Система электропитания а.м.репина (ее варианты)

 

1. Система электропитания, содержащая два источника фазосдвинутьгх ЭДС, формируемых посредством двух однофазных трансфоЕ 1аторов, одни выводы первичных обмоток которых образуют два входных вывода, а другие их выводы объединены и образуют через регулирующий элемент третий вход-, ной вывод, вторичные обмотки, поделенные каждая отводсж на две части; к крайним выводам которых попарно однонаправленно подключены преобразовательные элементы, образующие два двухлучевых выпрямителя, при этом в первом из них общая точка соединения преобразовательных элементов образует через сглаживакяций фильтр первый, а отвод от обмотки этого выпрямителя - второй выходные выводы, о т л и .чающаяся тем, что, с целью улучшения энергетических массогабаритных и стоимостных показателей, преобразовательные элементы в разных выпрямителях включены в противоположных направлениях,- сглаживающий фильтр подк.гаочен к отводу вторичной обмотки второго выпрямителя, объединенные электроды преобразовательных элементов которого соединены с вторым выходным выведем, крайние выводы одной вторичной обмотки соединены с разноюленкьвлк крайними выводами другой вторичной обмотки через дополнительно введенные преобразовательные элементы , причем их включение выполнено одноименньами с преобразовательными .элементами выпрямителей, электродами, а упомянутый регулируюгций элемент выполнен амплктудно-линейным. § 2.Система электропитания по п.1, отличающаяся тем, что /Л вторичная обмотка второго выпрямителя гальванически разделена в точке ее отвода, индуктивный элемент фильтра выполнен в виде трех магнитно связанных или не связанных между собой индуктивностей, одни выводы которых объединены и образуют первый выходной вывод, а свободные их выводы подклю чены соответственно к объединенным электродсц прербразовател1зных элеtsD 1чЭ ментов первого выпрямителя и свободным выводам разделенных частей второй вторичной обмотки. 3.Система электропитания по пп. 00 1и2, отличающаяся тем, что каждая изчетырех частей вторичных обмоток снабжена по крайней мере одним дополнительно введенным отводом , к которому подключены одноименными электродами два дополнительно введенных преобразовательных элемента , один из которых включен однонаправленно-параллельно с преобразовательным элементом данного выпрямителя , а другой является обшимдля данного отвода другой вторичной обмотки, 4. Система электропитания по п.З, отличают а. яс я тем, что

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Зд) Н 0 М 7/12

iОСУДА СТ ЕНН Й КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИОДНИК ИЗ0ЬГКтяНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3440709/24-07 (22) 21.05.82 (46) 07.02.84. Б10л.9 5 (72) A.Ì.Ðåïèí (53) 621.314.6(088.8) (56) 1. Краус Л.A. и др. Проектирование стабилизированных источников электропитания радиоэлектронной аппаратуры. N., "Энергия", 1980, с.174, рис.8.5.

2. Белопольский H.È., Репин A.М., Христианов A.Ñ. Стабилизаторы низких и миливольтовых напряжений. М., "Энергия", 1974, с.8, рис.1в-е, с.108, рис.56.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 265254, кл. Н 02 _#_ 7/12, 1966..

4. Авторское свидетельство СССР

Р 813625, кл..Н 02 М 7/02, 1979.

5. Авторское свидетельство СССР

М 408437, кл. Н 02 М 7/12, 1971 (прототип). (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РЕПИ

HA A.М. (ЕЕ ВАРИАНТЫ) (57) 1. Система электропитания, содержащая два источника фазосдвинутых

ЭДС, формируемых посредством двух однофазных трансформаторов, одни выводы первичных обмоток которых образуют два входных вывода, а другие их выводы объединены и образуют через регулирующий элемент третий входной вывод, вторичные обмотки, поделенные каждая отводом на две части, к крайним выводам которых попарно однонаправленно подключены преобразовательные элементы, образующие два двухлучевых выпрямителя, при этом в первом из них общая точка соединения преобразовательных элементов образует через сглаживающий фильтр первый, а отвод от обмотки этого выпрямителя - второй выходные выводы, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с пелью улучшения энергетических массогабарнтных и стоимостных показателей, пре., SU„„2218 А образовательные элементы в разных выпрямителях включены в противоположных направлениях, сглаживающий фильтр подключен к отводу вторичной обмотки второго выпрямителя, объединенные электроды преобразовательных элементов которого соединены с вторым выходным выводом, крайние выводы одной вторичной обмотки соединены с разноименньнми крайними выводами другой вторичной обмотки через дополнительно введенные преобразовательные элементы, причем их включение выполнено одноименными с преобразовательными,элементами выпрямителей. электродами, а упомянутый регулирующий элемент выполнен амплитудно-линейным.

2. Система электропитания по п.1, отличающаяся тем, что вторичная обмотка второго выпрямителя < гальванически разделена в точке ее С" отвода, индуктивный элемент фильтра выполнен в виде трех магнитно связанных или не связанных между собой индуктивностей, одни выводы которых объединены и образуют первый выходной ® . вывод, а свободные их выводы подклю- . аиаФ чены соответственно к объединенным им 1 электродам преобразовательных элементов первого выпрямителя и свободным выводам разделенных частей вто- . Я рой вторичной обмотки.

3. Система электропитания по пп.

1 и 2, отличающаяся тем, Яб что каждая из четырех частей вторичных обмоток снабжена по крайней мере одним дополнительно введенным отводом, к которому подключены одноименными электродами два дополнительно введенных преобразовательных элемента, один из которых вклкчен однонаправленно-параллельно с преобразовательным элементом данного выпрямителя, а другой является общим для данного отвода другой вторичной обмотки, 4. Система электропитания по п.3, отличающаяся тем,что

1073218 дополнительно введенные отводы выполнены равноудаленными от крайних выводов обмоток.

5. Система электропитания, содержащая два источника фазосдвинутых

ЭДС, формируемых посредством двух однофазных трансформаторов, одни выводы первичных обмоток которых объединены, а свободные их выводы образуют два выходных вывода, вторичные обмотки, поделенные каждая отводом на две части, к крайним выводам которых попарно однонаправленно подключены преобразовательные элементы, образующие два двухлучевых выпрямителя, при этом в первом из них общая точка соединения преобразовательных элементов образует через сглаживающий фильтр первый, а отвод от обмотки этого выпрямителя — второй выходные выводы, о т л и ч " ю щ а я с я тем, что,- с целью улучшения энергетических, массогабаритных и стоимостных показателей, преобразовательные элементы в разных выпрямителях включены в противоположных направлениях,сглаживающий фильтр подключен к отводу вторичной обмотки второго выпрямителя, объединенные электроды преобраэовагельных элементов которого соединены вторым выходным выводом, крайние одной вторичной обмотки соединены с разноименными крайчими выводами другой вторичной обмотки через дополнительчо введенные преобразовательные элементы, причем их включение выполнено одноименными с преобразовательными элементами выпрямителей элекИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано как средство преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, преимущественно в качестве 5 низковольтного вторичного источника электрОпитаннн сравнительно малой (относительно первичного источника) мощности при повышенных требованиях к erо удельчым массогабаритным и стоимостным показателям (МГСП) и необходимости обеспечить минимально возможным числом однофазных трансформаторов пов;.;,шенную частоту пульсации выходного напряжения при пониженном уровне ее.

Известны системы электропитания, содержащие шесть преобразовательных элементов (вентилей) и трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены v 6-лу евую звезду в двойной или совмещенный зигзаг и совместно тродами, общая точка соединения первичных обмоток образует третий входной вывод, а преобразовательные элементы выполнены управляемыми.

6. Система электропитания по п.5, о т л и ч а ю tq а я с я тем, что вторичная обмотка второго выпрямителя гальванически разделена в точке ее отвода, индуктивный элемент фильтра выполнен в виде трех магнитно связанных или не связанных между собой индуктивностей, одни выводы которых объединены и образуют первый выходной вывод, а свободные их выводы подключены соответственно к объединенным электродам преобразовательных элементов первого выпрямителя и свободным выводам упомянутых частей вто,рой вторичной обмотки.

7. Система электропитания по пл.5 и 6, отличающаяся тем, что каждая из четырех частей вторичных обмоток снабжена по крайней мере одним дополнительно введенным отводом, к которому подключены одноименными электродами два дополнительно введенных преобразовательных элемента, один из которых включен однонаправленнопараллельно с преобразовательным элементом данного выпрямителя, а другой является общим для данного отвода и соответствующего ему отвода другой вторичной обмотки.

8. Система электропитания по п.7„ отличающаяся тем, что дойолнительно введенные отводы выполнены равноудаленными от крайних выводов обмоток. с вентилями образующие три двухлучевых выпрямителя, соединенных по цепи постоянного тока параллельно

Г1-3 1.

Устройства обесПечивают относительно низкий уровень пульсации и сравнительно высокую, равную шести, кратность П ее частоты по отношению к частоте преобразуемых ЭДС, что улучшает МГСП сглаживающих фильтров и работу средств управления (стабилизации).

Однако при реализации систем на однофазных трансформаторах не обеспечивается минимально возможное их число,. а использование габаритной (вольт-амперной) мощности трансформаторного оборудования, влияющей на его ИГСП, оказывается недостаточно высоким.

Известна система электропитания, содержащая шесть вентилей и два од- !

1à72218 нофазных трансформатора со сдвигом фаз ЭДС на вторичных обмотках на

90 эл.град. При этом каждый транс-, форматор содержит по две вторичные обмотки со средними точками, отводы от которых попарно объединены между . 5 собой, а два объединенных разноимен-, ных вывода обмоток первого трансформатор - непосредственно и шесть остальных выводов обмоток первого и второго трансформаторов через вклю- 1О ченные однонаправленно вентили образуют выходы устройства, причем, как и в указанныг выме шестифаэных схемах, имеющиеся в устройстве три двухлучевых выпрямителя соединены по цепи постоянного тока параллельно Г43.1

Недостаток устройства - большое число и сравнительная сложность соединения обмоток и их отдельных частей, как следствие, относительно ,плохие показатели по массе, объему, 20 стоимости

При этом управление.(регулирование или стабилизация) выходных параметров может быть осуществлено в рас смотренных выше устройствах посредст-25 вом имеющихся в них шести преобразовательных элементов (ПЗ) либо дополнительно вводимых регуляторов (стабилизаторов), включаемых в цець пере. менного или/и постоянного тока, что ЗО усложняет схему и конструкцию, использование фазо-импульсного способа управления приводит при увеличении угла управления к резкому нарастанию уровня пульсации, требуя, усложнения из« и ухудшения ИГСП сглаживающих фильт-, ров.

Наиболее близкой к предлагаемой является система электропитания, содержащая регулирующий элемент (РЭ) в цепи переменного тока, выполненный в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров, два однофазных трансформатора, два двухлучевых выпрямителя, подключенных к их вторичным обмоткам, сглаживающий фильтр 45 на выходе и устройство управления (.51.

Недостатки прототипа — йеудовлетворительный гармонический состав входного тока и напряжения, фазовая асимметрия напряжений двухлучевых ..«О выпрямителей, высокий (особенно в управляемом режиме ) уровень пульсации выходного напряжения, низкая, (равная двум) кратность П ее частоты, как, следствие, плохие ИГСП сглаживаниФего. «5 фильтра, всей системы преобразования энергии.

Кроме того, регулирование (стабилизация) выходных параметров осуществляется фазо-импульсным способом по цепи переменного тока, что приводит к задержке (броску) питающих напряжений по всему размаху их мгновенных значений (в частности от нуля до максимума), как .следствие, к скачкообраз. ной, сильно искаженной Форме трансфор 65 мируемых напряжений. Это„ в свою очередь, приводит к ухудшению электромагнйтного состояния силовых трансформаторов, предназначенных, в силу магнитной инерционности, для работы с плавными ЭДС, появлению различных негативных переходных процессов (пиковых выбросов, перенапряжений, индустриальных и прочих помех),ухудшению

ИГСП и надежности.

Вместе с тем известная схема обладает сравнительно низкими дина:мическими свойствами, обусловленны.мн наличием инерционных элементов (трансформаторов, фильтровых дросселей) в контуре авторегулирования, что также снижает ее надежность и ухудшает качество процесса преобразования.

Цель изобретения - улучшение. энер— гетических, массогабаритных и стоимосгных показателей путем снижения уровня пульсации, улучшения качества преобразования энергии, уменьшения потерь мощности в преобразовательных элементах, а также повышения кратности частоты пульсации, улучшения динамических .свойств., Указанная цель достигается тем, что в системе электропитания по первому варианту, содержащей два источника фазосдвинутых .ЭДС, формируемых посредством двух однофазных трансфор. маторов, одни объединенные выводы первичных обмоток которых:образуют через регулирующий элемент один входной выход, а свободные выводы пер-. вичных обмоток образуют два других входных вывода, вторичные обмотки, поделенные кажцая отводом на две части, к крайним выводам которых попарно однонаправленно подключены преобразовательные элементы, образующие два двухлучевых выпрямителя, при этом в первом из них общая точка соединения преобразовательных элементов об-. разует через сглаживающий фильтр первый, -а отвод от обмотки этого выпрямителя — второй выходные выводы, преобразовательные элементы в разных выпрямителях включены в противоположных направлениях, сглаживающий фильтр подключен к отводу вто-ричной обмотки второго выпрямителя, объединенные электроды преобразовательных элементов которого соединены .с вторым выходным выводом, край.ние выводы одной вторичной обмотки соединены с разноименными крайними выводами другой вторичной обмотки через дополнительно введенные преобразовательные элементы, причем их включение выполнено одноименными с преобразовательными элементами выпря мителей электродами, а упомянутый регулирующий элемент выполнен ампли-! тудно-линейным.

Кроме того, с целью снижения амплитудных значений токов ПЭ н ис1072218 точников ЭДС вторичная обмотка втора1 го выпрямителя гальванически разделе- на в точке ее отвода, индуктивный эле-. мент фильтра выполнен в виде трех магнитно связанных или не связанных между собой индуктивностей, одни вы- 5 воды которых объединены и образуют первый выходной вывод, а свободные их выводы подключены соответственно к объединенным электродам ПЭ первого выпрямителя и свободным выводам разделенных частей второй вторичной обмотки.

Каждая из четырех частей вторичных обмоток снабжена по крайней мере одним дополнительно введенным отводРИ,.)g к которому подключены одноименными электродами два дополнительно введенных ПЭ, один из которых включен однонаправленно-параллельно с ПЭ данного выпрямителя, а другой является общим для данного отвода и соот- 20 ветствующего ему отвода другой вторичной обмотки.

Дополнительно введенные отводы выполнены равноудаленными от крайних выводов обмоток. 25

По второму варианту в системе электропитания, содержащей два источника фазосдвинутых ЭДС формируемых посредством двух однофазных трансФорматоров, одни выводы первичных об-щ моток которых объединены, а свободные их выводы образуют два входных вывода, вторичные обмотки, поделенные каждая отводом на две части, к крайним выводам которых попарно однонаправленно подключены преобразовательные элементы, образующие два двухлучевых выпрямителя, при этом, в первом из них общая точка соединения преобразовательных элементов образует через сглаживающий фильтр пер- 40 вый, а отвод от обмотки этого выпрямителя — второй выходные выводы, преобразовательные элементы в разных выпрямителях включены в противоположных направлениях, сглаживающий фильтр45 подключен к отводу вторичной обмотки второго выпрямителя, объединенные электроды преобразовательных элементов которого соединены с вторым выходным выводом, крайние выводы одной 50 вторичной обмотки соединены с разноименными крайними выводами другой вторичной обмотки через дополнительно введенные преобразовательные элементы, причем их включение выполнено одноименными с преобразовательными элементами выпрямителей электродами, общая точка соединения первичных обмоток образует третий входной вывод, а преобразовательные элементы выполнены управляемыми.

Вторичная обмотка второго выпрямителя гальванически разделена в точ ке Qe отвода, индуктивный элемент фильтра выполнен в виде трех магнит но связанных или не связанных между б5 собой индуктивностей, одни выводы которых объединены и образуют первый выходной вывод, а свободные их выводы подключены соответственно к объЕдиненным электродам ПЭ первого выпрямителя и свободным выводам упомянутых разделенных частей второй вто-" ричной обмотки.

Кажцая из четырем частей вторичных обмоток снабжена по крайней мере одним дополнительно введенным отводом к которому подключены одноименными электродами два дополнительно введенных ПЭ данного выпрямителя, а другой является общим для данного бтвода и соответствующего ему отвода другой вторичной обмотки., При этом дополнительно введенные отводы выполнены равноудаленными от крайних выводов обмоток.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства по первому варианту; на фиг.2 и 3 векторная (в Фазовой плоскости) и линейная (во временной плоскости) диаграммы токообразующих ЭДС

s (у.=1,6). поясняющие принцип формирования выходного напряжения U, на фиг.4 и 5 - то же, по второму варианту; на Фиг.б и 7 — схемы по фиг.1 и 4 с тремя индуктивностями

Фильтра; на фиг.8 и 9 — схема с дополнительными ПЭ и отводами от обмоток, а также соответствующие ей линейные диаграммы выходного напряжения при одно- и двухпозиционно управляем-х ПЭ.

Система электропитания по первому варианту (Фиг.1) содержит шесть ПЭ (вентилей) 1-6, два однофазных трансформатора 7 и 8, ЭДС вторичных обмоток 9 и 10 которых сдвинуты по фазе на 120 эл.град. Каждая из них содержит по две равные части а1, а2,в1, в2, которые с подключенными к ним попарно однонаправленно вентилями 1 и 4, 3 и б образуют два двухлучевых выпрямителя, причем ПЭ 1 и 4 в одном из них имеют противоположное направление включения относительно ПЭ 3 и б другого выпрямителя. Разноименные крайние выводы вторичных обмоток 9 и

10 соединены между собой через ПЭ 2 и 5, а объединенные электроды вентилей 1,4 и 3,6 соединены с отводами (средними точками) 01 и 02 этих обмоток и образуют через сглаживающий фильтр 11 выходные выводы 12 и 13, к которым подключена .нагрузка 14, а также система 15 управления. Возможно подключение также дополнительного узла 16 быстродействующей защиты и стабилизации, например, параллельного типа. Компоненты 31, 14-16 образуют общую нагрузку 17.

При этом первичные обмотки 18 и

19 одними разноименными выводами не-, посредственно, а другими объединенны; ми между собой выводами через регули

1072218 параллельно, они обеспечивают для протекания тока нагрузки четыре циклически сменяющихся во времени замкнутых контура с.соответствующим им составом элементов при обязательном наличии в них одной из четырех токообразующих ЭДС Я. Я з $4 Я g, век торно показанных в Фаэовой плоскости на фиг.2. Они соответствуют четырем фазосдвинутым ЭДС, образованным час„- . тями а1, а2, в1, в2 вторичных обмоток 9 и 10. При этом ток нагрузки проводят попеременно соответствующие им вентили 1,3,4 и 6, позиционные номера которых указаны на Фиг.2 в скоб. ках. 25

Дополнительно введенные вентили

2 и 5 обеспечивают еще два циклически переключающихся контура токопрохождения и, следовательно, Формирование на общей нагрузке 17 еще двух gg (я н я ), .а в целом шести сдвинутых по фазе ЭДС $ „(р.=1,6) за один период изменения одной из них (Фиг.2 и 3)

Две ЭДС $2 и $s Образуются путем геометрического (векторного) сложенияЗ5

ЭДС тех же частей а1, в2, и а2, в1 вторичных обмоток 9 и 10, которые . Формируют и предыдущие токообразующие ЭДС.

Таким .образом использование мощности обмоток увеличено. Габаритная мощность трансформаторов оказывается при этом больше, чем у прототипа,приводя к увеличению расчетных значений их массы и объема на 3,6%. Вместе с тем при равенстве амплитуд ЭДС этих 45 частей обмоток (их чисел витков) и фазовом их сдвиге в 120 эл. град. относительно друг друга токообраэующие ЭДС $ „ равны по модулю и сдви- нуты по фазе на 60 эл. град. Следова-gQ тельно, выХоДное напРЯжение Пе, которое представляет собой огибающую этих ЭДС,. содержит наряду с постоянной у переменную и .,составлякщую (пульсацию), частота f@ которой в

6 раз больше частоты Г преобразуемых ЭДС (фиг.2 и 3).

По сравнению с прототипом частотная кратность Н в предлагаемом устройстве при их работе в неуправляе-мом режиме увеличена в 3 раза, а ее уровень снижен в 4 раза, чем обеспечивается существенное улучшение качества преобразования энергии, при" чем число трансформаторов, чиСло .их обмоток и их частей„ а также число 65 рующий элемент 20 амплитудно-линейного тина образуют входные выводы для подключения первичного источника

ABC трехФазного переменного тока.

При этом. управление регулирующим элементом 20 осуществляется сигналом си темы 15 управления.

Устройство по первому вариантуо (фиг.1) работает следующим образом.

Так как упомянутые два двухлучевых выпрямителя соединены между собой Я витков последних не изменяется. Поэтому масса, объем и стоимость сглаживающего фильтра существенно снижены в предлагаемом устройстве и, следовательно, улучшены МГСП системы в целом. В частности, при использовании Г-образных LC-фильтров выигрыш э„ в произведении значений ьС, симбатно связанных с массой и объемом фильтра, увеличивается в 20 раз °

Положительные свойства достигаются в системе не только при ее работе в неуправляемом режиме, но также в режиме управления (стабилизации).

Эффект обеспечивается введением амплитудно-линейного регулирующего элемента 20 вместо Фазо-импульсного в прототипе. В результате устраняются, в частности скачкообразные изменения напряжений на обмотках трансформаторов, вентилях, фильтре и нагрузке и, как следствие, обеспечива- ° ется более благоприятное электромагнитное их состояние и ресурсоемкость, существенно снижается вредное влияние различных нежелательных переходных процессов, в частности выбросов напряжений и токов, индустриальных и прочих помех, а также упрощается ряд вспомогательных функциональных устройств (сетевых фильтров, схемзащиты от перенапряжений, фильтров .помех, экранов и пр.).Кроме того, коэффициент пульсации выходного напряжения в устройстве остается практически неизменным (при небольших пределах стабилизации).

Схемная реализация системы по второму варианту (Фиг.4) содержит те же основные компоненты, что и в первом варианте, но отличается тем, что преобразовательные элементы 1-6 выполнены управляемыми, а объединенные выводы первичных обмоток 18 и

19 образуют непосредственно входной вывод.

При этом в качестве управляемых

ПЭ (УПЭ ) могут быть установлены любые электронные, полупроводниковые или механические приборы ключевого типа, как одно- так и двухпозиционные, в том числе различного типа тиристоры, транзисторы (например полевые, бийолярные и пр.), либо соединенные последовательно с неуправляемьм НЭ (диодом) магнитные усилители, дроссели насыщения, герсиконы, феррсиды и пр.

Система по второму варианту работает аналогично первому варианту, но в зависимости от знаков управле.ния однопозиционных .(Фиг,5а-в) или двухпозиционных (фиг.5г-е ) УПЭ, обеспечивается различная форма выходного напряжения Ug с соответствующим уровнем gU< его пульсации, а также гармоническим спектром.

1072218

При этом по сравнению с первым вариантом и прототипом, второму нарианту присуще более высокое быстроч . действие управления выходными параметрами вследствие отсутствия в контуре авторегулирования таких сравнительно инерционных элементов, как трансформаторы 7 и 8, причем осуществляется фазо-широтно-импульсное управление шестью элементами.

Уровень пульсации в предлагаемом устройстве (фиг.4) меньше, чем в прототипе, при одновременном сохранении. общего числа преобразовательных элементов,,трансформаторон, обмоток и их витков. Следовательно, МГСП филь- 15 тров и других устройств также лучше.

- В то же время на фильтр 11 не накладываются какие-либо ограничения, он может быть выполнен любым: пассивным или активным, однозвенным (Г, 20

П-образным и np.) или многозвенным.

Если индуктивный элемент фильтра 11 в его первой продольной вет- . ви выполнить в ниде трех магнитно. связанных или не связанных между собой индуктивностей 21-23 и одни их выводы объединить, а другие подключить соответственно к объединенным электродам ПЭ 1 и 4 и выводам 03 -и 04 гальванически разделенных частей в1 и в2 вторичной обмотки 10 (фиг.6 и

7), то можно уменыаить амплитуды

1 токов ПЭ 1 — 6 указанных обмоток в 3 раза, что позволяет установить в схему элементы (фильтровые дроссели, вентили и пр.) с меньшими допустимы- 35 ми значениями токов. При этом число индуктивностей и падения переменного напряжения на них, а также амплитуда

S фазосдвинутых ЭДС (число витков

CI вторичных обмоток) увеличиваются при 4О том же Чо .

Можно достичь дальнейшего улучшения качества преобразования энергии но втором варианте, в частности уменьшить уровень пульсации, если каждую из четырех частей а1, а2, в1 и в2, вторичных обмоток 9 и 10 снабдить по крайней мере одним дополнительным отводом 24(25-27) и подключить к нему одноименными электродами два дополнительно введенных ПЭ 28 и 29(30-33), один из которых 28(30,32;33) включить однонаправленно-параллельно с упомянутым ПЭ 4 (1,3,6) данной обмотки

9(10), а другой ПЭ 29(30,31) выполнить общим для данного отвода 24 (25-27) и соответствующего ему отвода 27(24-26) друго вторичной обмотки

10(9) (фиг.8).

На фиг.8 для иллюстрации возмож-. ностей системц и гибкости ее схем- 60 ного изображения все ПЭ включены в обратном направлении по сравнению с предыдущими схемами, а их соединение изображено в виде упомянутых вентильных шестиугольников (колец) 34 и

35. Причем позиционная нумерация ПЭ

1-6 сохранена в порядке их последовательно циклического, переключения.СУщность работы от этого не изменяется, что наглядно видно иэ линейных диаграмм напряжения Uo íà фиг.9.

Форма напряжения U (фиг.9a ) при

Наличии одиопозиционнйх УПЭ образуется из двух кривых. Одна из них огибающая ЭДС Я ., формируемая кольцом 34, другая - огибающая ДДС Б,, снимаемых

I с отводов 24-27 через вентйльный шестиугольник 35. При значениях угла управления о(о в диапазоне о - 2Р

1-Коте гд о =Arcing. 3%в он /+K

5а

К абсолютное зна4ение пульсации д По остается в процессе управления неизмен-" ным. Оно не превышает максимально возможного пРи Этом значениЯ hUош „, свойственного режиму холостого хода . Ю = д0 /5 iU =д0 /5 = (-сов(Зо +аС ) .

При о(,0 т7i/3 (фиг.9а) значениеЖо уменьшается. В прототипе с увеличени, ем угла управления значение дно резко нарастает, составляя при а(о .и/3 . ,больше.100%. В системе по фиг.8 даже .дно „„составляет значительно меньшее эначейие. Например, при К = 0,8g =e ) значение hUo. <25%.

При оценке коэффициента пульсаций относительно Чо выигрыш еще более существенен.

При введении двухпозиционных УПЭ принцип работы системы е дискретными. уровнями в целом сохраняется, но уровень пульсации и спектр выходного напряжения, а также входного тока (коэффициент искажения, мощности и пр.) могут быть еще более улучшены (фиг.9б-д).

В схеме по фиг.8 ток Тэ по сравнению с прототипом снижен примерно. в 3 раза вследствие дополнительного перераспределения тока нагрузки че- рез введенные ПЭ 28-33. Следовательно,. каждый из ПЭ 1-6, 28-33 может быть. установлен значительно меньшей мощности, массы, объема, стоимости.

Введение числа отводов-больше одного и соответствующего числа ПЭ, управляемых по сколь угодно сложному закону, практически не влияет на общую массу и объем за счет усложнения системы 15 управления, поскольку ее реализация возможна в микросхемном исполнении, н частности на микропроцессоре.

Установка дополнительного узла параллельной стабилизации в любой из возможных реализаций системы улучшает ее быстродействие, одновременно обеспечивая непрерывное поступление

1072218

12 энергии в нагрузку.,По сравнению с импульсным РЭ последовательного типа (ПРЭ ), создающим значительные пульсации и требующим для их компенсации громоздких фильтров, качество процесса стабиЛизации и МГСП филь-. тров при параллельном РЭ значительно лучше при одновременно более лучшем КЙД по сравнению с линейным

ПРЭ, потребляющим значительную мощПри этом во всех .реализациях системы вынужденного подмагничивания не возникает, в отличие, например,,от аналогичной по пульсациям шестилучевой схемы {с первичными обмот ками, соединеннимн по схеме звезды), в которой компенсация этого явления требует дополнительного увели-. чения массы и объема трансформатора .примерно на 15%.

Так как при регулировании уровень скачков напряжения на входе фильтра

11 в схемах по фнг.1,6 и 8 уменьшен в несколько раз по сравнению с прототипом, то потери в ПЭ и других элементах за счет переходных процессов, особенно при сравнительно высокой частоте переключения УПЭ, существенно снижены, а КПД системы повышен. По сравнению с известными

10 решениями,.содержащими последовательные РЭ, установка значительно менее мощных регуляторов, включенных непосредственно в каналы преобразования ЭДС {фиг.4.7.8) и совмещение 5 в Них фУнкций преобразования и регулирования обеспечивает дополнитель-, ное улучшение элементной энер гетикн и; МГСП системы в целом.

1072218

1072218

1072218

Ю=Ф

+o

Составитель Е.Мельникова.

Редактор I .Янович Техред Т.Фанта Корректор О.Билак, Заказ 142/50 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д.4/5

Филиал ППЛ "Патент", r.Óÿòîðoä, ул.Проектная,4