих компараторов,K1-K4 - signals from the outputs of the respective comparators,

У1-У10 - сигналы на выходах соответствующих логических элементов И, являющиеся логическими сигналами на управляющих входах соответствующих десяти формирователей импульсов с 59 по 68, для управления проводимостью парами тиристоров внутри каждого полупериода напряжения питания нагрузки, подключенной между клеммами 14 и 15.U1-U10 - signals at the outputs of the corresponding logical elements And, which are logical signals at the control inputs of the respective ten pulse shapers from 59 to 68, to control the conductivity of the pairs of thyristors inside each half-cycle of the load supply voltage connected between terminals 14 and 15.

Импульсы управления формируются только для тех тиристоров, которые участвуют в работе данной ступени регулирования, при этом в зависимости от уровня сигнала с выхода операционного усилителя 36 фаза переключения секций 17 или 18 первичной обмотки 2 трансформатора 1 изменяется так, чтобы значение напряжения нагрузки оставалось в заданных пределах отклонения от опорного напряжения и не приводило к недопустимым возмущающим факторам.Control pulses are generated only for those thyristors that participate in the operation of this control stage, and depending on the signal level from the output of the operational amplifier 36, the switching phase of sections 17 or 18 of the primary winding 2 of transformer 1 changes so that the load voltage value remains within the specified limits deviations from the reference voltage did not lead to unacceptable disturbing factors.

Это позволяет упростить схему управления и повысить быстродействие процесса стабилизации, т.к. как это следует из двенадцатой диаграммы Uн (фиг.2), переключение секций можно осуществлять не только в моменты прохождения тока нагрузки через нуль, но и внутри каждого полупериода напряжения питания.This allows us to simplify the control circuit and increase the speed of the stabilization process, because as follows from the twelfth diagram of Un (figure 2), the switching of sections can be carried out not only at the moments of passage of the load current through zero, but also inside each half-cycle of the supply voltage.

При внутренних отказах, например пробое одного из двенадцати тиристоров, приводящих к внутренним коротким замыканиям, происходит срабатывание автоматического выключателя QF 32, главный его полюс отключает другой вывод 6 мостового коммутатора 4, и первичную обмотку 2 трансформатора 1, а второй его полюс - вспомогательный выключает питание обмотки контактора 29 - контакт 31 размыкается, прекращая подачу напряжения питания сразу на все десять формирователей импульсов. Одновременно контакт 30 замыкает секции 17 и 18 первичной обмотки 2 трансформатора 1, что эквивалентно подключению нагрузки на вход источника питания через индуктивность вторичной обмотки 3 трансформатора 1. При этом режим стабилизации отсутствует, но нагрузка не обесточивается, что временно повышает надежность электроснабжения потребителей. Токоограничивающий реактор или дроссель 28 служит для ограничения токов внутреннего короткого замыкания, а для ограничения возможных перенапряжений параллельно первичной обмотке 2 трансформатора 1 присоединен ограничитель перенапряжений 33, например варистор. Токи, протекающие по первичной обмотке 2 трансформатора 1 и соответствующим тиристорам, в несколько раз меньше тока нагрузки и определяются коэффициентом трансформации трансформатора 1, который, в свою очередь, определяется относительной величиной отклонения входного напряжения от заданного или номинального значения, например при отклонениях входного напряжения в пределах ±20% ток в первичной обмотке составляет также около 20% от тока нагрузки. Это позволит сократить установленную мощность трансформатора 1 и тиристоров мостового коммутатора 4, вследствие чего можно ожидать сокращения массогабаритных и стоимостных показателей заявляемого стабилизатора переменного напряжения.In case of internal failures, for example, breakdown of one of the twelve thyristors leading to internal short circuits, the QF 32 circuit breaker trips, its main pole disconnects the other terminal 6 of the bridge switch 4, and the primary winding 2 of the transformer 1, and its second pole - auxiliary switches off the power contactor windings 29 - contact 31 opens, cutting off the supply voltage to all ten pulse shapers at once. At the same time, contact 30 closes sections 17 and 18 of the primary winding 2 of transformer 1, which is equivalent to connecting the load to the input of the power source through the inductance of the secondary winding 3 of transformer 1. In this case, the stabilization mode is absent, but the load is not de-energized, which temporarily increases the reliability of power supply to consumers. The current-limiting reactor or inductor 28 serves to limit internal short circuit currents, and to limit possible overvoltages parallel to the primary winding 2 of transformer 1 is attached an overvoltage limiter 33, for example a varistor. The currents flowing along the primary winding 2 of the transformer 1 and the corresponding thyristors are several times less than the load current and are determined by the transformation coefficient of the transformer 1, which, in turn, is determined by the relative deviation of the input voltage from the set or nominal value, for example, when the input voltage deviates from within ± 20%, the current in the primary winding is also about 20% of the load current. This will reduce the installed power of the transformer 1 and thyristors of the bridge switch 4, as a result of which we can expect a reduction in the overall dimensions and cost indicators of the inventive AC voltage stabilizer.

Claims

1. An AC voltage stabilizer comprising a transformer with primary and secondary windings, a bridge switch comprising two parallel branches connected by extreme leads to nodes, each of which contains two controlled key elements connected in series, and the points of these connections have conclusions connected to corresponding terminals the transformer primary winding, the output of one node of the bridge switch is connected to one terminal of the power source and to one load terminal, and between one of the load terminals and one of the terminals of the power source includes a secondary winding of the transformer, characterized in that the primary winding of the transformer is made of two series-connected sections, the bridge switch is equipped with a third parallel branch containing two controlled key elements connected in series, the connection point of which is connected to the common point of the primary winding sections transformer, controlled key elements are made in the form of pairs of counter-parallel connected thyristors, the control terminals of which are image the comfort of the twelve control inputs of the bridge switch, which are connected to the corresponding twelve outputs of the introduced control unit, equipped with two inputs, the first of which is connected to the output of the input load voltage sensor, the introduced inductance is switched on between the output of one node of the bridge switch and the second common terminals of the power supply and load, in addition, a contactor with opening and closing contacts, a bipolar switch and an overvoltage limiter, an included parallel the primary winding of the transformer, the first and second sections of which are shorted by the opening contact of the contactor, through the closing contact of which the connection between the output of the inserted power supply and the second input of the control unit is made, the coil of the contactor is powered from the power supply through one contact of a two-pole switch, and through the other its contact is made the connection between the second node of the bridge switch and the terminal connection terminal of the secondary winding of the transformer and the load.

2. The AC voltage stabilizer according to claim 1, the control unit of which has first and second inputs and twelve outputs, comprises a ramp generator with a zero-organ at the input, an operational amplifier with one output and two inputs, one of which is connected to the output of the calculator the half-period average voltage value, and its other input is connected to the output of the reference voltage source, a bias voltage source having four outputs, a voltage polarity determiner having two outputs - direct and inverse - and one input, combined with the inputs of the zero-organ and the calculator of the half-period average voltage value, forming the first input of this control unit, which, in addition, contains the first, second, third and fourth comparators, each of which has one output and one three inputs, the first of which are connected to the output of the ramp generator, the second of which are connected to the output of the operational amplifier, and the third of which are connected to the corresponding outputs of the bias voltage source, four elements OR NOT, the first of which has one input, the second of which has two inputs, the third of which has three inputs, and the fourth has four inputs connected to the outputs of four comparators, the three inputs of the third element OR NOT connected to the outputs of the first three comparators, two inputs of the second element OR NOT connected to the outputs of the first two comparators, and the input of the first element OR NOT connected to the output of the first comparator, ten elements AND, the first, second, ninth and tenth of which have two inputs, and the third, fourth, fifth, sixth, gray mine and the eighth of which have three inputs, the direct output of the voltage polarity determiner is connected to the corresponding inputs of the first, third, fifth, seventh and ninth elements And the inverse output of this voltage polarity determiner is connected to the corresponding inputs of the second, fourth, sixth, eighth and of the tenth element AND, the second inputs of the first and second elements of AND are connected to the output of the first comparator, the second inputs of the ninth and tenth elements of And are connected to the output of the fourth element OR NOT, the second inputs are its and the fourth elements AND are connected to the output of the first OR-NOT element, and the third inputs of the third and fourth elements AND are connected to the output of the second comparator, the second inputs of the fifth and sixth elements And are connected to the output of the second OR-NOT element, and the third inputs of the fifth and sixth And elements are connected to the output of the third comparator, the second inputs of the seventh and eighth elements And are connected to the output of the third OR NOT element, and the third inputs of the seventh and eighth elements And are connected to the output of the fourth comparator, the outputs of each of ten And elements are connected to the first inputs of ten pulse shapers introduced into this control unit, the second inputs of which are interconnected and form the second input of the control unit, each of ten pulse shapers has two outputs, the first outputs of the first, third and fifth pulse shapers are combined and form the first output of the control unit, the first outputs of the second, fourth and sixth pulse shapers are combined and form the second output of the control unit, the third output of which forms the first output of the tenth pulse shaper, the fourth output of the control unit forms the first output of the ninth pulse shaper, the fifth output of the control block is formed by the second output of the sixth pulse shaper combined with the first output of the eighth pulse shaper, the sixth output of the control block is formed by the second output of the fifth pulse shaper combined with the first the output of the seventh pulse shaper, the seventh output of the control unit is formed by the combined second outputs of the eighth and tenth form pulse changers, the eighth output of the control unit is formed by the combined second outputs of the seventh and ninth pulse shapers, the ninth, tenth, eleventh and twelfth outputs of the control unit are formed by the second outputs of the first, second, third and fourth pulse shapers, respectively.