Индуктивно-емкостный преобразователь напряжения мотовилова

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в повышающих трансформаторных преобразователях напряжения. Цель изобретения - повыщение КПД, надежности и улучшение массогабаритных показателей. Использование наряду с обмотками 34-37 трансформатора в качестве преобразовательных элементов конденсаторов 8-11 приводит к снижению использования развязывающих вентилей между указанными обмотками при том же коэффициенте передачи. Каскадное построение управляемых вентилей 30-32, потенциально связанных с точками равномерного распределения потенциала в трансформаторе, позволяет осуществить высоковольтное преобразование высокой частоты без использования узлов принудительной коммутации тиристоров . Введением регулирующих вентилей 28, 29 и различного подключения источника питания 5 и нагрузки 4 обеспечиваются ступенчатое регулирование выходного напряжения и работа преобразователя с пониженным коэффициентом передачи. Пропорциональное деление напряжения поровну между обмотками 34-37 и конденсаторами 8-II обеспечивает равномерную загрузку тиристоров 30-32 и высокий коэффициент их использования. 5 з. п. ф-лы, 18 ил. S ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д114 Н 02 М 3/335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4128146/24-07 (22) 11.08.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (75) Д. Н. Мотовилов (53) 621.314.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 767915, кл. Н 02 М 3/335, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 809451, кл. Н 02 М 3/315, 1978.

Мотовилов Д. Н. Теория и практика общих закономерностей подобия. Информэлектро, № 20 — Эà — Д83, с. 33, рис. 8 — е. (54) ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНЬ11 .(ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ МОТОВИЛОВА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в повышающих трансформаторных преобразователях напряжения. Цель изобретения — повышение КПД, надежности и улучшение массогабаритных показателей. Использование наряду с обмотками 34 — 37 трансформатора в

„„SU„„1403282 A 1 качестве преобразовательных элементов конденсаторов 8 — 11 приводит к снижению использования развязывающих вентилей между указанными обмотками при том же коэффициенте передачи. Каскадное построение управляемых вентилей 30 — 32, потенциально связанных с точками равномерного распределения потенциала в трансформаторе, позволяет осуществить высоковольтное преобразование высокой частоты без использования узлов принудительной коммутации тиристоров. Введением регулирующих вентилей 28, 29 и различного подключения источника питания 5 и нагрузки 4 обеспечиваются ступенчатое регулирование выходного напряжения и работа преобразователя с пониженныM коэффициентом передачи. Пропорциональное деление напряжения поровну меж, у обмотками 34 — 37 и конденсаторами 8 — 11 обеспечивает равномерную загрузку тиристоров 30 — 32 и высокий коэффициент их использования. 5 з. и. ф-лы, 18 ил.

140328

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в повышающих трансформаторных преобразователях напряжения.

Цель изобретения — повышение КПД надежности и улучшение массогабаритных показателей.

На фиг. 1 приведена электрическая схема преобразователя для случая преобразования постоянного напряжения с коэффициентом передачи «девять», ступенчатым регулированием напряжения, с регулируемым каскадным исполнением управляемого ключа и регулируемым подключением преобразовательных трансформаторов и конденсаторов, с автотрансформаторным повышающим подключением преобразователя к источнику и нагрузке; на фиг. 2 — 6, 8 и 16 — 18— варианты выполнения отдельных узлов преобразователя; на фиг. 7 и 9 — 15 — диаграммы напряжений на отдельных. элементах устройства, где Т вЂ” период, ь t<, д 1 — промежутки времени работы соответствующего элемента.

На фиг. 1 — 18 приняты следующие обозначения: 1, 2, 3 — первый, второй и третий входы (входные выводы) преобразователя;

4 и 5 — активная нагрузка и источник постоянного напряжения; 6 и 7 — вторые полюса (выводы) для подключения нагрузки и источника напряжения; 8 и 11 — преобразовательные конденсаторы; 12 — 14 — токоограничивающие резисторы; 15 — 18 — первые вентили (диоды, а в общем случае — симисторы); 19 — 24 — вторые вентили, в том числе с несколькими и — р-переходами для обеспечения заданного прямого напряжения на вентиле, достаточного для протекания заданного тока через резисторы 12 — 14 (в общем случае это не только диоды, но симисторы, встречно-параллельно включенные пары тиристоров); 25 — 27 — управляемые вентили, в том числе 26, 27 — симметричные, четвертые вентили преобразовательных секций, предназначенные для регулирования напряжения путем отключения конденсаторов; 28 — 29 — регулирующие вентили каскадного ключа, предназначенные для управления тиристорами каскадного ключа и регулирования с их помощью напряжения путем отключения обмоток; 30 -32 — управляемые вентили (тиристоры) каскадного ключа, работающие синфазно с управляемым ключом и предназначенные для уменьшения напряжения на ключе 33 и для регулирования напряжения схемы путем отключения отдельных обмоток 34 — 36. Они могут иметь также и симметричное исполнение по фиг.3 в случае преобразования переменного напряжения; 33 — полностью управляемый ключ (транзистор, полностьк> управляемый тиристор или симистор и т. и., тиристор с узлом гашения); 34 — 37 — силовые обмотки

2

2 трансформ атора Мотовилова; 38 и 39 две симметричные группы, в каждой из которых по четыре преобразовательные секции с обмоткой, конденсатором и вентилями;

40, 41 — регулирующий вентиль и токоограничивающий резистор в случае симметричного исполнения вентилей каскадного ключа 30 — 33 по схеме фиг. 3, предназначенные для регулирования переменного напряжения путем отключения соответствующих обмоток и конденсаторов, с помощью вентилей каскадного ключа; 42 — 43 — обмотка и генератор тока намагничивания, которые не обязательны, но улучшают технико-экономические параметры трансформатора Мотовилова.

Обмотки 34 — 37 одинаковы при идеальных вентилях в схеме и отличаются соответствующим расчетным количеством витков при учете падения напряжения на реальных вентилях в схеме.

При использовании источника 5 с противоположной ориентацией напряжения направление включения всех вентилей соответственно противоположное. На фиг. 2 показано включение для этого случая вентилей 31, 23, 29. Вентили 28, 29 могут быть как симметричные, так и несимметричные. При использовании источника 5 переменного напряжения в качестве вентилей 15 — 24 используются встречно-параллельно соединенные тиристоры или симисторы (фиг. 3), включенные посредством управляющего сигнала в соответствующее полярности напряжения источника 5 направление. В качестве управляемых вентилей 30 — 32 также используются встречно-параллельные тиристоры (фиг. 3) или симисторы с аналогичным подключением управляющих входов. Управляющие входы вентилей 25 — 29 и ключей 33 подключены (не показаны) к выходам блока управления для подачи на них управляющих импульсов согласно тому или иному режиму работы и регулирования напряжения преобразователя.

При инвертирующем трансформаторном подключении преобразователя к источнику и нагрузке коэффициент передачи схемы равен «восемь» (фиг. 4).

При понижающем подключении преобразователя обеспечивается режим понижения напряжения с коэффициентом передачи, равным «8/9» (фиг. 5).

На фиг. 6 показано более простое исполнение части схемы фиг. для случая, когда не требуется регулирование напряжения.

На фиг. 7 даны временные диаграммы включенных состояний ключей и вентилей в обеих частях схемы 38 и 39.

Вариант исполнения преобразователя с параллельным соединением первых вентилей для случая, когда не требуется регулирования напряжения преобразователя отключением элементов схемы, показан на фиг. 8.

1403282

Диаграмма (фиг. 9) проводящих состояний ключей и вентилей на двух полупериодах работы схемы фиг. 1 в обеих частях этой схемы 38 и 39 дана для случая, когда в работу введены все обмотки и конденсаторы, причем вентиль 19 постоянно заперт, а вентили 26 — 29 постоянно отперты посредством соответствующих импульсных сигналов из блока управления на управляющие и силовые электроды вентилей (в случае оптронных тиристоров — только на управляющие электроды). Эти же диаграммы справедливы для вентилей схем фиг. 6 и 8.

Идеализированные эпюры напряжений на элементах одной симметричной части схемы 34 для условий работы полного ввода в работу обмоток и конденсаторов следующие: фиг. 10 — напряжения на вентилях; фиг. 11 — напряжения на анодах вентилей 30 — 33 относительно входа 3 (напряжения в узловых точках каскадного ключа 30—

33); фиг. 12 — напряжения на конденсаторах и диодах 20, 21. При замкнутом ключе 33 конденсаторы заряжаются до напряжения U источника 5, а при разомкнутом ключе 33— разряжаются на величинуь U на нагрузку 4; фиг. 13 — напряжения на обмотках трансформатора. Положительные значения соответствуют положительному напряжению на отмеченных на схеме выводах обмоток; фиг. 14 — напряжение на нагрузке фиг. 15 — напряжение на замедляющем конденсаторе 44 (см. фиг. 16) и паразитных емкостях схемы, служащих для повышения надежности работы вентилей каскадного ключа при их выключении. При этом величина емкости конденсатора С„в сумме с паразитными емкостями С„выбирается по расчету такой, чтобы время заряда от нуля до

2U, от 2U до 4U были больше времени выключения соответствующих вентилей 33, 32;

ЪЗ Ъ ((! (- ) заза) 1,. где i — ток заряда конденсатора, равный сумме токов обмоток, которые до момента выключения вентилей протекали через ключ 33.

Таким образом, до момента достижения напряжений на анодах 33 и 32 максимальных значений 2U и 4U эти вентили уже успевают поочередно включиться, что обеспечивает поочередное параллельное подключение к ним по одной последовательно соединенной паре обмотка — конденсатор, напряжение на которых уже не превышает после переключения вентилей указанных значений. Если бы, например, вентиль 32 не успел выключиться, то напряжение на нем превысило бы 2U, поскольку вентиль 31 соответственно не выключился (по условиям работы каскадного ключа) и к вентилю 32 оказалось бы

55 приложен ным на п ряжение элементов 1! . 36, 10, 35 ... Поэтому наличие дополнительного замедляющего конденсатора предупреждает перенапряжения на вентилях каскадного ключа в случае их недостаточно высокого быстродействия или малой паоазитной емкости схемы и, таким образом, повышает надежность их работы при выключении. Аналогичные замедляющие конденсаторы могут быть подключены между анодом любого пз вентилей 30 — 33 и входом 3.

На фиг. 17 и 18 даны примеры выполнения блока управления тиристором 25.

Указанное выполнение блока управления не является обязательным.

Фиг. 7 дана для случая гальванического исполнения цепи управления тиристора 25. При этом блок управления содержит блок импульсных сигналов 44, выполненный на микросхемах, дифференциальный усилитель мощности 45 с развязывающим трансформатором 46, первичные полуобмотки которого включены в качестве коллекторных нагрузок, а вторичная 47 подключена к катоду и управляющему электроду тиристора 25.

В случае оптронного исполнения цепи управления (фиг. 14) блок управления содержит в качестве усилителя мощности транзисторный ключ 48, коллекторная нагрузка которого подключена к управляющим электродам тиристора 25.

Предлагаемый преобразователь (фиг. 1) содержит первый, второй и третий входы 1, 2, 3, подключенные к источнику и нагрузке 5 и 4, и две симметричные части схемы 38 и 39 с группами обмоток 34 — 37, ориентированными одноименно внутри каждой группы и разноименно — между группами. Входы обмоток — начала обмоток одной группы и концы другой, кроме последней обмотки 37, подключены через первые вентили 16 — 18, а обмотка 37 — — непосредственно к второму входу 2 преобразователя, причем вентили ориентированы одинаково. Выходы обмоток

34 — 37, кроме первой обмотки 34, подключены к первым выводам управляемыx ключей

33 (здесь раздельными первыми выводами управляем ых ключей являются аноды каскадно включенных тиристоров 30 — 32 и клю«а 33) через вторые вентили 22 — 24, направленные к обмоткам тем же выводом, что и первые вентили 16 — 8 предыдугцих обмоток 34 — 36, à Bblxo> первой обмотки 34 по 1ключен через третий вентиль 19 к первому входу 1 схемы преобразователя. При этом подключение вентилей 16 — 18 к входу 2 может быть как последовательным (фиг. 1). так и параллельным (фиг. 8).

Между входами и выходами некот ры, смежных обмоток 34 — 36 (фиг. 1, 6, 8) по.<ключены преобразовательные конденсаторы

8 — 10, а между входами остальных смежных

1403282 обмоток 36 — -37 (фиг. 8) — вентили, ориентированные своими выводами к одноименным выводам первого 18 и второго 24 вентилей соответствующих смежных обмоток 36, 37. В данном случае таким вентилем является вентиль 11 (фиг. 8). Введением конденсаторов повышается КПД за счет использования индуктивно-емкостного принципа преобразования напряжения, при котором для увеличения выходного напряжения данного трансформатора наряду с ЭДС обмоток используется напряжение на конденсаторах 8 в 10. Предлагаемое устройство, кроме того, отличается тем, что в устройстве (фиг. 6, 8) преобразовательный конденсатор 8 подключен между выходом первой обмотки 34 и ее третьим вентилем 19, а между входом обмотки и средней точкой конденсатора 8 и вентиля 19 согласно с ним включен первый вентиль 15. Здесь упрогцение схемы достигнуто для случая нерегулируемого режима работы. Параллельно третьему вентилю 19 (фиг. 1) первой обмотки 34 включены последовательно соединенные четвертый вентиль 25 и преобразовательный конденсатор 8, а первый вентиль 15 включен между средней точкой соединения четвертого вентиля 25 и конденсатора 8 с одной стороны, и входом первой обмотки 34 — — с другой стороны, причем первый 15 и четвертый 25 вентили ориентированы одинаково с другими первыми вентилями 16 — 18 в цепи между источником 5 и нагрузкой 4. Здесь описано частное исполнение первой преобразовательной секции из элементов 15, 34, 19, 25, 8 в случае ее регулируемого исполнения, при этом вентиль 25 предназначен для регулирования напряжения преобразователя путем отключения конденсатора 8, а вентиль 19-для замыкания выхода обмотки 34 на нагрузку при отключенном конденсаторе 8, вентиль 15 на фиг. 1, 6, 8 --- для заряда конденсатора 8 от источника 5. Часть преобразовательных секций схемы фиг. 1, связанных с обмотками 35, 36, кроме первой 34, содержит третьи вентили 20, 21, включенные параллельно конденсаторам 9, 10, последовательно с которыми включены четвертые вентили 26, 27. Здесь дано частное, регулируемое исполнение преобразовательных секций, кроме первой, с теми же назначениями элементов 9, 10, 26, 27, что и элементы 19, 25 первой преобразовательной секции. На фиг. 1, 2 и 3 между выходом первой обмотки 34 и смежными выходами вторых вентилей 22 — 24 других обмоток включены управляем ые. вентили 30 — -32 каскадной схемы HB управляемых вентилях 30 32, 33, подключенные управляющими электродами через токоограничивающие резисторы 12- — 14, 41 к входам вторых вентилей 22 — 24 и выходам обмоток 35 — -37. Здесь дан случай каскадного исполнения и подключения управляю.:цего ключа на вентилях 30- — 33, при этом резис5

6 торы 12 — 14, 41 служат для задания амплитуды отпирак>щего импульса на управляющий электрод соответствующего вентиля 30 — 32, а сама каскадная схема с последовательным подключением вентилей 30—

32 между обмотками 34 — 37 служит для уменьшения напряжения на полностью управляемом ключе 33 и распределения основной части этого напряжения поровну между вентилями (полууправляемыми тиристорами) 30 — 32.

На фиг. 1, 6 первые вентили 16 — 18 соединены последовательно, а последовательно с токоограничивающими резисторами 12—

13, 41 вентилей 30 — 32 каскадной схемы включены регулирующие вентили 28 — 29, 40 каскадного ключа. При встречно-параллельном исполнении вентилей 31 (фиг. 3) каскадного ключа пепи управления тиристоров с токозадающими резисторами 13, 41 и регулирующими вентилями 29, 40 выполняются аналогично вентилю 31 в виде встречно-параллельно включенных тиристоров (фиг. 3). Регулирование по напряжению посредством отключения обмоток 34 — 36 осуществляется с помощью ключевых элементов -- вентилей 28 — 29, 40. Г1ри этом сами преобразовательные ячейки (секции) могут быть выполнены как регулируемыми посредством четвертых вентилей (фиг. 1), так и нерегулируемыми (фиг. 6) . При этом вентили 28 — 29, 40 служат для управления состоянием вентилей 30- — 32 каскадного ключа, а последовательное соединение вентилей 16—

19 — для образования цепи протекания тока из источника 5 в нагрузку 4 при отключении части преобразовательных секций в процессе регулирования и разрыве таким образом последовательной цепи обмоток и конденсаторов.

Согласно фиг. 4 нагрузка 4 подключена между первым 1 и вторым 2 входами схемы, а источник 5 — между входами 2 и 3. Здесь описано трансформаторное, гальванически независимое подключение источника и нагрузки.

Согласно фиг. 5 источник включен между входами 1 и 3, а нагрузка 4 — между входами 2 и 3 схемы. Здесь описан случай понижающего вклк>чения источника 5 и нагрузки 4. Нагрузка 4 может быть подключена между первым и третьим (1 и 3), а источник 5 — между входами 2 и 3 схемы преобразователя. Здесь описан случай автотрансформаторного подключения нагрузки и источника преобразователя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Нерегулируемый режим работы преобразователя.

Вентили 25 — 29 постоянно открыты соответствующими сигналами из блока управления на управляющие электроды этих вентилей. Вентили 19-- 21 постоянно заперты об1403282

55 ратным напряжением, поступающим или с конденсатопов 8 — 11, или напряжением источника 5, подаваемым через вентили 16—

18 на вентили 20, 21 и напряжением с нагрузки 4 (из второй, симметричной части схемы 38) на вентиль 19. Ключи 33 в обеих частях схемы 38 и 39 замыкаются парафазно (см. фиг. 7). При замкнутом ключе 33 все обмотки и конденсаторы группы 39 (38) подключены параллельно между входами 2 и 3 через вентили 15 — 18, 22 — 24, 30 — 32 и ключ 33. Напряжение U на конденсаторах при этом считаем практически постоянным, что допустимо в расчетах при достаточно большой емкости конденсаторов. Ток заряда параллельно соединенных конденсаторов

8 — 11 при этом на интервале замкнутого состояния ключа 33 ограничивается паразитными индуктивными и активными сопротивлениями схемы и источника 5. В параллельно соединенные конденсаторы 8 — 11 и обмотки 34 — 37 поступает энергия из источника 5, к которому они подключены. Эта энергия частично накапливается в конденсаторах схемы, а частично передается электромагнитным путем между обмотками 34 — 37 предлагаемого трансформатора во вторую симметричную часть схемы 38 (39), работающую на данном интервале времени при разомкнутом ключе 33.

Во второй группе 38 (39) преобразовательных секций, работающих при разомкнутом ключе 33 в этот период времени, все обмотки и конденсаторы соединены последовательно между. входами 1 и 2 через вентиль 25, и через них в нагрузку 4 из источника 5 протекает ток, равный току в обмотке первой группы 39 (38) и отношению суммарного напряжения обмоток и конденсаторов и источника 5 U =9U к сопротивлению нагрузки 4 R . Аналогично работает и схема по фиг. 6, которая эквивалентна схеме фиг. 1 в нерегулируемом режиме. В обеих схемах переменный ток намагничивания данного трансформатора протекает по обмотке 42 и создается в ней генератором тока 43 в соответствии с работой ключей ЗЗ и амплитудой напряжения источника 5, так и в известном устройстве, обеспечивая этим режим постоянного тока силовых обмоток 34 — 37, который обладает известными преимуществами, позволяет экономить количество витков силовых обмоток при том же коэффициенте трансформации.

Каскадная схема (фиг. 1, 2, 3) работает в нерегулируемом режиме следующим образом.

При замыкании ключа ЗЗ ток из обмотки

37 протекает через диод 24 и токозадающее сопротивление 14, рассчитанные соответственно, и открывает тиристор 32. Через последний протекает ток из обмотки 36, аналогично открываются и тиристоры 31, 30.

При размыкании ключа 33 токи через ве тили 32, 24 прекращаются и тиристор 32 пирается, затем аналогично запираютг" иристоры 31, 30. Быстрому запиранпн> ..рпсторов 30 — 32 способствует импульс обратного напряжения, поступаюгцпй в вплс напряжения обмотки 36 и конденсатора 11 (35 и 10, 34 и 9) при еще открытом тиристоре 32 (30, 31) на запертый диод 24 и резистор 14 в момент запирания ключа 33.

Этот импульс вызывает обратный ток из управляющего электрода тиристора, и таким образом осуществляется быстродейств ющее, комбинированное выключение тиристора 32. Схемы выключения каскадных ключей по фиг. 2 и 3, предназначенные для работы при отрицательном и переменном напряжениях соответственно, работают аналогично. При этом в схеме на фиг. 3 вентиль

29 постоянно включен (ключ замкнут) при отрицательном значении, а вентиль 40 — при положительном значении напряжения источника 5 (плюсом к выводу 2, минусом к выводу 7), а в остальные периоды времени эти ключи постоянно разомкнуты, и таким образом выводят из работы соответствующий верхний или нижний тиристор вентиля 31 (фиг. 3), в котором на данном периоде времени нет необходимости. Поскольку в момент выключения ключа 33 напряжения на обмотках не могут измениться мгновенно на прямо противоположные из-за наличия во всякой реальной схеме паразитных емкостей, то напряжение на ключе 33 в момент запирания тиристора 32 практически не превышает величины напряжения источника 5 на конденсаторе 11, даже если считать, что напряжение на обмотках 37, 36 успеет уменьшиться в два раза по сравнению с начальным напряжением U. После запирания всех тиристоров на каждый из них с обмоток и конденсаторов, соединенных последовательно, подается напряжение одного конденсатора и одной обмотки, т. е. удвоенное напряжение источника 5. Такое же напряжение подается на ключ ЗЗ с обмотки 37 и источника 5.

Режим регулирования коэффициента передачи преобразователя и напряжения на выходе.

Регулирование отключением конденсаторов. При снятии управляющего сигнала с вентиля 25 он автоматически запирается в момент переключения ключа 33, когда ток в конденсаторе 8 меняет направление на противоположное. После этого цепь конденсатора 8 после полной зарядки от источника 5 оказывается разорванной вентилями 25, 15 (фиг. 1), а выход обмотки 34 при размыкании ключа 33 подключается к нагрузке 4 через диод 19. Соответственно напряжение па нагрузке меньше на U, а коэффициент пс1,сдачи равен восьми. Аналогично путем «и»1403282

Формула изобретения

55 тия управляющего сигнала с вентилей 26, 27 достигается выключение из работы соответствующих конденсаторов 9 — 11 и уменьшение (регулирование) выходного напряжения на 2U, 3U.

Регулирование посредством цепей управления вентилей каскадного ключа 30—

33 позволяет отключать, выводить из работы одновременно конденсатор и обмотку той или иной преобразовательной секции или только обмотку в том случае, если конденсатор уже выведен посредством вентиля 25 (26 — 27). Для отключения обмотки 34 при выведенном конденсаторе 8 снимается сигнал управления с вентиля 28, и он запирается. Тогда при замыкании ключа 33 тиристор 30 остается запертым, а обмотка 34 разряжается на нагрузку 4 по цепи вентиль 19— обмотка 34 — вентили 16 — 18 — вывод 2— источник 5 — вывод 7. После нескольких периодов работы ключей 33 обе обмотки 34 в группах 38, 39 обесточиваются и схема работает далее с коэффициентом передачи

«семь», определяемым оставшимися в работе конденсаторами 9 — 11 и обмотками 35—

37. При отключении аналогичным образом обмотки 35 при отключенном конденсаторе 9 запираются тиристоры 29 и 31, обмотка 35 разряжается на нагрузку 4 по цепи источник 5 — вентили 18, 17 — обмотка 35— вентили 20, 15, 25 — нагрузка 4. При этом вентиль 25 вводится в постоянную работу одновременно с выводом из работы тиристора 30 путем подачи управляющего сигнала на управляющий электрод вентиля 25 из блока управления, после чего напряжение на конденсаторе 8 устанавливается близким к нулю вследствие вольт-секундных интервалов на обмотке 34 и падения ее переменного равенства напряжения на токоограничительном дросселе (на фиг. 8 этот дроссель не показан).

Этот дроссель предназначен для увеличения реактивного сопротивления цепи обмотки 34 в дополнение к сопротивлению индуктивности рассеяния, чтобы исключить циркуляцию ВЧ переменного тока в контуре обмотка 34 — конденсатор 8 — вентиль 15 в режиме регулирования напряжения.

Аналогичным образом выводится из работы обмотка 36 посредством тиристора 32, если цепь управления последнего выполнить аналогично тиристорами 30, 32. Ввод обмоток и конденсаторов в работу и повышение напряжения на нагрузке осуществляется в обратном порядке.

Работа схем подключения источника и нагрузки по фиг. 4 и 5 протекает аналогично, так как соотношение напряжений на входах

1 — 3 преобразователя и направление токов в схеме не изменяются. Изменение коэффициента передачи до восьми в схеме фиг. 4 и до «8/9» в схеме на фиг. 5 достигается за

35 счет изменения мест подключения источника 5 и нагрузки 4.

Использование в качестве вентилей 15—

18, 22 — 25, 28 — 29, 30 — 32 и 33 симметричных приборов (симисторов, встречно-параллельно включенных транзисторов или тиристоров) обеспечивает работоспособность усттройства при трансформации переменного напряжения путем изм енения направления включения симметричных приборов одновременно с изменением полярности переменного напряжения источника 5 на входах 2 схемы (фиг. 1); она может быть перестроена на работу с противоположными по знаку напряжениями и токами в схеме.

Выполнение вентилей 26 — 29 в виде встречно-параллельно включенных диода и тиристора (причем диод ориентирован катодом к ближайшему преобразовательному конденсатору 9 или 10) упрощает управление регулирующими вентилями и повышает надежность и КПД.

Возможно использование форсирующих дросселей, включенных последовательно с вентилями 22 — 24 (на фиг. 1 не показано).

Эти дроссели предназначены для формирования коротких им пульсов включаю щего напряжения и тока в параллельных с ними цепях управления из элементов 28, 12, 29, 13, 14 силовых тиристоров каскадной цепи 30—

33 (фиг. 1) и позволяют применять силовые вентили 22 — 24 с минимальным прямым напряжением (максимально экономичные) .

Параметры дросселей определяются расчетным или (и) экспериментальным путем по критерию включения силовых вентилей 30—

32 при минимально коротком импульсе напряжения на дросселе в момент замыкания ключа ЗЗ и отпирания вентилей (диодов)

22 — 24).

1. Индуктивно-ем костный преобразователь напряжения, содержащий первый, второй и третий входы для подключения соответственно источника первичного напряжения и нагрузки и две симметричные группы преобразовательных секций, каждая из которых включает обмотку преобразовательного трансформатора, ориентированную одинаково с обмотками секций данной группы и в обратном направлении с обмотками секций другой группы, а также развязывающий вентиль, подключенный входом к выходу обмотки, и входной и выходной вентили, принадлежащие данной обмотке, причем секции в каждой группе выходом развязывающего вентиля соединены последовательно с входом обмотки, а в последней секции — с первым входом, выходным и входным вентилями — с аналогичными вентилями следующей секции, входом обмотка первой секции подключена к второму входу, а

1403282

12 ее другой вывод через выходной вентиль и управляющий ключ — к третьему входу, отличающийся тем, что, с целью повышения

КПД (надежности и улучшения массогабаритных показателей, в части N секций параллельно развязывающему вентилю включена цепочка из последовательно соединенных дополнительного перезаряжающего вен тиля в М секциях, где М N, и преобразовательного конденсатора в N секциях и каждая секция дополнительно снабжена регулирующим вентилем, цепь управления которого включена между выходом обмотки и управляющим входом вентиля и состоит из токоограничительного резистора, форсирующего дросселя и управляющего вентиля, причем каждый из регулирующих вентилей, кроме последнего, включен между выходными вентилями смежных секций, а последний регулирующий вентиль включен между выходным вентилем предыдущей секции и выходом обмотки последней секции.

2. Преобразователь по и. 1. отличающпйcÿ тем, что последовательно в цепь обмотки последней секции включен токоограничнвающий дроссель.

3. Преобразователь по и. 1, отлпчающпйся тем, что в качестве венти. ей использованы симметричные управляемые вентили.

4. Преобразователь по и. 1, отлпчающппся тем. что зарядная ветвь перезаряжающего вентиля выполнена в виде диода, а разрядная — в виде тиристора.

5. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что форсирующий дроссель каждой секции цени управления регулирующим вентилем включен последовательно в цепь вы15 ходного вентиля данной секции.

6. Преобразователь по п. 1, отлпчающпйся тем, что дополнительно в каждую секцию введен замедляющий конденсатор, включенный между анодом регулирующего вентиля и одним из входов преобразователя.

1403282

ФиР У

1403282 дрыг 7Я дьг17

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Швыдкая Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 2879/51 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4