可控硅直流变压器

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为了改善我矿采用的ZK—14型550伏直流架线式电机车的照明,我们试制成功了“可控硅直流变压器”。

图1是可控硅直流变压器的电原理图。

图1
图1 🔍原图 (731×798)

一、主回路:

主回路由变压器B、可控硅SCR、电感L\(_{1}\)、电容C1、负载等组成,如图2所示,它实际上是一个直流断续器(又称斩波器)。

图2
图2 🔍原图 (401×288)

由架线网路输入的550伏直流电压,经变压器B的初级绕组、电感L\(_{1}\)向电容C1充电,C\(_{1}\)极性为左正右负。当可控硅SCR触发导通后,电容C1通过L\(_{1}\)和SCR放电,放电电流在L1中产生反电动势,又向C\(_{I}\)充电至左负右正,此时SCR承受反向阳极电压而自行关断。SCR关断后,电网电压又向C1充电,使C\(_{1}\)极性反转至左正右负,待SCR导通后又重复上述过程。流经变压器B初级的电流随着可控硅的通、断而断续,就在变压器B的次级感应出交变电势以供给负载。这样,我们只要改变可控硅触发导通的频率,就可以控制变压器次级感应电动势的大小。

二、控制回路:

控制回路由稳压电源、单结晶体管振荡器及自动移相调频回路组成。

输入的直流经R\(_{1}\)0限流,稳压管DW1、DW\(_{2}\)稳压输出稳定的24伏直流经R6向C\(_{4}\)充电,当充电电压达到单结晶体管BT的峰点电压时,单结晶体管导通,电容C4通过单结晶体管和变压器BM初级放电,当放电电压低于单结晶体管谷点电压时,单结晶体管截止。通过脉冲变压器BM次级输出一个触发脉冲。

自动移相调频是利用负载电压负反馈实现的。由负载输出的交变电流,通过变压器BC耦合送至控制回路,经整流滤波后由电阻R\(_{4}\)、R5分压,注入晶体管BG的发射结。当电源或负载变化引起电压波动时,晶体管BG基极的这个注入电流随之变化,由于BG的集电极电流即为电容C\(_{4}\)的充电电流,因此晶体管BG基极电流的变化,就控制了电容C4充电的快慢,也就是控制了触发脉冲的移相,以保证可控硅SCR能保持基本恒定的电压输出。

这种可控硅直流变压器的额定输出功率为100瓦,输出电流9安培,输出电压12伏,具有结构简单、负载适应性强等优点。

三、元件的选择与制作:

变压器B是利用150瓦行灯变压器铁心改制的,初级用φ0.51毫米漆包线绕1000~1300匝,次级用截面为3平方毫米的扁铜线绕30匝。BM和BC的变压比均为1:1,初、次级均用φ0.18毫米漆包线绕300匝。电感L\(_{2}\)用φ0.51毫米漆包线绕满5瓦收音机输出变压器铁心即可。电感L3用φ0.18毫米漆包线绕200匝。以上铁心均可利用半导体收音机的输入或输出变压器铁心。L\(_{1}\)是空心电感,可用截面1.0平方毫米多股铜心胶皮线绕25匝,直径为φ8厘米左右,电容C最好采用小型金属化纸介电容,容量在10~20微法。C1可采用0.5~1微法密封纸介电容。(德兴铜矿机动科)