Способ коммутации токов в фазах сверхпроводникового преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик и качества формы напряжения на выходе сверхпроводимкового преобразователя. Сверхпроводнмковый преобразователь, использующий способ, содержит сверхпроводниковые трансформаторы 1-3 фаз А,В,С, криотронные ключи 5-7, блок питания и управления 9, регулирующий амплитуду, и датчик тока 10, регулиоующий ток в нагрузке. Способ позволяет путем исключения пауз в питающем напряжении повысить мощность сверхгфоводвмкового преобразователя и обеспечивает при повышенном среднем напряжении линейный ввод тока в нагрузку при одновременном снижении пульсаций напряжения, за счет чего достигается поставленная цель. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 01 (39/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ток в нагрузке (21) 4479809/07 (22) 07.69.88 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Институт проблек- энергосбережения

AH УССР и Государственный научно-исследовательский институт им.Г.M,Кржижановского (72) A.В.Кузьмин, Ю.В.Скобарихин, A.В.Новосельцев и С. В,НепОгодьев (53) 621.314,6:537.312,62(0ЕЗ.Е) (56) Тонкаль В.Е,„Новосельцев А.В., Скобарихин Ю.В, Принципы построения сверхпроводниковых преобразовательных систем — Препринт AH УССР f+ 612, Ин-т Электродинамики. Киев, 1988, 49с, Атертон Д.л., Дэвис Р. Источник подкачки IloTQKB вентильного типа с индуктивной передачей тока и термически управляемыми, криотронами из ЙЬЗЯп — Приборы для научных исследований. 1979, с. 73-77.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания сверхпроводниковых магнитных систем с помощью сверхпроводниковых (криотронных) преобразователей.

Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик и качества формы(выходного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема трехфазного сверхпроводникового преобразователя.

Саерхпроводниковый преобразователь содержит сверхпроводниковые трансформаторы 1-3 фаз А,В,С, первые выводы вторич„„5Q 1647704 А1 (54) СПОСОБ КОММУТАЦИИ ТОКОВ В ФАЗАХ СВЕРХПРОВОДБИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — улучшение энергетических характеристик и качества формы напряжения на выходе сверхпроводиикового преобразователя. Сверхпроводниковый преобразователь, использующий способ, содержит сверхпроводниковые трансформаторы 1-3 фаз А,В,С, криотронные ключи

5-7, блок питания и управления 9, регулирующий амплитуду, и датчик тока 10, регулирующий ТОк В нагрузке. Способ позволяет путем исключения. пауз в питающем напряжении повысить мощность сверхпроводникового преобразователя и обеспечивает при повышенном среднем напряжении линейный ввод тока в нагрузку при одновременном снижении пульсаций напряжения, за счет чего достигается поставленная цель. ил. ных обмоток которых обьединены и соединены с первым выводом 4 для подключения нагрузки, а вторые выводы соединены через ф криотронные ключи 5 — 7 с вторым выводом

8 для подключения нагрузки. Управление ключами 5-7 и подача напряжения на первичные обмотки сверхпроводниковых трансформаторов 1-3 каждой фазы А,В,С осуществляются блоком 9 питания и управления, с выводом обратной связи которого соединен датчик 10 тока, регистрирующий

Работа сверхпроводникового преобразователя включает в себя строгую последовательность процессов, которую можно

1647704

ЗО

50

55 рассматривать как следующие друг за другом внекоммутационные интервалы и интервалы коммутации.

На каждом внекоммутационном интервале в одной из фаз (например, фазе А) протекает ток нагрузки 4, а в первичной обмотке сверхпроводникового трансформатора . этой фазы действует импульс напряжения с амплитудой E.

Перед началом коммутации криотронные ключи 5 и 6, в коммутируемых фазах

{например, фазах А и 8) переведены в открытое состояние и в одной из фаз (фаза А) циркулирует ток нагрузки 4, а в другой коммутируемой фазе (фаза 8) ток равен нулю.

Коммутация фазных токов производится подачей импульсов напряжения на первичные обмотки сверхпроводниковых трансформаторов 1 и 2, коммутируемых фаз (фаз А и 8) с соблюдением условий

ОД вЂ” 2 Е

Од1Щ+2 Е йа =2 где Ои — амплитудное значение импульса напряжения на первичной обмотке сверхпроводникового трансформатора фазы с током (фазы А);

Π— амплитудное значение импульса напряжения на первичной обмотке сверхпроводникового трансформатора 2 фазы без тока (фаэы 8);

Š— амплитудное значение импульса напряжения, действующего в первичных обмотках сверхпроводниковых трансформаторов 1,2 на внекоммутационных интервалах, Оо = gu 1н — Разность амплитудных значений напряжения на первичных обмотках сверхпроводниковых трансформаторов

1 и 2 коммутируемых фаз (A и 8). ! м ток нагрузки; уи - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией сверхпроводникового преобразователя и параметрами обмоток свврхпроводниковых трансформаторов.

Для рассматриваемого сверхпроводникового преобразователя уи ц е Q где tv - продолжительность интервала коммутации, Lp — индуктивность первичной обмотки сверхпроводникового трансформатора;

М вЂ” взаимная индуктивность обмоток сверхп роводниковых трансформаторов;

К вЂ” коэффициент трансформации;

Ls — индуктивность вторичной обмотки сверхпроводникового трансформатора;

Lq — суммарная индуктивность дополнительных элементов (клапанов криотронных ключей, токоведущих шин).

При этом в сверхпроводящем контуре, образованном фазами с открытыми ключами 5,6 (фазами А. и В), на интервале коммутации под действием разности напряжений

Од наводится контурный ток 1 = 1, который компенсирует до нуля ток в фазе А и наводит ток !н в фазе 8.

Для реализации режимов коммутации используется датчик 10, осуществляющий обратную связь блока 9 управления с током нагрузки 4. На интервале коммутации в остальных фазах(в данном примере на фазе С) ключи 5-7 закрыты и к ним может быть приложено обратное напряжение, На рассмотренном интервале коммутации напряжение на выходе преобразователя равно по величине и направлению напряжения, имевшему место на внекоммутационном интервале.

По окончании процесса коммутации в фазу, в которой ток скомпенсирован до нуля (фазу

А), вводится сопротивление ключа R (ключ 5 выключается), а затем внекоммутационные и коммутационные процессы повторяются в других фазах, Формула изобретения

Способ коммутации токов в фазах сверхпроводникового преобразователя, содержащего сверхпроводниковые трансформаторы по числу фаэ, первичные обмотки которых подключены к выходным выводам блока питания и управления, с выводом обратной связи которого соединен датчик тока нагрузки, а вторичные обмотки сверхпроводниковых трансформаторов через криот.ронные ключи, выводы управления которых соединены с управляющими выводами блока питания и управления, включены параллельно между собой и выводами для подключения нагрузки, заключающийся в том, что на временном интервале коммутации, при открытых криотронных ключах в коммутируемых фазах и протекании тока в одной из этих фаз, ва первичные обмотки сверхпроводниковых трансформаторов каждой фазы подают импульсы напряжения, индуцирующего во вторичных обмотках сверхпроводниковых трансформаторов импульс тока с направлением, противоположным направлению тока, протекающего в фазе в момент времени, предшествующий комму тации, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик и качества формы выходного напряжения, ве1647704

Š— амплитудное значение импульса напряжения на первичных обмотках сверхпроводниковых трансформаторов на внекоммутационном интервале;

I !

Составитель А.Зенченко

Редактор Q.Ãîëîâà÷ Техред М.Моргентал Корректор С, Шевкун

Заказ 1406 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 191 личины укаэанных импульсов напряжения определяются соотношением

٠— 2Е

Ои—

Од+2 Е

Uaz - — —, 2 где Ок1 — амплитудное значение импульса напряжения на первичной обмотке сверхпроводникового трансформатора фазы с током на временном интервале коммутации;

Ue — амплитудное значение импульса напряжения на первичной обмотке сверхпроводникового трансформатора фазы без тока на временном интервале коммутации;

Од = ц IH — разность амплитудны значений напряжения на первичных обмотках сверхпроводниковых трансформаторов коммутируемых фаз; f< — ток чагрузки; p — коэффициент пропорциональности,определяемый конструкцией сверхпроводникового преобразователя и параметрами обмоток сверхпроводниковых трансформаторов.