Regulador de tensão proporcional. Esquema, descrição

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Na prática elétrica, muitas vezes é necessário ter uma fonte de alimentação com tensão de saída ajustável em uma ampla faixa de tensão. Freqüentemente, é necessário resolver o problema de otimizar o número de saídas, a faixa de controle e a etapa de comutação.

Proponho um método para calcular e construir um regulador de tensão CA com derivações dos enrolamentos primário e secundário de um transformador de potência, quando a variação de tensão na etapa de controle é proporcional ao valor da tensão definida. A etapa está em uma dependência da lei de potência da razão das tensões de saída (máxima e mínima) no número de etapas de controle e posições de comutação. O coeficiente de mudança de tensão em cada etapa de regulação é constante em toda a faixa de regulação.

A solução mais satisfatória pode ser quando um número maior de etapas de controle com um pequeno número de comutações é obtido multiplicando o número de derivações comutadas do enrolamento primário pelo número de derivações comutadas do secundário com uma etapa de controle que aumenta à medida que você move para tensões de saída mais altas.

Para calcular o número de voltas no transformador de potência de tal regulador, são necessários os seguintes dados iniciais:

o número de voltas por 1 V do enrolamento da rede, w1 (o número de voltas por 1 V é determinado no cálculo geral do transformador);
número de voltas por 1 V do enrolamento secundário, w2;
tensão máxima de saída do regulador, Um;
tensão mínima de saída do regulador, Um;
número de taps do enrolamento da rede, N1;
o número de derivações do enrolamento secundário, N2 (o número de derivações em ambos os casos é igual ao número de posições das chaves disponíveis).

Com base nesses dados, encontramos o coeficiente para calcular o número ideal de voltas para derivações no enrolamento primário

К1=[Uм/Um] 1/(N1N2 -1).

O número de voltas no enrolamento da rede antes dos taps do 1º ao N1º

Wsj = 220w1K1(j-1),

onde j é o número de série do tap do enrolamento da rede.

Coeficiente para calcular o número de voltas para derivações no enrolamento secundário

K2 = K1N1.

Número de voltas no enrolamento secundário antes das derivações do 1º ao N2º

W2i = w2UмK1(N1-1) К2(i-1),

onde i é o número de série da derivação do enrolamento secundário.

Se o enrolamento secundário funcionar em uma ponte de diodos, para obter tensões retificadas iguais às calculadas, determinamos o número de voltas antes dos toques no enrolamento secundário

W2i = w2(2 + UmK1(iN1 - 1).

Tensão de saída do regulador para cada combinação de interruptores

Uout = 220 W2i w1/(W1j w2).

Como exemplo, são dados os resultados do cálculo de um regulador proporcional para 20 tensões de 3 a 36 V com base em interruptores para 4 posições no enrolamento principal e 5 posições no enrolamento secundário (Fig. 1a). O cálculo foi feito para um transformador de potência no núcleo do transformador TS-180 da fonte de alimentação das TVs de lâmpadas com o número de voltas por volt de 3,4 para o enrolamento principal e 3,65 para o secundário.

Regulador de tensão proporcional

As posições da chave do enrolamento secundário e o número de voltas para as derivações são fornecidas na Tabela 1.

Tabela 1

Cotovelos	Número de voltas
1	16,2
2	27,4
3	46,2
4	77,9
5	131,4

As posições do interruptor de enrolamento da rede P1, os números dos taps correspondentes V1 e o número de voltas para esses taps N1 são dados na Tabela 2.

Tabela 2

P1	1	2	3	4
V1	4	3	2	1
N1	1107,4	971,6	852,5	748

Tensão de saída, V

3	3,4	3,9	4,4
5,1	5,8	6,6	7,5
8,5	9,7	11,1	12,6
14,4	16,4	18,7	22,3

A tensão de saída de tal regulador é sempre igual ao número localizado "na mira" dos números de posição dos interruptores dos enrolamentos principais e secundários. Núcleo do transformador de TS-180. No enrolamento da rede 3,4 vit / V com torneiras de 1083; 900; 748. No secundário: 3,6 vit/s; torneiras a partir de 15; 26; 46; 80; 140.

A Figura 1b mostra um exemplo da localização de ambas as chaves e a ordem de leitura da tensão de saída definida pelos números das posições das chaves. Os dados calculados para o regulador em um transformador com núcleo do TS-180, com voltas de um volt - 3,4 na rede e 3,5 no secundário, e com interruptores para três posições no enrolamento da rede e 5 posições no secundário.

A Figura 2a mostra um diagrama de um regulador de tensão proporcional feito com base no transformador TS-180 sem rebobinar seus enrolamentos primários.

Regulador de tensão proporcional

O número de voltas para derivações nos enrolamentos secundários das seções T1:

1(1')	2(2')	3(3')	4(4')	5(5')
23	29	36	45	58

Nos enrolamentos da rede, duas saídas para comutação durante a regulação são usadas para 110 e 127 V. O coeficiente de espiras no enrolamento primário é K1 \u1,1547d 2 e, como o comutador no enrolamento da rede tem duas posições, então K1,33 \uXNUMXd XNUMX . A faixa de controle total é determinada pelo número de posições do interruptor no enrolamento secundário. Um estresse extremo é definido, o segundo é obtido a partir do cálculo

Ub / Um \u1d K2 (2N1-XNUMX).

A Figura 2b mostra as tensões de saída de tal regulador com uma chave de enrolamento secundário de 5 posições e uma tensão superior de 28 V.

Os capacitores eletrolíticos para filtrar a tensão retificada devem ser pelo menos 40% maiores que a tensão nominal de saída mais alta por uma tensão operacional.

Autor: A. N. Romanenko

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