Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя

 

Использование: изобретение может быть использовано в выпрямителях, работающих при широко изменяющейся нагрузке. Сущность изобретения: устройство включает дроссель фильтра, состоящий из двух сердечников 1,2, составляющих два слоя, один из которых выполнен из насыщающегося материала с большой магнитной проницаемостью , например феррита, а другой - из ненасыщающегося материала, например МО-пермаллоя. Поверх этих слоев размещена обмотка 3 из изоляционного провода. Указанный дроссель включен между входным и выходным выводами, а между выходным и общим выводами включен конденсатор . Входной, выходной и общий выводы служат для подключения соответственно выходного напряжения выпрямителя и нагрузки . Указанное выполнение устройства обеспечивает его упрощение и улучшение массогабаритных показателей при широком диапазоне изменения нагрузки. 2 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4813692/07 (22) 16,04.90 (46) 07.01.93, Бюл. N 1 (71) Опытно-конструкторское бюро по про-мышленному роботостроению "Роботы" Научно-производственного объединения "Ритм" (72) В.П.Щеглов (73) Малое предприятие "Скиф" (56) Авторское свидетельство СССР

¹1203658, кл. Н 02 М 1/14, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1381610, кл. Н 01 F 17/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1387134, кл, Н 02 M 1/14, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ

ПУЛЬСАЦИЙ НА ВЫХОДЕ ВЫПРЯМИТЕЛЯ (57) Использование: изобретение может быть использовано в выпрямителях, работа„., Ы„„1787309 АЗ ющих при широко изменяющейся нагрузке.

Сущность изобретения; устройство включает дроссель фильтра, состоя щий из двух сердечников 1, 2, составляющих два слоя, один из которых выполнен из насыщающегося материала с большой магнитной проницаемостью, например феррита, а другой — из ненасыщающегося материала, например

М0-пермаллоя. Поверх этих слоев размещена обмотка 3 из изоляционного провода.

Указанный дроссель включен между входным и выходным выводами, а между выходным и общим выводами включен конденсатор, Входной, выходной и общий выводы служат для подключения соответственно выходного напряжения выпрямителя и нагрузки, Указанное выполнение устройства обеспечивает его упрощение и улучшение массогабаритных показателей при широком диапазоне изменения нагрузки. 2 ил.

1787309

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямителях, работающих при широко изменяющейся нагрузке.

Известно устройство для ослабления пульсаций постоянного тока, содержащее сглаживающий дроссель, конец обмотки которого соединен с выходным выводом, а начало и отвод обмотки через управляемые ключи соединены с входным выводом. Конденсатор вклк>4ен между выходными выводами, Выходы формирователей сигналов управлейия соединены с управляющими электродами управляемых ключей, а входы данного формирователя — непосредственно, а другого формирователя — через инвертор подключены к выходу компаратора, имеющего нулевой порог срабатывания, вход которого соединен с выходом интегратора, входы которого соединены соответственно с началом и концом обмотки дросселя. Выходной вывод объединен с входным выводом.

Недостатком данного устройства является сложность схематического решения, заключающаяся в необходимости применения специальной схемы для коммутвциивыходов обмотки. Сложная конструкция дросселя требует достаточно большого количества витков и отвода, что в свою очередь, влечет за собой использование большого количества меди и, как следствие, увеличиваются массогабаритные характеристики.

Известен также индуктивный элемент, который может быть использован в устройстве для уменьшения пульсации на выходе выпрямителя, содержащий обмотку, размещенную на кольцевом мэгнитопроводе, Боковал сторона .поперечного сечения магнитопровода по его внутреннему диаметру выполнена меньше боковой стороны по внешнему диаметру магнитопровода, а торцовые стороны поперечного сечения выполнены выпуклыми по дуге. Полная двойная высота выпуклой области определяется из математического выражения, Использование дросселей такого типа не позволяет изменять индуктивность в зависимости от тока нагрузки в требуемых пределах. При применении дросселя в устройстве для уменьшения пульсации расчетная индуктивность для тока холостого хода оказывается либо резко меняющийся и недостаточной для фильтрации в выбранном диап;аоне токов нагрузки, либо неконструктивной, ведущей к недопустимому увеличени о массогабаритных характеристик, увели илию индуктивности

55 слой которой выполнен из насыщающегося материала большой проницаемости, а дру гой из ненасыщающегося — обеспечивае1 появление в объекте новых положительных свойств. значительно упрощается принципиальная схема устройства и снижаются

50 рассеяния, снижению энергетических показателей (снижение КПД).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя (а, с. ¹

1387134, кл. Н 02 М1/14), содержащее две секции обмотки дросселя, расположенные на одном магнитопроводе, Последовательно с концом обмотки (секции) включен тиристор, последовательно с началом второй обмотки (секции) — другой тиристор. Между концом первой обмотки и началом второй обмотки включен третий тиристор. Первый и третий тиристоры соединены анодами, второй и третий — катодами. При открытом состоянии первого и второго тиристора обмотки (секции) дросселя соединены параллельно, а при открытом состоянии третьего тиристора — последовательно, Параллельно выходу устройства включена конденсаторная батарея.

Недостатком данного устройства является наличие двух обмоток дросселя и необходимость в специальном устройстве синхронной коммутации обмоток, Целью изобретения является упрощение схемотехнического решения и уменьшение массогабаритных показателей при широко изменяющьйся нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя, содержащем входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно выходного напряжения выпрямителя и нагрузки, дроссель, включенный между выходным и общим выведами и конденсатор, включенный между выходным и общим выводами, дроссель выполнен в виде обмотки, размещенной на сердечнике, представляющем собой двухслойную конструкцию, один слой которой выполнен из резко насыщающего материала большой проницаемости, например, из феррита, а другой из ненасыщающегося, например MO-пермаллоя

Подобная совокупность существенных признаков нами не обнаружена в патентных и других общедопустимых источниках информации, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна", Выполнение дросселя в виде обмотки размещенной на сердечнике, представляю щем собой двухслойную конструкцию, оди

1787309 мэссообьемные показатели, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия", На фиг, 1 представлена конструкция дросселя фильтра, который состоит из двух сердечников 1 и 2 разных материалов: феррита (М-20) и МО-пермаллоя (марки МП 140) соответственно с размещенной по-верху обмоткой 3 из изоляционного провода, На фиг. 2 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства, Устройство работает следующим образом

При нагрузках больших половины номинальной, доля индуктивности обмотки 3 (фиг, 1 и 2) от потока сердечника 1 становится минимальной и падение напряжения от переменной составляющей выпрямленного тока принимает на себя индуктивность обмотки 3 от потока через сердечник 2, который выполнен из MO-пермаллоя, имеет относительно большую величину максимальной индукции и ненасыщается в рабочем диапазоне максимальных токов, тогда как сердечник 1 находится 8 это время в насыщенном состоянии, При снижении нагрузки до уровня меньше половины максимальнсго значения тока индуктивность обмотки 3 возрастает, т, к. намагниченность сердечника 1 уменьшается и индукция в нем имеет возможность изменяться в больших пределах, потоки перераспределяются между сердечниками, Крайне неблагоприятным режимом всякого фильтра в этом случае является режим холостого хода, т. к. он требует большой индуктивности, что ряде случаев неосуществимо простыми способами и ведет к повышению массогабаритных показателей, уменьшению энергетических характеристик устройства в целом, В данном техническом решении эта индуктивность оказывается автоматически максимальной.

Жесткость внешней характеристики в динамическом режиме получается автоматически, Ф

Величина суммарного потока зависит от степени подмагниченности сердечника 1 из феррита, Индуктивность обмотки в малых полях максимальна, что соответствует режиму малых выходных токов, когда для пульсаций на выходе необходима максимальная индуктивность. В режиме больших токов сердечник из феррита насыщается и индуктивность достигает минимального значения. Полученной за счет цикла сердечника из МО-пермэллоя индуктивности оказывается достаточно для той же степени компенсации пульсаций.

Наличие сердечника из МО-пермэллоя позволяет получить индуктивный характер дросселя в целом, составляя активные потери в заданных пределах. В "Электрон5 ной технике в автоматике", под ред. Ю,И.Конева, М, "Советское радио", 1980, М 11, стр. 25-26, стр. 153 †1 показаны оптимальные режимы дросселей, работающих в

10 режиме подмагничивания, va,, R

К /4экв 1о Q Ho 0 l5 где 1 — необходимое для эффективной фильтрации значение индуктивности;

К вЂ” нормирующий коэффициент; ,и к — эквивалентная магнитная прони20 цаем ость;

Qo, Ко, lo — площадь окна, коэффициент . заполнения окна, средняя длина витка соответственно;

R — сопротивление обмотки постоянно 25 му току;

0 — площадь поперечного сечения сердечни ка;

Но — напряженность постоянной составляющей поля;

30 4 — постоянная составляющая тока нагрузки, Очевидно, что с возрастанием тока нагрузки необходимое значение индуктивности падает.

35 Величина минимальной индуктивности дросселя для эффективной фильтрации в режиме малых токов нагрузки характеризуется условием L>

K 4max

НО где UH — напряжение на выходе фильтра; т,„— максимальное значение длительности импульса при однотактном режиме работы преобразователя на выходе фильтра;

Кз= т,, где f — основная гармоника выходного частотного спектра преобразователя, Должна быть по возможности большой, Известно, что сеодечник без зазора из материала с большой проницаемостью изза резкой насыщаемости для выполнения поставленной задачи имеет недопустимо большие массобьемные характеристики и уменьшает КПД всего устройства в режиме больших токов, Задача оптимизации массообьемных характеристик решается в данном случае расчленением зоны возможных значений тока нагрузки на 2 участка: режим больших токов и режим малых токов. Для режима

1787309 матических элементах и введения дополнительных обмоток, что упрощает конструкцию и снижает массообъемные показатели за счет исключения коммутирующих звеньев.

Составитель С. Синюрина

Техред M,Moðãåíòàë Корректор Н. Гунько

Редактор

Заказ 275 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 больших токов определяющим элементом фильтрации является индуктивность LI обмотки, охватывающей сердечник, например, из МО-пермаллоя, при этом напряженность постоянной составляющей поля может быть 5 достаточной для насыщения сердечника с большой магнитной проницаемостью, например, из феррита, при этом выполняется условие

1 »

0н Ьлпах 1 > ниах Кз

> 2.

В режиме малых токов определяющим является индуктивность Lz той же обмотки, но охватывающей сердечник с большой магнитной проницаемостью, например, из фер- 15 рита,при этом напряженность поля меньше напряженности насыщения и выполняется условие:

9+A —

L4 Ь 1

Расчетная индуктивность, соответству- . ющая номинальному току нагрузки, примерно в 4 раза меньше, чем в обычном фильтре, т. е; габариты дросселя уменьшаются, По отношению к прототипу отпадает необходимость в специальных коммутирующих схеФормула изобретения

Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно выходного напряжения выпрямителя и нагрузки, дроссель, включенный между входным и выходным выводами, и конденсатор, включенный между выходным и общим выводами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при изменении нагрузки в широком диапазоне и упрощения, указанный дроссель выполнен в виде обмотки, размещенной на сердечнике, выполненном в виде двухслойной конструкции, в качестве одного слоя которой использован насыщающийся материал с большой магнитной проницаемостью, à s качестве другого слоя использован ненасыщающийся материал.

Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных источниках питания постоянным током

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для подавления переменной составляющей в цепи нагрузки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания в качестве активного сглаживающего фильтра

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания для подавления переменной составляющей тока в цепи нагрузки

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных устройствах электропитания для сглаживания напряжения пульсаций в цепях выпрямленного напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в активных сглаживающих фильтрах источников вторичного электропитания

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подавления помех в проводах сетевого питания зданий, крупных вычислительных центров, больших ЭВМ, других электронных устройств большой мощности

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для снижения пульсаций выпрямленного напряжения в различных видах преобразователей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотно-регулируемых приводах с асинхронными двигателями, связанных с исполнительными органами мехатронных систем, например манипуляторов, станков с ЧПУ

Изобретение относится к устройству подавления радиопомех в электронном регуляторе мощности (РМ)

Изобретение относится к элементам конструкций цифровых вычислительных машин, например, к конструкции цепей распределения питания скоростных прооцессоров, видеопроцессоров, микросхем памяти и других больших цифровых интегральных схем

Изобретение относится к схеме регулирования напряжения, применяемой в области конструирования интегральных схем чип-карт

Изобретение относится к области электрической очистки газов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе железных дорог, в преобразователях возобновляемых источников электрической энергии и других источников энергии постоянного тока для преобразования в энергию переменного тока

Изобретение относится к блоку питания от сети, состоящему, как минимум, из одного трансформатора (TR1), по меньшей мере одной мостовой схемы, при помощи которой первичная обмотка трансформатора (TR1) подключена к входному напряжению постоянного тока (UE), и вторичной обмотки, посредством которой через мостовую выпрямительную схему, а также выходную дроссельную катушку (1, 2) и выходной конденсатор (С2) выходная цепь нагружается выходным напряжением постоянного тока (UA), и разгрузочной схемы, состоящей из диода (D5), конденсатора (С4) и сопротивления (R1) для снижения максимальных напряжений на вторичной стороне, при этом предусмотрены еще одна вторичная обмотка, еще одна мостовая выпрямительная схема с двойной обмоткой и еще одна разгрузочная схема, посредством которых при помощи выходной дроссельной катушки (1, 2) и выходного конденсатора (С2) выходную цепь нагружают частью выходного напряжения постоянного тока (UA)
Наверх