Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

 

РЕГУШРУЕШЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ , содержащий последовательно соединенные дроссель,Т-образный четырехполюсник , состоящий из зарядного и разрядного тиристоров в продояь- ЯО& цепи и накопительного конденсатора В/ поперечной цепи и Первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подкл|эчена к активноиндуктивной нагрузке, отличающийся тем, что, с целью улучшения коэффициента гармоник выходного напряжения и повышения КПД, дршшнительно введены конденсатор, вюи ченный последовательно в цепь активно-индуктивной нагрузки, и Т-обраэный четырехполюсник, включенный встречно-параллельно первому, емкость накопительного конденсатора и индуктивность первичной обмотки § трансформатора выбраны из условия СП критического разряда, для которого время достиасетшя максимума тока разряда равно 1/4 периода напряжения питающей сети.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

99) (11) SU

Зфр Н 02 И 5/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3518547/24-07 (22) 07. 12 ° 82 (46) 07.05.84. Бюл. Р 17 (72) Б.П. Борисов, Н.Б. Костюченко, В.А. Федоренко и В.А. Самсоник (71) Институт электродинамики АН УССР (53) 621.314.2(088. 8) (56) 1. Иванчук С.Н. и др. Тиристор- . ные и магнитные стабилизаторы напряжения, N. "Энергия", 1968, с. 64.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 570035, кл. Н 02 М 5/12, 1977.

3. Заявка Японии 11) 40-23864, 22.04.1965. Бюллетень патентных за-. явок Японии, 1969. (54) (57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий последовательно соединенные дроссель, Т-образный четырехполюсник, состоящий из зарядного и разрядного тиристоров s продоль- ной цепи и накопительного конденсатора в) поперечной цепи и первичной обмотки трансформатора9 вторичная обмотка которого подключена к активноиндуктивной нагрузке, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучщения коэ4фициента гармоник выходного напряжения и повыщения КПД, дополнительно введены конденсатор, випэченный последовательно в цепь активно-индуктивной нагрузкй9 и Т-образный четырехполюсник, включенный встречно-параллельно первому, причем емкость накопительного конденсатора и индуктивность первичной обмотки трансформатора выбраны нз условия критического разряда, для которого время достижения максимума тока разряда равно 174 периода напряжения питающей сети.

1091286

55

Нэобретение относится к электротехнике, используется в электрических системах питания активно-индук тивных потребителей, в частности в системах электропитания электромагнита магнитадинамического насоса.

Известны преобразователи переменного напряжения, в которых регулирование амплитуды выходного напряжения осуществляется с помощью трансформа торов с атпайками и тиристорных ключей .(! 3 и (21, В данных преобразователях при хорошей форме выходного напряжения регулирование его амплитуды происходит ступенчато, а количество тиристорных ключей значительно, что является не достатками данных преобразователей.

Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий последоват елька соединенные дроссель, Т-образный четырехполюсник, состоящий из зарядного и разрядного тиристоров в продольной цепи и накопительного конденсатора в поперечной цепи, и первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к активно-индуктивной нагрузке.

В этом преобразователе амплитуда напряжения на нагрузке регулируется с помощью изменения уровня заряда накопительного конденсатора (33

Недостатками известного преабра" зователя есть несинусоидальнасть выходного напряжения при однополярнам протекании тока, а также некритичность разряда накопительного кан" денсатара, ввиду чего использование энернии заряженного конденсатора не будет полным, так как при колебательном характере разряда часть энергии накопительного конденсатора возвращается обратно в накопительный конденсатор, а при апериодическам разряде затухающий ток разряда не будет передаваться в нагрузку.

Цель изобретения — улучшение коэффициента гармоник выходного напряжения и повышение коэффициента полезного действия устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий последовательно соединенные дроссель, Т-образный четырехполюсник, состоящий из зарядного и разрядного тиристоров в продоль10 !

45 ной цепи и накопительного конденсатора в поперечной цепи, и первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к активно-индуктивной нагрузке, дополнительно вЪедены конденсатор, включенный последовательно в цепь активно-индуктивной нагрузки и второй

Т-образный четырехпалюсник, включенный встречно-параллельно первому, причем емкость накопительного конденсатора и индуктивность первичной обмотки трансформатора выбраны из условия критического разряда, для которого время достижения максимума тока разряда равно 1/4 периода напряжения питающей сети.

На чертеже показана схема устройства, Преобразователь переменного напряжения в переменное содержит последовательно соединенные входной дроссель 1 и два Т-образных четырехполюсника, состоящих из зарядного тиристора 2, разрядного тиристора 3, зарядного тиристора 4, разрядного тиристора 5, накопительных конденсаторов 6 и 7, эквивалентного суммарного активного сопротивления контура разряда, состоящего из собственного суммарного активного сопротивления

R1 контура разряда R „и сопротивления R, вносимого са стороны последовательнога резонансного контура 8, и первичной обмотки 9 трансформатора с индуктивностью .

Вторичная обмотка 10 трансформата-, ра с индуктивностью L> подключена к нагрузке, состоящей из индуктивного элемента 1! с индуктивностью L, конденсатора 12 с емкостью колебательного контура С и суммарного активного сопротивления последовательного резонансного контура !3.

Работа преобразователя происходит путем поочередного заряда накопительных конденсаторов 6 и 7 ат сети через тиристоры 2 и 4 и поочередного их разряда через тиристоры 3 и 5 на катушку 9 трансформатора. Емкость накопительных конденсаторов 6 и 7 выбирается в зависимости от активной мощности в нагрузке па формуле 1:, P*» (1) !

12 где Р - активная мощность нагрузки;

Т - период собственных колебаний последовательного резонансного контура 10-13;

3 1091

U — максимальное напряжение заряда накопительных конденсаторов 6 и 7;

КПД преобразователя (экспериментально полученный. О, 85);

С вЂ” емкость накопительного кон5 денсатора.

При критическом разряде емкости можно наиболее полно использовать энергию заряженного конденсатора за время одного полупериода собственных 1р колебаний последовательного резонансного контура прп условии, что время достижения значения максимального тока разряда накопительного конденсатора равно 1/4 периода собственных колебаний последовательного резонансного контура, настроенного на частоту сети. Первое условие дает наибольшую синусоидальность разрядного тока при максимальном использовании энергии заряженного конденсатора, а второе условие дает максимальную гармонику частоты тока разряда, равной частоте собственных колебаний, последовательного резонансного контура, т.е. условие резонанса. Зная, как описывается разрядный ток при критическом раз". ряде, можно определить необходимую индуктивность разрядного контура

1.„ и эквивалентное активное сопротивление К,. г

1.

1 16С

К„= . (3)

Необходимое напряжение U на выво.15 дах вторичной обмотки трансформатора

10 определяется необходимым макси,малыым рабочим током 1, при учеФох те условий резонанса:

П Т пах Г2 (4) где Г2 — cyMMapHoe "активное сопротивление последовательного резонансного контура.

Зная максимальное значение разряд15 ного тока, величину необходимого активного сопротивления, вносимого со стороны последовательного резонансного контура, индуктивность обмотки 9 и напряжение на вторичной об286 4 мотке 10 можно рассчитать количество витков обмоток 9 и 10, а также коэффициент связи между ними, При этом определится индуктивность обмотки 10.

При условии, что суммарное сопро,тивление 8 недостаточно большое для критического разряда, в случае колебательного контура с малым сопротив.лением 13 даже при коэффициенте связи К, равном единице, необходимо увеличить коэффициент передачи по току К, —, так как при К=1 2 .1 31 а =К2Г

По условиям резонанса, из выражения 5 рассчитывается емкость 1 последовательного резонансного контура.

2Т

Входной дроссель рассчитывается из условия ограничения максимального тока заряда накопительных конденсаторов

Таким образом, введением конденсатора и второго Т-образного четырехполюсника и соответствующих связей, позволило повысить коэффициент полезного действия устройства и улучшить гармонический состав выходного напряжения.

Предлагаемое устройство решает задачу плавного регулирования выходного напряжения без ограничения его быстродействия при улучшении гармонического состава выходного напряжения, полном использовании установленной мощности накопительных конденсаторов и соответственно высокцм коэффициенте полезного действия преобразователя. Это достигается с помощью резонансного возбуждения последовательного контура, в который вхо- . дит активно-индуктивная нагрузка.

Составитель Б. Добровольскис

Редактор Е. Палл ТехредЛ.Мартяшова Корректор A,Дзяткс

Заказ 3095/51 Тираж 667 Подписное

В1ПП1П11 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

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