Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективной системы электропитания , обеспечивающей высокое качество преобразования энергии. Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения. Эффект обусловлен введением в схему индуктивного элемента на трех обмотках со средней точкой. Каждая из обмоток включена между анодами вентилей 2,4,8,10 и 6,12. Средние точки обмоток подключены к выводам а, , a j и средней точке 0. Выходные выводы для подключения наг,- грузки 13 образованы средними точками О и о вторичных обмоток. В устройстве достигается двенадцатикратная частота пульсации выходного напряжения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л со сд 05 СД 4 (fx/&f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1356154 (51)4 Н 02 М 7 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СЕИД .ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4004087/24-07 (22) 16.12.85 (46) 30.11.87. Бюл.¹ 44 (72) А.M.Ðåïèí (53) 621.314.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1067576, кл. Н 02 М 7/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1072218, кл. Н 02 М 7/12, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективной системы электропитания, обеспечивающей высокое качество преобразования энергии. Цель изобретения — улучшение качества пре. образования энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения. Эффект обусловлен введе". нием в схему индуктивного элемента на трех обмотках со средней точкой.

Каждая из обмоток включена между ано- дами вентилей 2,4,8,10 и 6,12. Средние точки обмоток подключены к выводам а„, а и средней точке О.

Выходные выводы для подключения на-.. грузки 13 образованы средними точками 0 и 0 вторичных обмоток. В устройстве достигается двенадцатикратная частота пульсации выходного напряжения. 3 s.ï. ф-лы, 2 ил.

I 13561

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективной системы электропитания, обеспечивающей высокое качество преобразования энергии.

Цель изобретения — улучшение качества преобразовачия энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения. 10

На. фиг.l изображена принципиальная электрическая схема устройства, где в качестве источников переменных

ЭДС показаны однофазные вентильные обмотки трансформаторов; на фиг.2 векторная диаграмма формирования в фазовой плоскости <-знакопостоянных импульсов $ (P = 1,1?) выходного напряжения U циклически сдвинутых о относительно друг друга на угол 28 = 20

2Л/12 = ///6 = 30 эл.град., поясняющая принцип действия устройства.

В скобках при S на фиг.2 указаны номера преобразовательных элементов (ПЭ), проводящих ток нагрузки в дан- 26 ном -контуре токопрохождения в течение периода V = 2 8 огибающей выи ходного напряжения, а также приведены обозначения отводов и выводов обмоток, имеющих в данном циКле наиболь- 30 шее значение потенциала относительно отрицательного выходного вывода устройства. Через 1," и N обозначено л суммарное число витков вентильных обмоток относительно базовых чисел витков с напряжением на них, равным соответственно амплитудному U „ и среднему значениям напряжения 11 в режиме холостого хода (ХХ).

Система (фиг,l) содержит два шестивентильных кольца на ПЭ 1-12 и два источника переменных ЭДС, реализованных на вентильных обмотках с отвода1 ми a1à и b„b< выводами а„ а и Ь,Ь и

I средними точками 0 и 0 . Средние точки образуют выходные выводы с подключенной к ним нагрузкой 13 и наряду с отводами соединены между собой посредством первого кольца на ПЗ с нечетными номерами (ПЗ 1,3,5,7,9,ll) °

Выводы обмоток соединены через второе шестивентильное кольцо, образованное

ПЭ с четными номерами (ПЭ 2,4,6 8,10, 12), в рассечку трех объединенных анодов которого (ПЗ 2 и 4, 6 и 12, 8 и 10) включены обмотки индуктивного элемента. Средние точки этих обмоток соединены с выводами а„ а, и средней

54 2 точкой О одной из вентильных обмоток.

Устройство работает следующим образом.

Как видно из фиг ° 2, устройство формирует на нагрузке две системы фазосдвинутых импульсов, одна из которых содержит импульсы с нечетными номерами $19$ Sj$51$79$91$„„, а дру гая — с четными S,S,$,Б,Б„,Б, Импульсы S,,S »S,,S,„ формируются посредством ПЭ 1,5,7,11 путем выпрямления ЭДС, снимаемых непосредственно с отводов а„Ь„а,Ь „, а импульсы Я и S — посредством ПЗ 3 и 9 путем вы9 прямления суммарных ЭДС, векторно образующихся сложением ЭДС с отводов а„ и Ь, а и Ъ

Другая система из шести импульсов

Я„ с четными номерами (8 = 2,4,6,8, 10,12) формируется посредством другого вентильного кольца на ПЭ 2,4,6,8, 10,12 при попарно параллельной работе смежных по фазовому сдвигу ЗДС, снимаемых однако не с отводов, как ранее, а непосредственно с выводов вентильных обмоток.

При этом параллельная работа ЭДС обеспечивается энергией, накапливаемой в обмотках индуктивного элемента, которые своими выводами связывают эти источники ЭДС между собой в параллель и для формируемого ими импульса создают фазовый сдвиг относительно образуннцих его смежных ЭДС.

Так, импульс Б (фиг.2) формируется в системе (фиг.l) при параллельной работе двух источников ЭДС, одна из которых действует непосредственно между выводом а„ и средней точкой

О (при этом ток нагрузки проводит

ПЭ 2), а другая (суммарная) ЗДС, сдвинутая по фазе относительно предыдущей на определенный угол формируется путем геометрического (векторного) сложения двух фазосдвинутых

ЗДС, последовательно согласно снимаемых с выводов а, и Ь через ПЭ 4.

Ток нагрузки в последнем случае протекает по контуру: отрицательный вывод нагрузки Н вЂ” средняя точка О— вывод а „ — ПЭ 4 — вывод Ь вЂ” средI 2„ няя точка Π— положительный вывод нагрузки.

Аналогично формируются остальные импульсы данной системы с четными

11(P = 4,6,8,10,12), а каждый последующий импульс сдвинут по фазе

2, Преобразователь по п.1, о т— л и чающий с я тем, что отводы вторичных обмоток равноудалены от их средних точек.

3. Преобразователь по п,2, о т— л и ч а ю шийся тем, что части обмоток от их выводов ч отводов до средних точек установлены в соотношении 2 ГЗ:1.

4. Преобразователь по пп.1 — 3, отличающийся тем, что полуобмотки каждой из обмоток индуктивного элемента включены между собой встречно.

3 135615 (во времени) относительно предыдущего импульса данной системы на определенный угол, как сдвинута по фазе и вся система фазосдвинутых импульсов с четными 1i относительно предыду- 5 щей системы S > с четными

Амплитуды этих импульсов можно обеспечить одинаковыми, а фазовый сдвиг импульсов последовательно равным 30 эл. град., если витки всех 10 трех обмоток индуктивного элемента выполнить равными между собой, а части источников ЭДС (числа витков вентильных обмоток ЭХА) от средней точки до каждого отвода и до вывода 15 установить в том и дрчгом источниках в соотношении 1.*2 ГЗ.

При этом через нечетные ПЭ, т.е.

ПЭ кольца без индуктивного элемента, протекают импульсы тока длительностью20

30 эл. град. за период преобразуемых

ЭДС с амплитудой, равной току нагрузки (при индуктивном ее характере).

Через четные ПЭ, т.е. ПЭ кольца, содержащего обмотки индуктивного эле-25 мента, ток нагрузки за тот же период

ЭДС протекает двумя разделенными во времени импульсами длительностью по

30 эл.град. каждый и амплитудой, в два раза меньшей тока нагрузки. Таким30 образом по среднему значению тока через ПЭ и, следовательно, по потерям активной мощности в них все ПЭ могут быть установлены однотипными, что положительно сказывается на общей унификации системы.

В случае допустимого выполнения

ПЭ управляемыми от вводимой системы управления (не показана) в вентильные кольца устройства могут быть 40 установлены любые типы ПЭ, в том числе одно- или двухпозиционно управля емые (на включение и выключение) либо с проводимостью в одну, а затем— в обратную сторону при необходимости 45 обеспечить в нагрузке реверс тока (при реверсивной нагрузке). Кроме того, оба источника ЭДС могут быть выполнены в виде конструктивно единой электромагнитной системы, в том чис- 50 ле магнитоуправляемой от той же системы управления, реализуемой в микросхемном, в частности в микропроцессорном исполнении.

Возможна реализация устройства 55 в качестве инверторной системы, обеспечивающей преобразование энергии

4 4 постоянного тока в энергию переменного тока, для чего достаточно выполнить средние точки 0 и 0 (см. схему на фиг.1) в качестве входных выходов для подключения источника энергии постоянного тока, как это осуществляют в других известных устройствах, обладающих свойством обратимости.

Формула н з о б р е т е н и я

1. .Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два источника фазосдвинутых ЭДС, формируемых посредством двух вторичных обмоток, каждая из которых имеет два отвода и среднюю точку, при этом выводы и отводы одной обмотки соединены с выводами и отводами другой обмотки через соответствующее шестивентильное кольцо, представляющее собой три пары вентилей, соединенных попарно одноименными электродами, одна из обмоток соединена с парами объединенных катодов, другая — парами объединенных анодов, а средние точки, подключенные к соответствующим парам катодов (анодов) обоих колец, образуют выходные выводы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества преобразования энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения, дополнительно введен индуктивный элемент, каждая из трех обмоток которого выполнена со средней точкой и включена в рассечку одного вентильного кольца, между парами объединенных анодов, а средние точки индуктивного элемента подключены к выводам и средней точке соответствующей обмотки.

1356154

pg фиГ.2

Составитель Е.Мельникова

Редактор Н.Слободяник Техред II.Cåðäþêoâà Корректор Л. Пилипенко

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-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4