Трехфазный выпрямитель с умножением напряжения

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С .УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий в каждой фазе дроссель, две парал-лельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатораи диода, включенного с противоположной полярностью по отношению к другой цепочке, причем точки соединения конденсатора и диода соответствующей .полярности каждой фазы объединены между собой через встречнопоследовательно соединенные дополнительные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам, о тяичающийся тем, что, с целвю повышения КПД путем обеспечения высокопо коэффициента преобразования во всех режимах работы, включая режимы холостого хода и короткого замыкания, и расширения диапазона использования за счет сочетания режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности, дроссель каждой фазы включен между общей точкой соединения диодов данной фазы и общей точкой соединения конденi саторов, другой, смежной,фазы, приW чем индуктивность дросселя и емкости конденсаторов каждой фазы образу ,ют резонансный контур с частотой , колебания, равной частоте питающей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уапц Н 02 M 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3419956/24-07 (22) 09.04.82 (46) 30.07.83. Бюл. М 28 (72} Г.М.Нелипа, П.М.Покрас и В,С.Ярмощук (53) 621 ° 314.5(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 506103, аса. Í 02 М 7/19 1974.

2. Авторское свидетельство СССР и 560307, кл. Н 02 М 7/10э «1976 ° (54)(57) ТРЕХфАЗНЫй ВЫПРЯМИТЕЛЬ C .УМНОЖЕНИЕМ! НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий в каждой фазе дроссель, две парал" .лельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора . и диода, включенного с противоположной полярностью по отношению к дру" гай цепочке, причем точки соединения конденсатора и диода соответствующей .полярности каждой фазы объ„„Я0„„1О32563 А единены между собой через встречно- : последовательно соединенные дополнительные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам, о т-. ли чающийся тем, что, сце" лвю повышения КПД путем обеспечения высокопо коэффициента преобразования во всех режимах работы, включая режимы холостого хода и короткого замыкания, и расширения диапазона использования эа счет сочетания . режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности, дроссель каждой фазы включен между общей точкой соединения диодов данной фазы и общей точкой соединения конденсаторов, другой, смежной, фазы, причем индуктивность дросселя и емкости конденсаторов каждой фазы образу,ют резонансный контур с частотой . колебания, равной частоте питающей

1 10

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для преоб" разования переменнопа тока в постоянный и может быть использовано для питания различных устройств, 8 частности для заряда емкостных и индуктивных накопителей„ предназначенных для питания газоразрядных ламп, Известен трехфазный выпрямитель с умножением напряжения, содержащий в каждой фазе две параллельно соединенные между собой диодно-конденсаторные цепочки с разной полярностью включения диодов, причем точки соединения этих диодов веех фаз объединены между собой через дополнительные диоды одной полярности и подключены к выходным зажимам I 1g, Однако данный выпрямитель имеет низкий коэффициент мощности и не обеспечивает высокий коэффициент преобразования во всех режимах работы

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный выпрямитель с умножением напряжения, содержащий в каждой фазе дроссель, две параллельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора и диода, включенного с противоположной полярностью по отношению к другой цепочке, причем точки соединения конденсатора и диода соответствующей полярности каждой фазы объединены между собой через встречно-последовательно соединенные допалнитель ные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам.

Указанный выпрямитель обладает падающей нагрузочной характеристикой, высоким КПД и мощности, позволяет получить на нагрузке удвоенное напряжение с малой амплитудой и большой частотой пульсаций 2 1.

Недостатком известного устройства являются невозможность обеспечения высоко1-о коэффициента преобразования во всех режимах работы, включая режим холостого хода и к.з., а также невозможность обеспечения сочетания режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности, чта приводит к недостаточному

КПД и узкому диапазону использования.

Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения высокого коэффициента преобразования во всех режи32563 2

55 мах работы, включая режим холостого хода и к.з. и расширение диапазона использования за счет сочетания режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности.

Поставпенная цель достигается тем, что в трехфазном выпрямителе с умножением напряжения, содержащем в каждой фазе дроссель, две параллельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора и диода, включенного с противоположной полярностью по отношению к другой цепочке, причем точки ,соединения конденсатора и диода соответствующей полярности каждой фа) ,зы объединены между собой через встречно-последовательно соединенные дополнительные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам, дроссель каждой фазы включен между общей точкой соединения диодов данной фазы и общей точкой соединения конденсаторов другой, смежной, фазы, причем индуктивность дросселя и емкости конденсаторов каждой фазы образуют резонансный контур с частотой колебаний, равной частоте питающей сети.

На чертеже представлена принципиальная схема трехфазного выпрямителя с умножением (утроением) напряжения.

Выпрямитель с утроением напряжения содержит конденсаторы 1-6, которые образуют три пары последовательно соединенных конденсаторов, общие точки которых подключены к трем фазам сетевого напряжения 7-g. Параллельно трем парам последовательна соединенных конденсаторов 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 подключены три пары последовательно соединенных диодов

10 и 11, 12 и 13, 14 и 15. Точки соединения конденсатора 1 с диодом

10, конденсатора 5 с диодом 14 и .конденсатора 6 с диодом 15 соединены с соответствующими. выводами нагрузки

16 через диоды 17-22, включенные таким образом, чта их полярность в точках соединения с конденсаторами

1-6 противоположна полярности диодов

10-15, подключенных в эти же точки, а к одному и тому же выводу нагруз" ки 16 подключены диоды только одной полярности, Общие точки конденсаторов 1 и 2 объединены с общей точкой диодов 14 и 15 через дроссель 23, конденсаторов 3 и 4 с общей точкой

1032

3 диодов 12 и 13 через дроссель 24 и конденсаторов 5 и 6 с общей точ; кой диодов !0 и 11 через дроссель 25.

Устройство рабвтает следующим образом. 5

Напряжением между. фазами 7 и 8 заряжаются конденсаторы 1 и 2 в противоположные полупериоды приложенного напряжения, благодаря наличию диодов 1О и 11. Аналогичным образом 1о заряжаются конденсаторы 3 и 4 от напряжения между фазами 8 и 9, сдви0 нутого относительно напряжения между фазами 7 и 8 на +120, и конденсаторы 5 и 6 от напряжения между фа" 15 зами 9 и 7, сдвинутого относительно напряжения между фазами 7 и 8 на

-120 . Благодаря наличию сдвига меж" дуфазного напряжения на 120, коно денсаторы заряжаются со сдвигом в 20

60 . Напряжение на конденсаторах о

1, 3, 5, суммируясь с напряжением на конденсаторах 2, 4, 6 и с напряжением между фазами 7, 8, 9, приклады" вается к нагрузке 16 через одну иэ 25 пар диодов, составленную из диодов

17, 19, 21 и диодов 18, 20, 22.

Чередование включения пар диодов из диодов 17, 19, 21 и диодов 18,20, 22 происходит со сдвигом по фазе в щ0

30ч, обеспечивая на нагрузке малый коэффициент и вь1оокую частоту пульсаций..Кроме того, так же как и в аналоге, при сопротивлении на нагрузке

i6, приближающейся к бесконечности, 35 конденсаторы 1-6 заряжаются до амплитудного значения. При этом напряжение сети, суммируясь с напряжением на одной из пар заряженных конденсаторов, состоящей из конденсаторов 1, 3, 5 и

2, 4, 6, прикладывается к нагрузке, обеспечивая на нагрузке утроенное напряжение, а отсутствие перезаряда конденсаторов 1-6 - к уменьшению тока сети практически до нуля.

При приближении к режиму к.э. емкости конденсаторов 1, 2, индуктивности дросселя 23, емкости конденсаторов 3, 4, и индуктивности дросселя 24, емкость конденсаторов 5, 6. и индуктивность дросселя 25 образуют колебательные контура схемы Бу-. шеро, которые, как и в схемах индуктивно-емкостных преобразователей, обеспечивают протекание через нагрузку неизменного тока независимо от 55 величины сопротивления нагрузки.

Так как контура настроены на ча.стоту сети, то в режиме к.з. ток, по563 4 требляемый от сети, стремится к нулю и определяется только добротностью указанных контуров. С ростом сопротивления нагрузки растет на ней напряжение и изменяются углы включения диодов 10-22, При этом нарушается условие работы схемы Бушеро и трехфазный выпрямитель с ут-, роением напряжения преобразуется из источника тока в источник с падающей нагрузочной характеристикой.

Так как источник с падающей нагрузочной характеристикой обеспечивает отдачу максимальной мощности в промежутке между режимами холостого хода и к.з., то в широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки величина отдаваемой нагрузке мощности остается практически постоянной (кривая мощности отдаваемой нагрузке имеет перегиб), как и в известных схемах и сточни ко в с падающей нагруэочной характеристикой, Включение в существующем выпрямителе дросселей между точками соединения конденсаторов одной фазы и соединения диодов другой фазы выгодно отличает предлагаемый выпрямитель с утроением напряжения от прототипа, так как за счет подключения дросселей 23-25 через диоды l0, 11 12, 13, 14, 15 и 17, 18, 19, 20, 21, 22 к конденсаторам 1-6 образуются либо схемы индуктивноемкостного преобразователя (в режиме, близком к к.з.), либо схемы источников с падающей характеристикой (в режиме, близком к холостому ходу).

Кроме того, в режиме, близком к холостому ходу, предлагаемый выпрямитель обеспечивает на нагрузке утроенное напряжение, что расширяет диапазон использования такого выпрямителя без повышающего трансформатора, у которого весогабаритные показатели выше, чем у преобразователя.

Изобретение позволяет ограничить количество дросселей в сравнении с прототипом и получить режим работы, являющийся оптимальным при заряде емкостных накопителей для газоразрядных ламп.

Выпрямитель с утроением напряжения может быть использован при питании различнь х устройств, особенно с падающей . вольт-амперной характеристикой, например, при заряде конденсаторов, или питании газоразрядных приборов.

1032563

Составитель Л.Устинкина

Редактор В,Пилипенко Техред Ж.Кастелевич

Ф ° Ю

Корректор О Тигор

Подписное

М AO ФЮ & Ф °

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5417/58 Тираж. 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

413035, Москва, 0-35, Раушская наб., д. 415