Преобразователь переменного напряжения в постоянное двухполярное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания устройств, требующих двух разнополярных постоянных напряжений. Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Напряжения на выходных выводах 12,13,14 равны по модулю и имеют соответствующую полярность в течение всего периода выпрямления . При коротком замыкании нагрузки возникает режим резонанса, защищающий источник от предельного тока . В качестве комплексных сопротивлений 3,4,5,6 могут использоваться емкости, индуктивности, в частности обмотки трансформатора и фазной обмотки асинхронного электродвигате- :ля. 2 з.п.ф-лы, 8 ил. Iffnf П СО СП О5 01 о и Фиг. шЛ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 Н 02 M 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3975472/31-07 (22) 14.11.85 (46) 30.11.87.Бюл. У 44 (71) Ленинградский институт водного транспорта (72) И.А.Краснов, П.П.Кузьмин и А.Н.Орлов (53) 621.314 ° 632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 345572, кл. Н 02 M 7/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1205242, кл. Н 02 М 7/06, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ДВУХПОЛЯРНОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

„„SU„„1356150 А1 для электропитания устройств, требующих двух разнополярных постоянных напряжений. Цель изобретения — повышение КПД и надежности. Напряжения на выходных выводах 12,13,14 равны по модулю и имеют соответствующую полярность в течение всего периода выпрямления. При коротком замыкании нагрузки возникает режим резонанса, защищающий источник от предельного тока . В качестве комплексных сопротив" лений 3,4,5,6 могут использоваться емкости, индуктивности, в частности обмотки трансформатора и фаэной обмотки асинхронного электродвигате;ля. 2 э,п.ф-лы, 8 ил.

1356150

Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано

r для электропитания устройств, требующих двух разнополярных постоянных напряжений.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности.

На фиг.1 приведена схема преобразователя переменного напряжения в 10 постоянное двухполярное;.на фиг,2— графики напряжений и токов, поясняющие работу преобразователя; на фиг.3-6 — варианты выполнения схемы преобразователя; на фиг,7,8 — экви- 15 . валентные схемы (по переменному току) для нагрузок преобразователей, выполненных как показано на фиг.5,6 соответственно.

Преобразователь переменного напря- 20 жения в постоянное двухполярное содержит два входных вывода 1 и 2, четыре комплексных сопротивления 3-6, однофазный мостовой выпрямитель 7, содержащий диоды 8-11, три выходных вывода 12-14. Первый входной вывод 1 соединен с первым выходным выводом 12.

Первое .комплексное сопротивление 3 и второе комплексное сопротивление 4

30 одними выводами подключены к второму входному выводу 2, а другими — к диагонали переменного тока выпрямителя 7 и к соответствующим выводам 15

16 третьего 5 и четвертого 6 комплексных сопротивлений, свободные выводы комплексных сопротивлений 5 6 объединены и подключены к первому входному выводу 1, При этом комплексные сопротивления 3-6 равны соответственно:

И Й К 0 К 0

Т из 1- К к К 1 к5

1 где U,I †комплексы действующих сз значений соответственно напряжения однофазного источника питания и тока короткого замыкания преобразователя;

К вЂ” некоторая постоянная 50 (К)0), отношение выходного напряжения к входному напряжению.

На фиг.3 приведена схема варианта выполнения преобразователя, изображенного на фиг.1, в котором комплексные сопротивления 3-5 выполнены в виде емкостей 17-19, а комплексное сопротивление 6 — в виде первой фазной обмотки 20 асинхронного конденсаторного электродвигателя 21, вторая фазная обмотка 22, которая включена между входными выводами 1 и 2.

На фиг.4, приведена схема варианта выполнения преобразователя, изображенного на фиг.1, в котором комплексные сопротивления 3,5 выполнены соответственно в виде первой 20 и второй 22 фазных обмоток, асинхронного конденсаторного электродвигателя 21, комплексное сопротивление 4 выполнено в ниде индуктинности 23, а комплек— сное сопротивление 6 выполнено в виде емкости 24.

На фиг.5 приведена схема варианта выполнения -преобразонателя, изображенного на фиг,1„ в котором комплексные согpoтивления 3,5 выполнены в виде соответственно первичной 25 и вторичной 26 обмоток. трансформатора 27, комплексное сопротивление 4 в виде емкости 28, а комплексное сопротивление 6 равно бесконечности (отсутствует) .

На фиг.б приведена схема варианта преобразователя, изображенного на фиг.1, в котором комплексные сопротивления 4,5 выполнены в виде соответственно первичной 25 и вторичной 26 обмоток трансформатора 27, комплексное сопротивление 3 — в виде емкости 29, а комплексное сопротивление 6 равно бесконечности (отсутствует ).

Преобразователь переменного напряхсения в постоянное двухполярное (фиг,1) работает следующим образом.

При отсутствии нагрузки 30„ включенной между выводами 12,13, и нагрузки 31, включенной между выводами 14,13 ток :.,(т,), протекающий через комплексные сопротивления 3,4, опережает по фазе на угол TII2 переменное напряжение U(t)=U sinvt источника neIn ременного напряжения, подключенного к входным выводам 1 и 2, а ток i< (t ), протекающий через комплексные сопротивления 5 и 6 отстает от напряжения

U(t) по фазе на угол Н2 (фиг.2 а,r).

При работе преобразователя в первый полупериод 0 (et (й потенциал вынодау О, а потенциал вывода g с О.

15 16

Соответственно будут открыты диоды 8,9, В этот полунериод напряжение между выходным выводом 13 и выходным выводом 12 равно (+ )1 0 (фиг„2е) а.

15 напряжение между выходным выводом 14

3 13561 и выходным выводом 12 равно (t) 0 (фиг,.2ж).

В следующий полупериод потенциал вывода является отрицательным, а потенциал вывода — положительным. Соот- 5 ветственно будут открыты диоды 10 и 11, В этот полупериод напряжение между выходным выводом 13 и выходным выводом 12 равно p (t ) О, а напряжение

fe между выходным выводом 14 и выходным выводом 12 равно (у (t ) e О.

Таким образом, преобразователь осуществляет двухполярное двухтактное выпрямление и напряжения на выходных выводах преобразователя равны по моду-15 лю и имеют соответствующую полярность в течение всего периода выпрямления, При коротком замыкании нагрузки, т.е. при коротком замыкании резисторов 30 и 31, происходит закорачива- 20 ние комплексных сопротивлений 3 и 5, При этом ток i(t ) от источника переменного напряжения протекает по параллельно соединенным комплексным сопротивлениям 4 и 6, образующим параллельный резонансный контур, В контуре возникает режим резонанса тока и общий ток i(t)=0. Таким образом в преобразователе исключено влияние предельного режима работы (корот- 3О кого замыкания нагрузок) на источник переменного напряжения.

Преобразователь (фиг. 3) работает следующим образом.

При подаче переменного однофазного напряжения на входные выводы 1 и 2 по обмоткам 20 и 22 текут токи, сдвинутые по фазе. Роль фазосдвигающего элемента выполняет емкость 19, При этом ротор электродвигателя 21 приходит во вращение. Если требуется охлаждать диоды 8-11 в процессе работы, то нагрузкой электродвигателя 21 может служить вентилятор для обдува 4> диодов 8-11, При этом процесс двухтактного двухполярного выпрямления происходит аналогично процессу в преобразователе, изображенном на фиг,l, Аналогично работает и преобразователь, приведенный на фиг.1, Преобразователь на фиг.5 работает следующим образом, При подаче переменного однофазного напряжения на входные выводы 1 и 2 по первичной обмотке трансформатора и емкости протекает ток, отстающий по фазе на угол — и/2, Напряжение на первичной обмотке 25 будет синфазно

50 с входным напряжением, Вторичная обмотка 26 трансформатора 27 создает на выводе 16 противофазное напряжение.

Дополнительным преимуществом данной схемы является выравнивание напряжений на выходных выводах и при несимметричной нагрузке (фиг,7).

Временные диаграмм данной схемы совпадают с приведенными на фиг.2, Преобразователь (фиг,б) работает аналогично. Его дополнительное преимущество — повышенная жесткость выходной характеристики (фиг.8). формула изобретения

1, Преобразователь переменного напряжения в постоянное двухполярное, содержащий два входных вывода, первый из которых является также первым выходным выводом, четыре комплексных сопротивления, первое и второе из них одними выводами подключены к второму входному выводу, а другими — к диагонали переменного тока однофаэного мостового выпрямителя и к соответствующим выводам третьего и четвертого комплексных сопротивлений, свободные выводы которых объединены, диагональ постоянного тока мостового однофазного выпрямителя образует второй и третий выходные выводы, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения КПД и надежности, объединенные выводы третьего и четвертого комплексных сопротивлений подключены к первому, входному BbJBo ду, при этом первое, второе, третье и четвертое комплексные сопротивления равны соответственно:

t Ф

К

К U К U

% Ф

1 К Т ь 1+К Тном

Ткз

I где U — комплексы действующих

О значений соответственно напряжения однофазного источника питания и тока короткого замыкания преобразователя;

К вЂ” некоторая постоянная (K)0), отношение выходного налряжения к входному напряжению.

2, Преобразователь по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что первое, третье и четвертое комплексные сопротивления выполнены в виде емкостей, а второе комплексное сопротивление

5 135615 выполнено в виде первой фазной обмот.ки асинхронного однофазного конденсаторного электродвигателя, вторая фазная обмотка которого включена между входными выводами, 5

3. Преобразователь по п.1, о т— л и.ч а ю шийся тем, что третье

О

6 и четвертое комплексные сопротивления выполнены в виде первичной и.вторичной обмоток трансформатора, включенных встречно, второе комплексное сопротивление равно бесконечности, а первое комплексное сопротивление выполнено в виде емкости, 4l(/) 1356150

/rue 8

Составитель Е.Мельникова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. HïeHKO

Редактор Н.Слободяник

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5807/51

Производственно †полиграфическ предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4