Комбинированный выпрямитель



Комбинированный выпрямитель
Комбинированный выпрямитель

 


Владельцы патента RU 2408130:

Хорьяков Владимир Владимирович (RU)
Зуев Александр Владимирович (RU)
Горожанов Максим Александрович (RU)
Савин Владимир Валерьевич (RU)
Кожемякин Юрий Александрович (RU)
Степанов Аркадий Анатольевич (RU)

Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности, для преобразования переменных напряжения и тока в постоянные. Комбинированный выпрямитель содержит диоды (1-9), согласующий силовой трансформатор (10), повышающий силовой трансформатор (11), конденсаторы (12, 13) и нагрузку (14). Для выпрямления переменного напряжения и тока комбинированным выпрямителем диод (1), первичные обмотки трансформаторов (10) и (11) соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, диодный мост из диодов (2-5) соединен со вторичной обмоткой трансформатора (10) и конденсатором (12), диодный мост из диодов (6-9) соединен со вторичной обмоткой трансформатора (11) и с конденсатором (13), положительный полюс диодного моста из диодов (2-5) и конденсатора (12) соединен с отрицательным полюсом диодного моста из диодов (6-9) и конденсатора (13). Нагрузка (14) соединена с отрицательным полюсом диодного моста из диодов (2-5) и конденсатора (12) и с положительным полюсом диодного моста из диодов (6-9) и конденсатора (13), с помощью диода (1) происходит однополупериодное выпрямление переменного тока, в трансформаторах (10) и (11) индуцируются переменные ЭДС, которые затем выпрямляются двухполупериодными выпрямителями из диодов (2-5) и (6-9), фильтруются с помощью конденсаторов (12) и (13), складываются за счет последовательного соединения диодных мостов и конденсаторов и суммарная ЭДС подается на нагрузку (14). Технический результат - повышение КПД. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности для преобразования переменных напряжения и тока в постоянные.

Заявителю известен ближайший прототип заявленного изобретения, как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков. Данный прототип представляет собой выпрямитель, содержащий диод, включенный последовательно нагрузке и дросселю, и два конденсатора, один из которых включен параллельно нагрузке напрямую, а второй через дроссель (Энциклопедический словарь юного техника. - М.: Педагогика, 1988, с 75-76).

Недостатками этого выпрямителя являются низкие коэффициент полезного действия и коэффициент отношения выпрямленного напряжения к переменному.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение потерь при преобразовании переменных напряжения и тока в постоянные.

Упомянутая задача достигается тем, что комбинированный выпрямитель содержит диоды 1-9, согласующий силовой трансформатор 10, повышающий силовой трансформатор 11, конденсаторы 12, 13 и нагрузку 14, диод 1, первичные обмотки трансформаторов 10 и 11 соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, диодный мост из диодов 2-5 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 10 и конденсатором 12, диодный мост из диодов 6-9 соединен со вторичной обмоткой трансформатора 11 и с конденсатором 13, положительный полюс диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 соединен с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13, нагрузка 14 соединена с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 и с положительным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13, причем с помощью диода 1 происходит однополупериодное выпрямление переменного тока, в трансформаторах 10 и 11 индуцируются переменные ЭДС, которые затем выпрямляются двухполупериодными выпрямителями из диодов 2-5 и 6-9, фильтруются с помощью конденсаторов 12 и 13, складываются за счет последовательного соединения диодных мостов и конденсаторов и суммарная ЭДС подается на нагрузку 14.

Техническим результатом изобретения является получение коэффициента полезного действия, равного 99,95%, и коэффициента отношения выпрямленного напряжения к переменному, равного 1,5.

Получение технического результата изобретения возможно только за счет первичного однополупериодного выпрямления тока и последующего восстановления второго полупериода переменной ЭДС в трансформаторах за счет ЭДС индукции, а также двухполупериодного выпрямления, фильтрации и сложения двух постоянных ЭДС.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема комбинированного выпрямителя;

На фиг.2 представлены временные диаграммы токов, напряжений и ЭДС на различных участках схемы комбинированного выпрямителя.

Принципиальная электрическая схема, изображенная на фиг.1, содержит диоды 1-9, согласующий силовой трансформатор 10, повышающий силовой трансформатор 11, конденсаторы 12, 13 и нагрузку 14, диод 1, первичные обмотки трансформаторов 10 и 11 соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, диодный мост из диодов 2-5 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 10 и конденсатором 12, диодный мост из диодов 6-9 соединен со вторичной обмоткой трансформатора 11 и с конденсатором 13, положительный полюс диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 соединен с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13, нагрузка 14 соединена с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 и с положительным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13.

Схема работает следующим образом. С помощью диода 1 осуществляется однополупериодное выпрямление входного переменного напряжения и тока. Выпрямленный пульсирующий ток, протекая по первичным обмоткам трансформаторов 10 и 11, создает в их магнитопроводах изменяющийся магнитный поток, в результате чего в обмотках этих трансформаторов индуцируется переменная ЭДС с частотой входного напряжения. Далее с помощью двухполупериодных мостовых выпрямителей из диодов 2-5, соединенного с вторичной обмоткой трансформатора 10, и из диодов 6-9, соединенного с вторичной обмоткой трансформатора 11, индуцируемые переменные ЭДС этих трансформаторов выпрямляются, с помощью конденсаторов 12, соединенного с диодным мостом из диодов 2-5, и 13, соединенного с диодным мостом из диодов 6-9, фильтруется. Благодаря последовательному соединению двух вышеуказанных мостовых выпрямителей и нагрузки напряжение на последней складывается из напряжений этих двух выпрямителей.

Временные диаграммы, изображенные на фиг.2 графически поясняют физические процессы, протекающие в различных частях схемы. На них показаны входное переменное напряжение Uвх, ток, протекающий через диод 1 Iвх, ЭДС, индуцируемая в трансформаторах, и напряжение их обмоток Ет и Uт и показано выпрямленное и отфильтрованное напряжение Uc.

Комбинированный выпрямитель, включающий согласующий и повышающий силовые трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, а вторичные обмотки - с диодными мостами, при этом положительный полюс диодного моста согласующего трансформатора соединен с отрицательным полюсом диодного моста повышающего трансформатора, и нагрузку, которая соединена с отрицательным полюсом диодного моста согласующего трансформатора и с положительным полюсом диодного моста повышающего трансформатора, отличающийся тем, что в комбинированный выпрямитель дополнительно включены однополупериодный выпрямитель и конденсаторы, причем однополупериодный выпрямитель выполнен в виде диода и соединен последовательно с источником переменного напряжения и первичной обмоткой согласующего трансформатора, а каждый конденсатор соединен с диодным мостом соответствующего трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока, преимущественно с низковольтным питанием.

Изобретение относится к электротехнике и силовой преобразовательной технике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного тока в постоянный для питания потребителей с повышенными требованиями к качеству выпрямленного напряжения и электромагнитной совместимости.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока с повышенными требованиями к надежности преобразователя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания электронно-лучевого оборудования и в других областях промышленности, где требуются мощные источники питания с высоким напряжением.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в устройствах регулирования выходного напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Изобретение относится к области прикладной преобразовательной техники и может быть использовано для расширения функциональных свойств источников электропитания, получающих применение при эксплуатации и ремонте автомобилей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для программирования энергозависимых запоминающих устройств. .

Изобретение относится к технике дистанционной передачи и преобразования сверхвысокочастотной электромагнитной энергии в электрическую энергию постоянного тока и может применяться в выпрямителях малой мощности

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение

Изобретение относится к области преобразовательной техники, может использоваться в качестве вторичного источника питания, в том числе в устройствах управления светодиодным освещением

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании выпрямителей для регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков для повышения их быстродействия, а также на преобразовательных подстанциях для питания электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической отраслях промышленности для уменьшения величины пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшения содержания высших гармонических составляющих в кривой переменного тока в трехфазной сети. Технический результат заключается в создании такой архитектуры преобразователя, которая позволяет сократить расход активных материалов при замене трехфазного группового трансформатора трехстержневым, что в итоге позволит улучшить весогабаритные показатели преобразователя, упростить конструкцию преобразователя и технологию его изготовления. Для этого заявленный пятифазный преобразователь числа фаз состоит из трехфазного трансформатора, имеющего три катушки первичной обмотки, которые соединены по схеме «звезда» и подключены к трехфазной сети с нулевым проводом «0», шесть соединенных между собой основных катушек вторичных обмоток, одну дополнительную катушку вторичной обмотки и отпайки от витков основных катушек вторичных обмоток, которые совместно с выходным зажимом дополнительной катушки вторичной обмотки создают симметричную пятифазную систему напряжений. Каждая основная катушка вторичной обмотки трансформатора является стороной «шестиугольника» А, В, С, D, Е, F, преобразующего симметричную трехфазную систему напряжений в симметричную шестифазную систему напряжений, при этом дополнительная катушка вторичной обмоки своим началом подсоединена к узлу контура «шестиугольника», который не связан с основными катушками вторичной обмотки той фазы, на стержне которой находится дополнительная катушка вторичной обмотки. 2 ил.

Источник питания включает в себя две или больше входных форм колебаний, которые имеют форму или которые выбирают так, чтобы после раздельного подъема их уровня и выпрямления их совокупная комбинация приводила бы к получению выходной формы постоянного тока, по существу, с отсутствующими пульсациями. Источник питания может содержать генератор формы колебания, каскад преобразования уровня для преобразования на повышенный уровень или пониженный уровень, выпрямительный каскад и объединитель. Генератор формы колебаний может генерировать взаимодополняющие формы колебаний, предпочтительно идентичные, но смещенные по фазе друг от друга так, что после того как взаимодополняющие формы колебаний будут преобразованы по уровню, выпрямлены и совокупно скомбинированы, их сумма будет постоянной, так что не требуется сглаживание или требуется минимальное сглаживание для генерирования выходной формы постоянного тока. Преобразование уровня может осуществляться с использованием трансформаторов или цепей с переключаемым конденсатором. Обратная связь из выходной формы постоянного тока может использоваться для регулирования характеристик входных форм колебаний. 5 н. и 50 з.п. ф-лы, 18 ил.
Наверх