СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОТВЕТВЛЕНИЙ ОБМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОТВЕТВЛЕНИЙ ОБМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2133977 (13) C1

(51) 6 G05F1/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 96116577/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.08.12 
(45) Опубликовано: 1999.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, 1003039, A, 07.03.83. FR, 2163916 A, 31.08.73. SU, 1501009, 15.08.89. 
(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" 
(72) Автор(ы): Зборовский И.А.; Катунин В.М. 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" 
Адрес для переписки: 620017, Екатеринбург, ул.Фронтовых бригад 22, ОАО "Уралэлектротяжмаш", Патентное бюро 

(54) СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОТВЕТВЛЕНИЙ ОБМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения при нагрузке силовых и преобразовательных трансформаторов. Изобретение решает задачу повышения надежности работы трансформатора с тиристорным переключающим устройством, содержащим два тиристорных ключа, подключенных к ответвлениям обмотки трансформатора, и систему управления. Последняя содержит датчик напряжения, четыре блока синхронизации, состоящие из генератора пилообразного напряжения и нуль-органа, и по числу ключей блоки задания и формирователи импульсов, один из которых на "включение", а другой на "отключение" управления ключами, логические элементы 2И-НЕ и 3И-НЕ, RS-триггеры, каждый из которых состоит из двух логических элементов 2И-НЕ, формирователи команд "Выше" и "Ниже", согласующие блоки, подключенные к цепям управления ключами. Согласно способу переключения ответвлений, при котором отключают и включают тиристорные ключи в заданные моменты времени, опережающие переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение, причем включение осуществляют с опережением на время , в каждом полупериоде указанного напряжения формируют опорные напряжения, например, пилообразной формы, сравнивают его с первым напряжением задания и в момент равенства указанных напряжений формируют первые импульсы синхронизации, по переднему фронту которых формируют импульсы "отключение" длительностью, например, = 1-2 эл.град., сформированное опорное напряжение сравнивают с вторым напряжением задания и в момент равенства указанных напряжений формируют вторые импульсы синхронизации, по переднему фронту которых формируют импульсы "включение" длительностью , значение первого напряжения задания выбирают таким, что импульсы "отключение" находятся в интервале времени между моментом перехода через нулевое значение тока тиристорного ключа, выходящего из работы, и моментом, опережающим переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время = +, где - интервал коммутации тиристорных ключей при регулировании на повышение напряжения; - интервал времени выключения тиристора, а значение второго напряжения задания выбирают таким, что импульсы "включение" опережают переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время . 2 с. п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах регулирования напряжения силовых и преобразовательных трансформаторов под нагрузкой с помощью тиристоров.

Известен способ переключения ответвлений обмотки трансформатора (патент Франции N 2163916, Мкл H 02 P 13/00, 1973), заключающийся в поочередном включении последующего и отключении предыдущего ключей, обеспечивая протекание тока через эти ключи и соответствующие ответвления обмотки трансформатора в моменты времени, зависящие от фазового сдвига синусоидального тока относительно напряжения.

Недостатком данного способа является неустойчивая коммутация тиристорных ключей в случае малого угла сдвига между напряжением и током нагрузки, например, при активно-индуктивной нагрузке, что снижает его надежность.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному результату являются способ переключения ответвлений обмотки трансформатора и устройство для его осуществления (авт. св. СССР N 1003039, Мкл3 G 05 F 1/20, 1983 г.). Согласно способу отключают и включают тиристорные ключи в заданные моменты времени, опережающие переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение, причем включение осуществляют с опережением на время , а устройство для переключения ответвлений обмотки трансформатора содержит первые трехвходовой и двухвходовой логические элементы, вторые входы которых являются цепями команд "Выше" и "Ниже", а выходы подключены к соответствующим входам первого триггера, неинвертирующий выход которого предназначен для подключения к управляющему входу первого блока согласования с выходами, подключаемыми к цепям управления тиристоров первого ключа, датчик напряжения с первым выходом, вход которого подключен к выводам источника питания.

Недостатком данных способа и устройства является то, что после завершения коммутации тиристорных ключей отпирается ключ, вышедший из работы в результате коммутации, что приводит к значительным недопустимым броскам тока в тиристорах и ступени регулировочной обмотки трансформатора.

Положительным результатом изобретения и в части способа и в части устройства является повышение надежности путем исключения бросков тока в тиристорах и ступени регулировочной обмотки трансформатора. Он достигается за счет того, что в способе переключения ответвлений обмотки трансформатора, при котором отключают и включают тиристорные ключи в заданные моменты времени, опережающие переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение, причем включение осуществляют с опережением на время , в каждом полупериоде указанного напряжения формируют опорное напряжение, например, пилообразной формы, сравнивают его с первым напряжением задания и в момент равенства указанных напряжений формируют первые импульсы синхронизации, по переднему фронту которых формируют импульсы "на отключение" длительностью, например, = 1-2 эл. град, сформированное опорное напряжение сравнивают со вторым напряжением задания и в момент равенства указанных напряжений формируют вторые импульсы синхронизации, по переднему фронту которых формируют импульсы "включение" длительностью , значение первого напряжения задания выбирают таким, что импульсы "отключение" находятся в интервале времени между моментом перехода через нулевое значение тока тиристорного ключа, выходящего из работы, и моментом, опережающим переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время = +, где - интервал коммутации тиристорных ключей при регулировании на повышение напряжения, - интервал времени выключения тиристора, а значение второго напряжения задания выбирают таким, что импульсы "включение" опережают переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время , формируют сигнал "переключение" и при его совпадении с импульсом "отключение" формируют сигнал на отключение тиристорного ключа, выходящего из работы, а также сигнал "разрешение", при совпадении которого с сигналом "переключение" и импульсом "на включение" формируют сигнал на включение вступающего в работу тиристорного ключа.

Положительный результат достигается также тем, что в устройство для переключения ответвлений обмотки трансформатора, содержащее первые трехвходовой и двухвходовой логические элементы, вторые входы которых подключены к цепям управления соответственно "Ниже", "Выше", а выходы подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, неинвертирующий выход которого предназначен для подключения к управляющему входу первого блока согласования с выходными, подключаемыми к цепям управления тиристорами первого ключа, датчик напряжения с первым выходом, вход которого подключен к выводам источника питания, введены два блока задания, два аналогичных формирователя импульсов каждый с двумя входами, вторые трехвходовой и двухвходовой логические элементы, второй триггер, формирователи команд с выходными цепями управления "Выше" и "Ниже", четыре аналогичных блока синхронизации, каждый из которых содержит генератор опорного напряжения, например, пилообразной формы с двумя входами и нуль-орган, в датчик напряжения введен второй выход, при этом, например, логические элементы выполнены: трехвходовые на элементах 3И-НЕ, а двухвходовые и оба триггера по типу RS-триггера с первым R и вторым S входами на элементах 2И-НЕ, первый и второй выходы датчика напряжения подключены к первым входам генераторов опорного напряжения соответственно первого, второго и третьего, четвертого блоков синхронизации, вторые входы генераторов опорного напряжения указанных блоков синхронизации подключены к выходам соответственно первого и второго блоков задания в каждом блоке синхронизации, выход генератора опорного напряжения подключен к входу нуль-органа, выход нуль-органов первого, второго и третьего, четвертого блоков синхронизации подключены к первым и вторым входам соответственно первого и второго формирователей импульсов, выходы которых подключены к первым входам соответственно обоих элементов 3И-НЕ и обоих элементов 2И-НЕ, цепи управления "Выше" и "Ниже" формирователей команд подключены к вторым входам элементов соответственно четвертого 2И-НЕ и третьего 3И-НЕ, выходы первого и второго элементов 3И-НЕ подключены к R-входам соответственно первого и второго RS-триггеров, а S-входы указанных RS-триггеров подключены к выходам соответственно элементов первого 2И-НЕ и второго 2И-НЕ, выходы первого и второго RS-триггеров подключены к третьим входам соответственно элементов второго 3И-НЕ и первого 3И-НЕ, а выход Q второго RS-триггера предназначен для подключения к управляющему входу второго блока согласования с выходами, подключаемыми к цепям управления тиристоров второго ключа.

Сущность заявляемых способа и устройства заключается в следующем.

Работа тиристорного ключа, соединенного с ответвлением обмотки пониженного выходного напряжения, обеспечивается наличием напряжений управления на обоих тиристорах указанного ключа. Если по условиям работы нагрузки следует повысить выходное напряжение трансформатора, то сначала снимают напряжения управления с тиристоров работающего ключа, соединенного с ответвлением обмотки пониженного выходного напряжения. Момент времени, когда происходит снятие напряжений управления с тиристоров ключа, находится на интервале между нулем тока ключа, выходящего из работы, и моментом времени, опережающем нуль напряжения на ступени регулировочной обмотки на = +. Упомянутый момент зависит от параметров тиристора, трансформатора и нагрузки.

Интервал времени с момента, когда происходит снятие напряжений управления, до момента завершения коммутации ключей обеспечивает выключение тиристора ключа, соединенного с ответвлением обмотки пониженного выходного напряжения, не проводившего ток во время коммутации. Это позволяет повысить надежность.

Действительно в прототипе момент снятия напряжений управления с тиристорного ключа, соединенного с ответвлением обмотки пониженного напряжения, и момент подачи указанных напряжений на тиристорный ключ, соединенный с ответвлением обмотки повышенного выходного напряжения, практически совпадают. Это приводит к тому, что тиристор ключа, соединенного с ответвлением обмотки пониженного выходного напряжения, не проводившей ток во время коммутации ключей, из-за недостаточного времени, предоставленного схемой для его выключения, отпирается после завершения коммутации. В результате образуется короткозамкнутый контур, состоящий из отпертого тиристора ключа, соединенного с ответвлением обмотки пониженного выходного напряжения, тиристорного ключа, соединенного с ответвлением обмотки повышенного напряжения, и ступени регулировочной обмотки. При этом токи в тиристорах и ступени регулировочной обмотки достигают недопустимых значений.

Следует также отметить, что заявляемые способ и устройство обеспечивают надежное отключение тиристорного ключа, находящегося в работе, и включение тиристорного ключа, выведенного из работы, в широком диапазоне нагрузки: активной, индуктивной и активно-индуктивной.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемые способ и устройство отличаются тем, что отключение тиристорного ключа, находящегося в работе, осуществляется в интервале времени между моментом перехода через нулевое значение тока тиристорного ключа, выходящего из работы, и моментом, опережающим переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время = +, где - интервал коммутации тиристорных ключей при регулировании на повышение напряжения, - интервал времени выключения тиристора. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Поскольку указанные отличия позволяют решить задачу повышения надежности путем исключения бросков тока в тиристорах и ступени регулировочной обмотки, а при изучении других технических решений в данной области техники не выявлены признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, то это дает возможность утверждать, что заявляемые способ и устройство соответствуют критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ на примере преобразовательного трансформатора с одной ступенью регулировочной обмотки.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит преобразовательный трансформатор 1 (фиг. 1), вторичная обмотка которого подключена через выпрямитель 2 к нагрузке 3, а первичная обмотка выполнена с одной ступенью регулировочной обмотки, заключенной между ответвлениями 4 пониженного и 5 повышенного выходного напряжения, к которым подключены тиристорные ключи 6 и 7 с тиристорами 8 и 9, блоки 10 и 11 согласования, в каждом из которых выходы подключены к цепям управления тиристоров 8 и 9, датчик 12 напряжения, вход которого подключен к выводам 13 и 14 источника питания, блоки 15-18 синхронизации, каждый из которых содержит нуль-орган 19 и генератор 20 пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу нуль-органа 19. Первый и второй выходы датчика 12 напряжения подключены к первым входам генератора 20 пилообразного напряжения соответственно блоков 15, 16 и 17, 18, вторые входы указанных генераторов 20 блоков 15, 16 синхронизации подключены к выходу блока 21 задания, а вторые входы генераторов 20 блоков 17, 18 синхронизации - к выходу блока 22 задания. Выходы нуль-органов 19 блоков 15, 16 и 17, 18 подключены к первым и вторым входам соответственно формирователей 23 и 24 импульсов, выходы которых подключены соответственно формирователя 23 к первым входам элементов 3И-НЕ 25 и 26, формирователя 24 к первым входам элементов 2И-НЕ 27 и 28. Выходы формирователей 29 и 30 команд "Ниже" и "Выше" подключены к вторым входам соответственно элементов 3И-НЕ 25, 2И-НЕ и 3И-НЕ 26, 2И-НЕ 27. Выходы элементов 3И-НЕ 25 и 26 подключены к R-входам соответственно первого - элемент 2И-НЕ 31 и второго - элемент 2И-НЕ 33 RS-триггеров, а S-входы указанных RS-триггеров подключены к выходам соответственно элементов 2И-НЕ 27 и 28. Выходы Q RS-триггеров - элементы 2И-НЕ 31 и 33 подключены к управляющим входам соответственно блоков 10 и 11 согласования, а -выходы RS-триггеров - элементы 2И-НЕ 32 и 34 подключены к третьим входам соответственно элементов 3И-НЕ 26 и 25.

На фиг. 2 представлены следующие диаграммы:

а - напряжение на ступени регулировочной обмотки между ответвлениями 4 и 5 и ток первичной обмотки трансформатора;

б - напряжение с первого выхода датчика 12 напряжения, поступающее на вход блока 15 синхронизации;

в - пилообразное напряжение на выходе генератора 20 блока 15 синхронизации и напряжение на выходе блока 21 задания;

г - сигнал на выходе нуль-органа 19 блока 15 синхронизации;

д - импульсы на выходе формирователя 23 импульсов;

е - сигнал на выходе нуль-органа 19 блока 16 синхронизации;

ж - напряжение с второго выхода датчика 12 напряжения, поступающее на вход блока 18 синхронизации;

з - пилообразное напряжение на выходе генератора 20 блока 18 синхронизации и напряжение на выходе блока 22 задания;

и - сигнал на выходе нуль-органа 19 блока синхронизации 18;

к - импульсы на выходе формирователя 24 импульсов;

л - сигнал на выходе нуль-органа 19 блока 17 синхронизации;

м - сигнал на выходе формирователя 30 команды "Выше";

н - сигнал на выходе элемента 2И-НЕ 27;

о - сигнал на выходе Q первого RS-триггера - элемент 2И-НЕ 31;

п - сигнал на выходе первого RS-триггера - элемент 2И-НЕ 32;

р - сигнал на выходе элемента 3И-НЕ 26;

с - сигнал на выходе Q второго RS-триггера - элемент 2И-НЕ 33;

т - сигнал на выходе второго RS-триггера - элемент 2И-НЕ 34.

На диаграммах фиг. 2 показаны интервалы времени:

t1, t3, t6 - моменты формирования импульсов "на отключение" на выходе формирователя 24 импульсов;

t2, t5, t7 - моменты формирования импульсов "на включение" на выходе формирователя 23 импульсов;

t4 - момент подачи команды "Выше" с выхода формирователя 30 команды "Выше".

Устройство работает следующим образом.

Если на Q-выходе RS-триггера, т.е. элемента 2И-НЕ 33 (фиг. 1), сигнал логического нуля (фиг. 2с) в интервале от 0 до t7, то на выходах блока 11 согласования отсутствуют напряжения управления и ключ 7 выведен из работы. При сигнале логической единицы (фиг. 2о) в интервале от 0 до t6 на Q-выходе RS-триггера, т.е. элемента 2И-НЕ 31, с выходов блока 10 согласования подаются напряжения управления, поступающие на управляющие электроды тиристоров 8, 9, что обеспечивает работу ключа 6. При этом напряжение Uист. источника (выводы 13, 14) приложено к полному числу витков первичной обмотки трансформатора 1, а на нагрузку 3 поступает пониженное напряжение.

При положительной полуволне напряжения с первого выхода датчика 12 (фиг. 2б), которое совпадает с напряжением на ступени регулировочной обмотки (фиг. 2а) (отличается только амплитудой), в блоке 15 синхронизации на выходе генератора 20 формируется напряжение пилообразной формы (фиг. 2в), которое сравнивается с выходным напряжением U21 блока 21 задания. При этом в момент сравнения на выходе нуль-органа 19 формируются импульсы (фиг. 2г) длительностью, задаваемой напряжением блока 21 задания. В момент перехода импульса с выхода нуль-органа 19 с единичного в нулевое состояние на выходе формирователя 23 формируются импульсы "включение" длительностью = 1-2 эл.град. (фиг. 2д) в моменты t2, t7.

Аналогично происходит формирование в блоке 16 синхронизации импульсов на выходе нуль-органа 19 (фиг. 2е) и импульсов "включение" на выходе формирователя 23 (фиг. 2д) в момент t5. При этом указанные импульсы сдвинуты на 180 эл. град. по отношению к импульсам, сформированным в блоке 15 синхронизации, из-за сдвига на 180 эл.град. положительной полуволны напряжения, поступающей на вход блока 16 синхронизации с первого выхода датчика 12 напряжения.

Таким образом, моменты t2, t5, t7 (фиг. 2д) формирования импульсов формирователем 23 задаются напряжением U21 с выхода блока 21 задания и опережают моменты перехода напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время (фиг. 2а).

В блоках 17 и 18 синхронизации формирование пилообразных напряжений генератора 20 (фиг. 2з) (напряжение генератора 20 блока 17 на фиг. 2 не показано) и импульсов на выходах нуль-органов 19 (фиг. 2и, д), а также импульсов "отключение" длительностью формирователем 24 (фиг. 2к) аналогично процессу формирования в блоках 15 и 16 синхронизации и формирователе 23 импульсов. Отличие заключается в том, что на входы блоков 17 и 18 синхронизации напряжение подается с второго выхода датчика 12 напряжения и опорные напряжения сравниваются с выходным напряжением U22 блока 22 задания, а значение его выбирают таким, что импульсы "отключение" на выходе формирователя 24 формируются в моменты t1, t3, t6 (фиг. 2к) и находятся в интервалах от моментов перехода тока первичной обмотки через нулевое значение до (фиг. 2).

Импульсы на "включение" и на "отключение" (фиг. 2д, к) с выходов формирователей 23 и 24 поступают на первые входы элементов 3И-НЕ 25, 26 и 2И-НЕ 27, 28. Однако указанные импульсы не поступают на R- и S-входы RS-триггеров и не меняют их состояние, так как блокируются сигналами логического нуля с выходов формирователей 29 и 30 команд "Ниже" и "Выше", поступающими на вторые входы элементов 3И-НЕ 25, 26 и 2И-НЕ 27, 28 в интервале от 0 до t4 (фиг. 2м) (выходной сигнал на выходе формирователя 29 на фиг. 2 не показан). Элемент 3И-НЕ 26 заблокирован дополнительно сигналом логического нуля с -выхода первого RS-триггера (элемент 2И-НЕ 32).

Командой на отключение ключа 6 и включение ключа 7 является наличие сигнала логической единицы на выходе формирователя 30 команды "Выше" (фиг. 2м) в момент t4. При поступлении указанного сигнала на вход элемента 2И-НЕ 27 на его выходе в момент t6 (фиг. 2к) формируется импульс в виде сигнала логического нуля (фиг. 2н), под действием которого первый RS-триггер меняет свое состояние - на выходе элемента 2И-НЕ 31 появляется сигнал логического нуля (фиг. 2 о), а на выходе элемента 2И-НЕ 32 - логической единицы (фиг. 2п) в момент t6.

Под действием сигнала логического нуля на Q-выходе первого RS-триггера - элемент 2И-НЕ 31 с выходов блока 10 согласования снимаются напряжения управления. Однако тиристор 8 ключа 6 продолжает проводить ток до момента t7 (фиг. 2а). В это же время тиристор 9 ключа 6 восстанавливает свои запирающие свойства. Одновременно с выхода формирователя 30 команды "Выше" сигнал логической единицы поступает на вход элемента 3И-НЕ 26, а с Q-выхода первого RS-триггера - элемент 2И-НЕ 32 сигналом логической единицы снимается блокировка с элемента 3И-НЕ 26. При этом на его выходе в момент t7 (фиг. 2д, р) формируется импульс, под действием которого второй RS-триггер меняет свое состояние - на выходе элемента 2И-НЕ 33 появляется сигнал логической единицы (фиг. 2с), а на выходе элемента 2И-НЕ 34 - логического нуля (фиг. 2т).

Под действием сигнала логической единицы с выхода элемента 2И-НЕ 33 на выходах блока 11 согласования появляются напряжения управления и ключ 7 вступает в работу и с этого момента t7 начинается коммутация ключей 6 и 7, в течение которой ток проводят тиристоры 8 ключей 6 и 7. Под действием напряжения на ступени регулировочной обмотки (между ответвлениями 4 и 5) при коммутации ток тиристора 8 ключа 6 уменьшается, а ток тиристора 8 ключа 7 увеличивается. В момент времени, когда ток тиристора 8 ключа 7 достигнет значения тока первичной обмотки, ток ключа 6 равен нулю. На этом коммутация заканчивается.

Командой на переход в другое состояние - с повышенного на пониженное напряжение на нагрузке 3 является появление сигнала логической единицы с выхода формирователя 29 команды "Ниже". Под действием указанного сигнала, поступающего на входы элементов 2И-НЕ 28 и 3И-НЕ 25, происходит снятие напряжений управления с тиристоров ключа 7, находящегося в работе, в момент формирования импульсов "отключение" формирователем 24 (фиг. 2к), а включение (ввод в работу) ключа 6 - в момент формирования импульсов "включение" формирователем 23 (фиг. 2д).

Заявляемые способ и устройство обеспечивают надежное переключение ответвлений обмотки трансформатора.

Действительно, пониженное выходное напряжение обеспечивается работой ключа 6, подсоединенного к ответвлению 4. Если по условиям нагрузки следует повысить выходное напряжение, то сначала снимают напряжения управления с работающего ключа 6. Момент снятия напряжений находится между нулем тока ключа 6, выходящего из работы, и моментом времени, опережающем нуль напряжения на ступени регулировочной обмотки на .

В момент напряжение управления подается на тиристоры ключа 7 и начинается коммутация тока ключами 6 и 7. В результате коммутации ток первичной обмотки переходит на ключ 7. После завершения коммутации к тиристору 8 или 9 ключа 6 (в зависимости от того, какой из них не проводил ток во время коммутации) прикладывается прямое напряжение ступени регулировочной обмотки. Однако тиристор 8 или 9 ключа 6 не отпирается, так как интервал времени с момента снятия напряжений управлений с ключа 6 до момента завершения коммутации ключей достаточен для выключения тиристора 8 или 9 ключа 6.

В прототипе момент снятия напряжений управления с тиристорного ключа 6 и момент подачи указанных напряжений на ключ 7 совпадают. Это приводит к тому, что тиристор 8 или 9 ключа 6 (в зависимости от того, какой из них не проводит ток во время коммутации) отпирается после завершения коммутации из-за недостаточного времени, предоставленного схемой для выключения тиристора. В результате образуется короткозамкнутый контур, состоящий из тиристора 8 или 9 ключа 6, тиристорного ключа 7 и ступени регулировочной обмотки. При этом токи в тиристорах и ступени регулировочной обмотки достигают недопустимых значений.

В соответствии с заявляемыми способом и устройством, реализирующим способ, изготовлен макет, прошедший испытания. Результаты испытаний положительны. При подаче команд "Выше", "Ниже" отключение ключа, находящегося в работе, и включение ключа, выведенного из работы, осуществлялось в заданной последовательности и в заданные моменты времени. Сбоев в работе макета не наблюдалось. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ переключения ответвлений обмотки трансформатора, при котором отключают и включают тиристорные ключи в заданные моменты времени, опережающие переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение, причем включение осуществляют с опережением на время , отличающийся тем, что в каждом полупериоде указанного напряжения формируют опорное напряжение пилообразной формы, сравнивают его с первым напряжением задания и в момент равенства указанных напряжений формируют первые импульсы синхронизации, по переднему фронту которых формируют импульсы "отключение", сформированное опорное напряжение сравнивают с вторым напряжением задания и в момент равенства указанных напряжений формируют вторые импульсы синхронизации, по переднему фронту которых формируют импульсы "включение", значение первого напряжения задания выбирают таким, что импульсы "отключение" находятся в интервале времени между моментом перехода через нулевое значение тока тиристорного ключа, выходящего из работы, и моментом, опережающим переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время = +, где - интервал коммутации тиристорных ключей при регулировании на повышение напряжения, - интервал времени выключения тиристора, а значение второго напряжения задания выбирают таким, что импульсы "включение" опережают переход напряжения на ступени регулировочной обмотки через нулевое значение на время , формируют сигнал "переключение" и при его совпадении с импульсом "отключение" формируют сигнал на отключение тиристорного ключа, выходящего из работы, а также сигнал "разрешение", при совпадении которого с сигналом "переключение" и импульсом "включение" формируют сигнал на включение вступающего в работу тиристорного ключа.

2. Устройство для переключения ответвлений обмотки трансформатора, содержащее первые трехвходовой и двухвходовой логические элементы, вторые входы которых подключены к цепям управления соответственно "Ниже" и "Выше", а выходы подключены соответственно к первому и второму входам первого триггера, неинвертирующий выход которого предназначен для подключения к управляющему входу первого блока согласования с выходами, подключенными к цепям управления первого тиристорного ключа, датчик напряжения с первым выходом, вход которого подключен к выводам источника питания, отличающееся тем, что в него введены два блока задания, два аналогичных формирователя импульсов, каждый с двумя входами, вторые трехвходовой и двухвходовой логические элементы, второй триггер, формирователи команд с выходными цепями управления "Выше" и "Ниже", четыре аналогичных блока синхронизации, каждый из которых содержит генератор опорного напряжения пилообразной формы с двумя входами и нуль-орган, в датчик напряжения введен второй выход, при этом логические элементы выполнены: трехвходовые на элементах 3И-НЕ и двухвходовые на элементах 2И-НЕ, а оба триггера имеют первые и вторые входы, первый и второй выходы датчика напряжения подключены к первым входам генераторов опорного напряжения соответственно первого, второго и третьего, четвертого блоков синхронизации, вторые входы генераторов опорного напряжения соответственно первого, второго и третьего, четвертого блоков синхронизации подключены к выходам соответственно первого и второго блоков задания, в каждом блоке синхронизации выход генератора опорного напряжения подключен к входу нуль-органа, выходы нуль-органов первого, второго и третьего, четвертого блоков синхронизации подключены к первым и вторым входам соответственно первого и второго формирователей импульсов, выходы которых подключены к первым входам соответственно обоих элементов 3И-НЕ и обоих элементов 2И-НЕ, цепи управления "Ниже" и "Выше" формирователей команд подключены к вторым входам элементов соответственно четвертого 2И-НЕ и третьего 3И-НЕ, выходы первого и второго элементов 3И-НЕ подключены к первым входам соответственно первого и второго триггеров, а вторые входы указанных триггеров подключены к выходам соответственно первого и второго элементов 2И-НЕ, инвертирующие выходы первого и второго триггеров подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов 3И-НЕ, неинвертирующий выход второго триггера предназначен для подключения к управляющему входу второго блока согласования с выходами, подключаемыми к цепям управления второго тиристорного ключа.