СТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2320068 (13) C1

(51) МПК
H02M 5/12 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006128646/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.08.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.08.07 
(45) Опубликовано: 2008.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1231491 A1, 15.05.1986. SU 1332481 A1, 23.08.1987. GB 2073919 A, 21.10.1981. 
(72) Автор(ы): Альтшулер Михаил Альфредович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество ОАО "Орбита" (RU) 
Адрес для переписки: 430904, Республика Мордовия, г.Саранск, п/о Ялга, ОАО "Орбита" 

(54) СТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам регулирования переменного напряжения, причем таким, у которых величина выходного напряжения значительно - в 1,5 раза и более - отличается от входного. Регулятор предназначен для поддержания выходного напряжения в заданных, обычно небольших, пределах (к примеру, ±1%) при изменении входного напряжения в более широких пределах (±10%). Техническим результатом является упрощение регулятора, уменьшение его массы, габаритов и стоимости, расширение области применения. Сущность изобретения заключается в том, что в ступенчатом регуляторе переменного напряжения, содержащем входные и выходные выводы, основной понижающий или повышающий трансформатор или автотрансформатор, переключатель отпаек первичной обмотки этого трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого одним выводом соединена с переключателем отпаек, а вторичная - с первым входным выводом, причем у основного трансформатора один из выводов первичной обмотки соединен со вторым входным выводом, переключатель отпаек осуществляет подключение первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора, вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена между первым входным выводом и первичной обмоткой основного трансформатора, второй вывод первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора также соединен с переключателем отпаек, алгоритм коммутации которого содержит подключение первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора как в фазе, так и в противофазе со входным напряжением, а также замыкание ее накоротко. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике, к устройствам регулирования переменного напряжения, причем таким, у которых величина выходного напряжения значительно - в 1,5 раза и более - отличается от входного. Регулятор предназначен для поддержания выходного напряжения в заданных, обычно небольших, пределах (к примеру, ±1%) при изменении входного напряжения в более широких пределах (±10%).

Выходное напряжение, значительно отличающееся от входного, получают с помощью понижающего (или повышающего) трансформатора. В некоторых случаях, при различии входного и выходного напряжений не более чем в 2...3 раза и отсутствии требования гальванической развязки между этими напряжениями, возможно применение автотрансформатора.

В известных устройствах подобного рода для регулирования выходного напряжения одна из обмоток указанного трансформатора выполняется с переключаемыми отпайками. Недостатки такого решения - значительная величина тока через контакты переключателя отпаек и увеличение установленной мощности обмотки трансформатора, содержащей отпайки.

Для уменьшения тока через переключатель отпаек было предложено использовать вольтодобавочный трансформатор [1]. Устройство содержит входные выводы, основной трансформатор с переключателем отпаек его первичной обмотки, вольтодобавочный трансформатор и выходные выводы. Для гальванической развязки и получения выходного напряжения, значительно отличающегося от входного, основной трансформатор имеет вторичную обмотку, подключенную через вторичную обмотку трансформатора к выходным выводам. Ток через переключатель отпаек уменьшен на порядок путем применения вольтодобавочного трансформатора.

Описанное устройство послужило прототипом предлагаемого изобретения.

Недостатки прототипа:

повышенная установленная мощность основного трансформатора вследствие подключения его входа к точке 1 с нерегулируемым напряжением (число витков приходится рассчитывать на максимальное входное напряжение),

увеличенное вдвое количество отпаек и также вдвое большая установленная мощность вольтодобавочного трансформатора из-за того, что он работает только в одном из двух возможных режимов - добавления напряжения или его уменьшения.

Техническим результатом является упрощение регулятора и устранение вышеуказанных недостатков.

Сущность изобретения заключается в том, что в ступенчатом регуляторе переменного напряжения, содержащем входные и выходные выводы, основной понижающий или повышающий трансформатор или автотрансформатор, переключатель отпаек первичной обмотки этого трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого одним выводом соединена с переключателем отпаек, а вторичная - с первым входным выводом, причем у основного трансформатора один из выводов первичной обмотки соединен со вторым входным выводом, переключатель отпаек осуществляет подключение первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора, вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена между первым входным выводом и первичной обмоткой основного трансформатора, второй вывод первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора также соединен с переключателем отпаек, алгоритм коммутации которого содержит подключение первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора как в фазе, так и в противофазе со входным напряжением, а также замыкание ее накоротко.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого регулятора напряжения, на фиг.2 - вариант с автотрансформаторным подключением нагрузки.

Ступенчатый регулятор переменного напряжения содержит входные выводы 1 и 2, основной понижающий или повышающий трансформатор или автотрансформатор 3, переключатель 4 отпаек первичной обмотки этого трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка 5 которого обоими выводами соединена с переключателем отпаек 4, а вторичная 6 включена между входным выводом 1 и первичной обмоткой основного трансформатора 3. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 3 соединен со входным выводом 2. Выходные выводы 7 и 8 подключены ко вторичной обмотке основного трансформатора 3. Переключатель отпаек 4 позволяет подключать первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора, причем как в фазе, так и в противофазе со входным напряжением, а также замыкать ее накоротко. Так что при вращении движка переключателя выходное напряжение изменяется последовательными ступенями от максимума до минимума.

В варианте с автотрансформаторным подключением нагрузки (фиг.2) выходной вывод 7 подключен к единственной обмотке трансформатора 3, а выходной вывод 8 - к выводу 2.

Принцип действия регулятора проясняется в предположении неизменности выходного напряжения на первичной, а следовательно, и на вторичной обмотке трансформатора 3. Неизменность поддерживается оперированием ручкой переключателя 4.

Пусть на первичной обмотке всегда 220 В. В верхнем по схеме положении переключателя эти 220 В приложены к первичной обмотке 5 вольтодобавочного трансформатора с коэффициентом трансформации, для примера, kтр=10. Напряжение от вторичной обмотки 6 совпадает по фазе со входным напряжением и суммируется с ним; значит, в верхнем положении переключателя входное напряжение составляет 220-220/kтр =220 В-10%=198 В. При перемещении движка переключателя вниз, по схеме, напряжение, прикладываемое к первичной обмотке 5, уменьшается с шагом 20% от 220 В (выведены 4 отпайки через одинаковое число витков), что соответствует увеличению напряжения сети с шагом 2%, вплоть до среднего положения, в котором обмотка 5 замкнута накоротко, а напряжение на обмотке 3 (если пренебречь сопротивлением обмоток 5 и 6) равно входному напряжению, которое, таким образом, составляет ровно 220 В.

При дальнейшем вращении ручки переключателя вниз, по схеме, напряжение от вольтодобавочного трансформатора меняет фазу на 180°, т.е. уже не складывается со входным напряжением, а вычитается из него, и крайнее нижнее положение соответствует максимальному входному напряжению, 220+220/k тр=220 В+10%=242 В. Таким образом, в данном примере можно удерживать выходное напряжение в пределах ±1% при изменении входного в диапазоне ±10%.

Применение предложенного регулятора, т.е. подключение первичной обмотки основного трансформатора не прямо ко входному выводу, а после вольтодобавочного трансформатора, и переключение фазы напряжения позволит уменьшить габариты, массу и стоимость устройства на 10...15%. Кроме того, в ряде случаев регулятор с включением вольтодобавочного трансформатора в цепь вторичной обмотки - вовсе неприменим, например, когда нужно сделать несколько вторичных обмоток или одну с отпайками на разные напряжения, или же ток обмотки превышает 100 А, тогда как ток первичной обмотки намного меньше.

Источник информации

1. Разаренов Ю.Г., Романов В.В. и др. Устройство для ступенчатого регулирования переменного напряжения. - Патент РФ №2188496, кл. Н02М 5/12. - Опубл. 27.08.2002.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Ступенчатый регулятор переменного напряжения, содержащий входные и выходные выводы, основной понижающий или повышающий трансформатор или автотрансформатор, переключатель отпаек первичной обмотки этого трансформатора и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого одним выводом соединена с переключателем отпаек, а вторичная с первым входным выводом, причем у основного трансформатора один из выводов первичной обмотки соединен со вторым входным выводом, переключатель отпаек осуществляет подключение первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора, отличающийся тем, что вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена между первым входным выводом и первичной обмоткой основного трансформатора, второй вывод первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора также соединен с переключателем отпаек, алгоритм коммутации которого содержит подключение первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора на всю и на отдельные части первичной обмотки основного трансформатора как в фазе, так и в противофазе с входным напряжением, а также замыкание ее накоротко.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru