Устройство для стабилизации тока

 

СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН щ G 05 F 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4469450/Оl (22) 29.07.88 (46) 23.06.91. Бюл. У 23 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) И.В.Волков, С.И.Закревский, М.Н.Горбачев, 10.И.Стародумов, А.А Головач и И.С.Чумаков (53) 612.316.1(088.8) (56) Милях А.Н. и др. Системы неизменного тока на основе индуктивноемкостных преобразователей. Киев.:

Наукова думка, 1974, с. 214.

Автореферат диссертации В.Г.Турковского. Установка стабилизированного тока системы электроснабжения электротехнологических потребителей нестационарным режимом. Минск, 1984, с ° 9 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение потребляемой мощности путем

Изобретение относится к электротехнике.

Цель изобретения — снижение потребляемой мощности путем ограничения тока на входе преобразователя в режиме холостого хода.

На фт . 1 приведена блок-схема заявляемого устройства в наиболее общем а-тЬазном варианте; на фиг.2 и 3 приведены в качестве примеров соответственно Т-образная схема без взакмоиндуктивных связей и мостовая схема как вавианты заявляемого устройства

ÄÄSUÄÄ 1658137 А 1

2 ограничения тока на входе преобразователя в режиме холостого хода. В í-рмальном режиме устройство обеспечивает параметрическую стабилизацию тока в цели с переменной нагрузкой.

В режиме холостого хода дроссели с нелинейными вебер-амперными характеристиками насыщаются, образуя совместно с конденсаторами параллельные контуры, настроенные в резонанс (феррорезонанс) токов на частоте источника питающего напряжения. За счет использования явления феррорезонанса токов в параллельных контурах, достигаемого путем соответствующего выбора параметров дросселей с нелинейными вебер-амперными характеристиками и конденсаторов входных контуров индуктивно-емкостного преобразователя, обеспечивается одновременное ограничение выходного напряжения и входного тока в каждой фазе устройства. 3 ил .

Предлагаемое устройство имеет питающую сеть 1, индуктивно-емкост ной преобразователь 2; сопротивление 3 нагрузки Zn, дроссели 4 с нелинейными вебер-амперньки характеристиками.

Устройство работает следующим образом .

В нормальном режиме в каждой фазе нагрузки 3 протекает номинальный ток, действующее значение которого стабилизируется с помощью индуктивно-емкостного преобразователя 2, подсоединенного к источнику переменного напряжения 1. В этом режиме дроссель 4 с не16581:l !

ЛЫ миИ +"Фх.жя

Ьх. ср

45 где Uз„„„„„н Узх, » — соответственно минимальное и максимальное значения напряжения питаякей сети. Следова-. тельно, в режиме холостого хода предлагаемое устройство переходит из режима стабилизатора выходного тока в режим стабилизатора выходного напряжения. При этом настройка параллель ных контуров преобразователя в феррорезонанс токов осуществляется с помощью отпаек на обмотке дросселя 4 с нелинейной вебер-амперной характе-, ристикой. линейной вебер-амперной характеристикой находится в ненасыщенном состоянии и его индуктивное сопротивление

XL значительно больше, чем в насыщенном состоянии, поэтому в его цепи протекает весьма малый ток, составляющин не более 5-7Х от тока нагрузки.

В режиме холостого хода преобразователя вследствие обрыва цепи нагруз- 1О ки ИЕП оказывается нагруженньи только на дроссель 4. Напряжение на выходе

ИЕП при этом возрастает, вследствие чего магнитопровод дросселя 4 входит в состояние насыщения и тем самьм ограничивает величину выходного напряжения преобразователя на определенном уровне U В режиме холостого хода за счет насыщения дросселя 4 структура входных контуров преобразователя, выполненного по любой ш-фазной схеме (фиг.1), изменяется из

Г-образной в Т-образную без взаимоиндугтивных связей с короткоэамкиутым выходом. Параметры конденсатора и дросселя 4 каждой фазы преобразователя рассчитываются таким образом, что индуктивное сопротивление в состоянии насыщения Х1Н оказывается настроенным в резонайс с емкостью С ! конденсатора входного контура на час,тоте источника питающего напряжения 1!.

В результате в параллельном контуреXLH -С возникает резонанс (феррорезонанс) токов, вследствие чего вели" чина входного тока преобразователя достигает минимального значения

I Ь„„х при расчетном напряжении пи" таюЩей сети UЬк с и оДновРеменно ограничивается выходное напряжение преобразователя на заданном уровне

Ьюк, к. к При этом величина БЫ ср определяется по формуле

Нл основании результатов влп1олненных теоретических и экспериментальных исследований предложенного устройства его параметры следует выбрать из следующИх соотношений:

Х =(1)Х1,7 1

U6 х„ (2) (3) Х =Х1.Н

U bx.ñô х„ ьI д в

116ьх. к,х, 11ьых н. выходное напряжение преобразователя соответственно в режиме холостого хода и номинальном режиме, причем 1166,х,н соответствует оптимальной величине относительной нагрузки ИЕП; XL — индуктивное сопротивление дросселя с линейной вебер-амперной характеристикой, входящего в каждую фазу ИЕП;

I — ток короткого замыкания преоб" к разователя, определяемый в зависимости от значения номинального тока Х 11 преобразователя но соотношению Тк. < а1,15 I„.

Расчетное выражение (1) справедливо для дросселей с нелинейньии веберамперными характеристиками, выполненных на сердечниках иэ ферромагнитных материалов (например, иэ обычных электротехнических сталей, используемых в трансформаторах малой и средней мощности), для которых выполняется соотношение

XLX хьн — — 35-5 2

1 установленное на базе экспериментальных исследований.

Новизна изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство для стабилизации тока обеспечивает в режиме холостого хода одновременное ограничение (стабилизацию) выходного напряжения и минимизацию величины потреб- ляемого из сети тока.

Положительный эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в экономии потребляемой иэ сети электрической энергии и повы" шенин КПД преобразователя, достигаемых за счет минимального значения входного тока в режиме холостого хода преобразователя.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность работы преобразователя эа счет улучшения энергетических показателей в режиме холостого хода (коэффициента мощнос37 фиг.!

Фиа 2

Со ставит ел ь Г. Таракан os a

Редактор Л.Лашкова Техред N.Ìoðãåí Tâë Корректор ". Ревс кая

Заказ 2433 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ;!

Произволi тненно-издательский комбинат "Патент", r, Ужг i1 ... . Г;lt; ðèíë, S 1ь581 ти и КГБ); повысить надежность работы преобразователя за счет ограничения напряжения в режиме холостого хода при одновременном снижении величины

5 потребляемого тока до возможного минимального значения.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации тока 1() в т-фазной нагрузке, содержащее тп-фазный индуктивно-емкостной преобразователь с предвключенным индуктивным элементом в каждой Лазе и m дросселей

Ю с нелине11ной p< pi ti-;„.-, ; ðп<1 3 хпрпк1< ристикой, о т . н ч и ю щ е е я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности путем ограничения тока на входе преобразователя в режиме холостого хода, кажцый иэ m дросселей с нелинейной вебер-амперной характеристикой подключен параллельно емкостному элементу каждой иэ m фаэ преобразователя, причем индуктивное сопротивление указанного дросселя выбрано равным реактивному сопротивлению емкостного элемента.