Двухфазный низковольтный источник электропитания
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного низковольтного источника электропитания с четырехкратной частотой пульсации выходного знакопостоянного напряжения. Цель изобретения - расширение схемнофункциональных возможностей и области применения. Источник электропитания содержит двухфазный источник переменных ЭДС, реализованных, например , на двух секциях вентильной обмотки со средней точкой в каждой из них, образующей выходной вывод. Четыре преобразовательных элемента 1-4 соединяют выводы или отводы данной секции с отводами или выводами другой секции при соответствующих соотношениях их частей от отводов до средней точки. При перемещении отводов обеспечивается определенное множество схем с соответствующим фазовым сдвигом огибающей выходного напря- & жения относительно преобразуемых ЭДС в пределах 0-90 эл.град. 5 з,;п. , 20 ил. S сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
1 1) Н 02 М 7/155
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ П1НТ СССР (2! ) 4486192/07 (22) 23»09 ° 88 (46) 23,03,91 ° Бюп. М 11 (72):А»М,Репин (53) 621 ° 314»5(088 ° 8)
:(56) Авторское свидетельство СССР
У 1336179, кл» H 02 М 7/155, 1985»
Авторское свидетельство СССР
9 1336178, кл» Н 02 M 7/155, )985
1 (54) ДВУХФАЗНЬЙ НИЗКОВОЛЬТЫФИ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАШИ (57) Изобретение относится к элект» ротехнике и может быть использовано в качестве вторичного низковольтного источника электропитания с че трехкратной частотой пульсации выходного знакопостоянного напряжения, Цель изобретения - расширение схемно„„SU„„jI636969 А 1
2 функциональных возможностей и области применения, Источник электропитания содержит двухфазный источник переменных ЭДС, реализованных, например, на двух секциях вентильной об» мотки со средней точкой в каждой из них, образующей выходной вывод„Четыре преобразовательных элемента 1 4 соединяют выводы или отводы данной секции с отводами или выводами другой секции при соответствующих соотношениях их частей от отводов до средней точки, При перемещении отводов обеспечивается определенное множество схем с соответствующим фазовым сдвигом огибающей выходного напряжения относительно преобразуемых ЭДС в пределах 0 90 эл,град 5.з и, ф лы, 20 ил»
3 1636969 4
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве низковольтного источника электропитания с четырехкра гной частотой
5 пульс ации выходного знакопо стоянно го напряжения, Цель изобретения расширение схемно-функциональных возможностей и области применения, 10
На фиг,1 изображена принципиаль ная электрическая схема двухфазного низковольтного четырехлучевого источ" ника знакопастоянного напряжения с четырехкратной частотой его пульса- 15 ции, в котором двухфазный источник переменных ЭДС реализован на двухсекционной вентильной обмотке (BO) электромагнитного аппарата с фазовым сдвигом формирующихся на секциях ЭДС на 120 эл,град,,и выводом от среднеи точки в каждой фазной секции, а также с одним отводом в каждой их полу секции, причем малыми стрелками у секций показаны направления перемеще 25 ния отводов в первой фазнай секции от крайних выводов к средней точке, а во второй секции - от средней точ» ке к выводам при изменении фазового сдвига Ц огибающей выходного напряжения относительно образующих его
ЭДС в пределах (О; 30) эл град включая границы предела, большими стрелками у секций показан фазовый сдвиг преобразуемых ЭДС; на фиг ° 2 векторная диаграмма формирования в фазовой плоскости четырех последова тельно сдвинутых во времени импуль»
con S ((IA= 1,4) знакопостояннога выходного напряжения U в схеме по фиг,1 40 причем для каждого из четырех импульсов, указ аны номера токаправодящих (от крытых в данном интервале времени) преобразовательных элементов (ПЭ), а также обозначены выводы и отводы со 45 ответствующих полусекций и их частей, участвующих в работе в данном из четырех контуров токапрохождения с цик лически сменяющимся во времени составам элементов в каждом из них; на фиг 3-6 - электрические схемы и диаграммы, частные реализации при Р =0 и 30 эл,град. соответственно, причем в каждой из них отводы в одной из фазных секций, а именно в первой на фиг,5 и ва второй на фиг ° 3, совпада ют с выводом or средней точки, умень шая общее числа отводов; на фиг ° 7 и
8 та же, для поддиапазона фазового угла Ц = 1" 30; 45) эл.град; на фиг 9 и 10 - то же, частная реализация при (= 45 эл.град; на фнг.11 и 12 - то же, для поддиапазона угла Р =(45;
75(эл,град,, на фиг,13-16 - то же, частные реализации при Ц =60 и
75 эл,град, соответственно; на фиг ° 17 и 18 - то же, для поддиапазона угла
$75; 90 1 эл град.; на фиг ° 19 « зависимость ат угла Ц относительно
+ суммарного числа N витков секций
В0 или суммарной амйлитуды преобра» зуемых ЭДСОН на фиг,20 - зависимости от угла. Ц относительных значении а, b, а<, b< витков или амплитуд ЭДС полусекций ао, Ъо разных фаз и их часУ g тей а> а, Ь|о
При этом любое значение в размер» ных единицах (например, ao) определяется путем умножения относительного его значения (например, а) на 2U о/ 3, где У„а — амплитуда выходного найряжения, Источник (фиг ° 1) содержит четыре
ПЭ 1 4 и двухфазный источник перемен ных ЭДС, реализованный на двухфазной
ВО электромагнитного аппарата по од» ной секции (ах, by) в каждой фазе, Каждая секция снабжена отводом от средней точки (о и о ), образующей один из двух выходных выводов "+", I
"-."в Средние точки о и о делят каждую секцию на две равные частиполусекции ао, ох, Ьо, Ь у. Каждая из них снабжена одним отводом - а1, а, b<, Ь . Выводы а и х (b и у) первой (ао и Ъо ) и второй (ох или о y) полусекций данной фазнай секции (соответственно первой секции ах или второй секции Ьу) соединены через подключенные к ним ПЭ 1 и 3 (4 и 2) соответственно с отводами Ь2 и Ь (а и а <) второй (о у или ох) и первой (bo или ao) полусекций другой фазной секции by (или ах) двухфазнаго источника переменных ЭДС, сдвинутых на 120 эл град, относительно одна другой, При этом все ПЭ 1-4 подключены однонаправленно относительно одного из выходных выводов "+111 11-11В а часть а<о (а о) каждой полусекции ао (ох)от отвода а 1 (а ) до средней точки о в первой фазной секции ах может быть установлена равной
tg(30 — tg) относительно данной полу секции ах, часть Ь|о (Ь i ) от о а вода Ь (Ь ) до средней точки о во
5 16 второй фазной секции by - равной tgy относительно полусекции Ьо,:т е, .в соотношениях (ао = ох): (a 1. tg(30 С ), (Ьо — о у): (Ъ1о-Ь о),= 1: tgg, при одновременном соотношении полусекций разных фаз ao:Ъо = о = cos(30-®:cos g и значениях угла 0; ЗОО$, включая границы предела, Источник работает следующим образом, На фиг,1 реализована схема соединения согласно - согласно для разноименных по фазе ЭДС и их частей,:т.е. полусекции ао и хо первой фазной секции ах соединены согласно через ПЭ 1 и 3 с частями Ъ о и Ь,о полусекций второй фазной секции by и так" I же согласно с ее полусекциями уо и Ьо соединены через ПЭ 2 и 4 части а1о и а о первой секции Поэтому при формировании каждого из четырех выходных. импульсов Sp участвуют ЭДС полусекции данной и часть ЭДС полусекции другой фаз источника (фиг.2). Тем самым каждая такая часть полусекции участвует в работе при формировании двух импульсов выходного напряжения, что позволяет снизить суммарное число секций ВО и суммарное число их витков. При установленном соотношении и фазовом сдвиге преобразуемых ЭДС на 120 эл град в и сточнике обеспечивается на выходе знакопостоянное напряжение П из четырех теоретически одинаковы импульcoa S (@ r,2). И пульсы последовательно сдвинуты относительно друг друга и равны по длительности 90 эл град,, обеспечи вая период огибающей выходного напряжения равным ф =29 = 2 ц !4 ./\. Й = 90 эл,град., г,е 9 = 45 эл,град»половина этого периода, Так как импульсы непосредственно примыкают друг к другу, то на выходных выво» дах "+" и "-" формируется постоянное напряжение, переменная составляющая которого сравнительно мала - коэффициент пульсации составляет К и = $U
36969 5 Причем, как видно из фнг 2, одно временно в схеме обеспечивается фаз ный сдвиг Ц в пределах (0; 30 элград, что показано применительно к первому импульсу S 1 относительно образующей его ЭДС полусекции ao ° Рос т угла (до стигается путем синхронного перемещения положения отводов в каждой из двух полусекций данной секции источника ЭДС в сост ветствии с направлениями, показанны ми на фиг 1 маленькими стрелками, а также при обеспечении указанного со» отношения ЭДС (витков) этих полусекций и их частей, При фиксированном значечии амплитуды ЭДС полусекции од» ной из фаз (при данном числе ее вит ков) одновременно изменяется и значе ние выходного напряжения, что допол. нительно характеризует интеграцию ряда функций, При фиксированном зна чении угла (источник (фиг ° 1 ) имеет ряд частных реализаций при Ц> = 0 (фиг,3 и 4), (I> = 30 эл.град, (фиг 5 и 6). Выполнение источника согласно фиг ° 718 расширяет множество возмож» ных реализаций ° В результате возмо жен обоснованный выбор необходимого решения, в том числе оптимального по соответствующим критериям выбора Необходимые при этом данные для конкретных значений витков или ЭДС полусекций и их частей, в том числе выракенные в действующих значениях а+, Ь, а, Ъ напряжения на них от носительно среднего напряжения U в режиме:хх, а также сведения o cyM марном числе витков, выраженные отно-. сительно амплитудногî (W ) и сред» него (W ) .значений напряжения У приведены в таблице и на фиг,l9 и 20 ° При .этом в таблице любое из зна» чений тР представляет собой требующийся при расчетах коэффициент В < = Уп/Ч = n 7i /2 3,где n — любое из значений ао, а о, Ьо, Ь o ; n— относительное их значение U — co» Yl ответствующие им действующие (эффективные) значения напряжения, Формула и зоб ретения 1о Двухфазный низковольтный источник электропитания, содержащий двух фазный источник переменных ЭДС, сдви» нутых по фазе íà 120 эл град ° одна относительно другой, при этом каждая 1636969 ) sin{(f - 30 ) з р .. 2 0,7071 О,866 2/3 1 сов (30 - ф) —— 1 43 + l 2)2 1 0,966 2 l +1„/4з 4з 1г 1, 1547 1, 1154 212 О, 866 О, 966 l 1/-Гз О, 866 l, 1154 0,8165 1 из двух фаэных секций источника переменных ЭДС снабжена выводом от сред ней точки, образуюшдм выходной вывод и делящий секцию на две полусекции, каждая из которых снабжена отводом, а к двум отводам и двум выводам пер» вой секции подключены по одному одно« именными электродами четыре преобразовательных элемента, свободные электроды которых присоединены к со» ответствующим выводам и отводам второй фазной секции, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения схемно-функциональных возможностей и области применения, вывод и отвод данной полусекции двухфазного источника переменных ЗДС соединены соответственно с отводом и выво» дом или выводом и отводом полусекции второй фазной секции источника переменных ЭДС при соответствующих соот» ношениях части полусекции от ее отвода до средней точки относительно полусекции, установленных для четы рех поддиапазонов фазового слвига q -(î; зо) . Po; м), (оз; >s), (75; 90) эл.гред, где g - некоторый фазовый угол, а квадратная скобка обозначает, что указанная при ней цифра принадлежит данному подциапа» зону без исключения иэ него, ;2. Источник по и 1, о т л и ч а ю щи и ся тем, что при Оо(g(30 д выводы первой и второй полусекций данной фазной секции соединены через подключенные к ним преобразователь ные элементы соответственно с ство дами второй и первой полусекций торой фазной секции источника ЭДС, 3 ° Источник по:п.l, о т л и ч а юшийся тем, что при 30 (Я < 45 о о выводы первой и второй полусекций первой фазной секции соединены через подключенные к ним преобразовательные элементы с отводами второй и 5 первой полусекций второй фаэной сек ции источника ЭДС, выводы которых соединены через подключенные к ним прео бр аз ов а тель ные зле ме нты с о тво» дами второй и первой полусекций первой фазной секции, 4, Ис точник по:п.l, о т л и ч а юо шийся тем, что при 45 а Ср<75 через преобразовательные элементы соединены выводы разноименных и от15 воды одноименных полусекций разных по фазе секций источника ЭДС, :5, Источник по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что при 75 аЦ) (90 выводы первой и второй полусекций 20 первой фазной секции соединены через подключенные к ним преобразователь ные элементы с отводами первой и второй полусекций второй секции, выводы которой соединены через подключенные к ним преобразовательные элементы с отводами второй и первой полусекций первой фазной секции источника ЭДС, I :6, Источник по пп, l 5, о т л и ч а ю шийся тем, что часть каж,цой полусекции от отвода до средней точки в первой фазной секции установлена при (g = 10; 75О)равной tg(30 - ) при g =- 1 75; 90 1 равной c tg = 0; 45О) равной tgg, при f =$5;90) равной ctgCg относительно данной полусекции, при одновременных соо тношениях полусекций первой и второй фаз« а 40 Hblx ceK H как cos(30 - ):cos g HPH Ц = 0; 45$, cos((f" 30 ):sin (. при (4 = 145р 75 и sin(+30 ):sin (p при 1 (= P5:, 90 ), 1636969 Продолжение таблицыОтводы и суммаф ное число витков 60 и s << 3!1 331 436 2.33 4-)6 0,876 О, 7854 0,7854 0,876 0,9069 .f sin(30 - Ц ) О а, -13 » 1 2 !2 «33 -1 2!2 О, 2588 «33 - ! 0,2989.й;л » ° » 0,5 0,2588 33 -1 0 5 1 .33г 0,5774 Я. 4 33 0,4535 «3ь". 0,2989 2й"= 0,5774 а а 4«!6 4«f3 44ь. 0,2347 0 О, 2347 — - .ll 47 -Д 0,866 0i7073 1 2 ,3з 0,4534 33+ 1 2 (2 0,966 1+1ыэ «!2« 1, 1154 (2(3+1) 4 «36 0,876 0,866 «!э 1, 1547 <г 2,! Э 0,4535 0,8165 а 2"!б ° Ccc ф 0,7854 О,ь412 0,7854 8ШЦ ! 0,5 1 ! э 0,5774 33 - 2«(2 0,2588 437- 1 «36 О, 2989 1 «Г2 0,707! « 2 Г 0,8165 3,8637 4,3094 3,8637 4,3094 Значения при g, эл грздв О Щ33-1) 4«36 4 3 2 !ь« 0 0,2347 Ог 4535 О, 6412 2+2(3 + 1/!3) сов (15 - Cp) 4sih((p. 30 г <)+у г<г< +ц4з> г <1+г/ Гзг + 4,3094 4,4614 2«3б 0,6413 0,7854 os(CP- 30 ) 1 1 0,7071 0,5 1Гз <г О, 816 5 Ог 5774 фе /Ъ 2, 6 4«Б О, 6413 094535 вЫЦ3=, «33+11 2«32 0,966 ) 1+1ДЗ 2 -«32 +3 1, 1154 1, 1547 4+6 2«33 О, 876 О, 4535 сов <㻠— — ь -ГЗ"- 1 О 2«32 0,5 Ог2588 О -33 -1 О 33 3«Б 0,5774 0,2989 О « 33) О 4«33 4 36 0,4535 0,2347 0 ) -2 32 (1+1/«Д) sin <(P-1У 4 «32г(3+ 33) 2 (1+2/ Э) 1636969 Продслжение таблицы Значении при g, эл град,. Отводы н суммарное числО Вкт ков 60 75 90 15 И - (2,- (Ч3б+1) 1 ) . и 7 2 Р Г3 4,4428 . 4,2915 4,7866 У и 2 ) г 1 4,7866 4,9554 -< Г3 +1) 4,2915 4, 7866 Отводы с ростом угла(: - — — а на Ь у < .удалнютсн (< — — сближаются — — —. — И Соединены через преобразовательные элементы: а с ЪС(Ъа) Š— — — согласи 1 ф(встречно)+ х с Ь1(Ь<) согласи 1 ф (встречно) асу 1согласно хсЬ 1г-согласно ф ,Й а) м- согласно-У с) -встречно-У а,сЪ1 =-встречно — а с b 1согласно 1 " 2 (2) Я4 Фиг.5! б36969 Ью Фиг.8 У Фиг. 1О 1бЗ69б9 0 У У (4) ted Х 2 1636969 0.85 0,8 0 15 ЗО 05 бО 75 ф . . Фиг. 19 0.8 О.б О,Ф 0.2 15 30 Ô5 бО 75 у : . Фиг. 20 Составитель: В Горохов Техред А.Кравчук Корректор Н Корол» Редак тор О, Юрко вецк ая Заказ 822 ВНИИПИ Государственного 113035, Тираж 384 Подпи сно е комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 3Ф +Ra 1.0 г (2) 4ua 18 Sr О) 
