Патент ссср 412658

 

ОПИСАНИЕ 412658

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЛДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 24,Ч.1971 (№ 1661482 24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 25.1.1974. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 15.Х.1974

М. Кл. Н 02тп 1/14

Гостдарствениьй коиитет

Савета Мкнкстрае СССР ве делам кзобретекй и сткрыткй

УДК 621.314.56 (088.8) Авторы изобретения

В. Н. Бродовский, Б. Н. Каржавов и В. А. Белоцерковский

Заявитель

СГЛАЖИВАЮЩИЙ ФИЛbTP ОДНОФАЗНОГО

ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Известны схемы фильтров, предназначен ые для сглаживания пульсаций напряжения, выпрямленного по однофазпой (мостовой или двухполупериодной) схеме, обеспечивающие достаточно эффективное сглаживание, например, LC-фильтр.

Однако ток, потребляемый LС-фильтром от сети переменного напряжения, содержит значительные по величине высшие гармонические, что при питании от сети ограниченной мощности приводит к искажению формы напряжения. При этом уменьшение пульсаций выпрямленного тока сопровождается ростом высших гармоник в кривой потребляемого тока, который при идеальном сглаживании пульсаций приобретает прямоугольную форму.

Цель изобретения — уменьшение содержания высших гармоник в кривой потребляемого тока при питании от однофазного мостового или двухполупериодного выпрямителя и увеличение выходного напряжения.

На фиг. 1 дана блок-схема схлаживающего фильтра однофазнаго выпрямителя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы напряжений и токов.

Сглаживающий фильтр содержит дроссель

1, имеющий две обмотки с равным числом витков, и диоды 2, 8 и 4, имеющие две обмотки с равным числом витков, причем обмотки соединяются последовательно согласно через диод 3, а начала 11 концы обмоток соединяются между собой через диоды 2 и 4 соответственно. 9 процессе работы фильтра происходит периодическое переключение обмоток с последовательного соединеия на параллельное (также согласное). При этом ток, потребляемый от сети переменного напряжения, приобретает ступенчатую форму, что и обеспечивает снижение содержания высших гармоник.

На диаграммах (см. фиг. 2 и 3) приняты следующие обозначения: а — напряжение на входе фильтра Уа н напряжение нагрузки С4; б — выпрямленный ток i> и ток нагрузки lg, в — TQK через конденсатор „; г — напряжение на обмотке дросселя

U; д — ток i потребляемый от сети переменнс го напряжения.

Фильтр работает следующим образом.

До тех пор, пока мгновенное значение напряжения U> остается меньше напряжения нагрузки У,т (фиг. 2, а), диоды 2 и 4 остаются закрытыми, а диод 3 — открытым, благодаря чему обмотки дросселя оказываются включенными последовательно (О (cot (ае).

Ток i> поддерживается дросселем на некото412658 ром постоянном уровне 1 12, который определяется сопротивлением нагрузки. Полярность напряжения на обмотках дросселя показана на фиг. 1 без скобок.

Продолжая расти, Уь прй Ы = n< сравнивается с Uq, а затем и превышает его. При атом полярность напряжения на обмотках дросселя меняется на обратную (показана в скобках), диоды 2 и 4 открываются, а 8 загкрывается. Благодаря этому происходит переключение обмоток дросселя на параллельное (согласное) соединение. При этом эффективное число витков дросселя уменьшается вдвое, а его индуктивность L, пропорциональная квадрату числа витков, — в четыре раза.

Ток ii> приобретает ступенчатую форму (фиг. 2, б), причем через цагрузку протекает постоянный ток, величина которого опреде,ляется как

Уд — 1 2 Оэф з1п ао =- Uýô V 2 sin 46 36, где У ф — эффективное значение напряже5 ния питания выпрямителя.

Для LC-фильтра

u,= - 2 u,,=Þ,9uÄ, 2 2

7С

Из сопоставления выражений для Uq видцо, что предлагаемый фильтр позволяет повысить величину выпрямленного напряжения примерно па 15О1О по сравнению с LC-фильт15 ром. Отношение выпрямленного напряжения к действующему значению переменного напряжения близко к единице: а =1,03

U, эф

1) I,„ I,„

1 — 2 iï + 2a)I — m(x a) О >

Влияние прямого падения напряжения на диодах и активного сопротивления дросселя еще более приближает это соотношение к 1.

25 а переменная составляющая тока 1, компенсируется конденсатором о (фиг, 2, в).

Ток i â€, потребляемый от сети переменного напряжения, также приобретает ступенчатую форму (фиг. 2,д) с углом ао — — 46 36 .

Разложение кривой тока в .гармонический ряд при данном значении угла ао позволяет заключить, что по сравнению с током прямоугольной формы относительное содержание высших гармонических, наиболее сильно выраженных в прямоугольном токе — 3-й и

О-й — уменьшено в 6,9 и в 4,2 раза соответственно. Значительно ослаблена также 11-я гармоника. Некоторое увеличение 7-й и 9-й гармоник (в среднем на 10%) не представляет большой опасности ввиду их абсолютной малости. Таким образом, предлагаемый фильтр позволяет значительно улучшить форму тока, потребляемого из сети переменного напряжения.

Средняя величина выпрямленного напряжения может быть вычислена следующим образом;

Предмет изобретения

Сглаживающий фильтр однофазного выпрямителя, содержащий дроссель с двумя обмотками, имеющими одинаковое число витков, конденсатора и диодов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания высших гармоник в кривой потребляемого выпрямителем тока и увеличения выходного напряжения, начало первой обмотки соединено с положительной шиной выпрямителя и через диод, включенный в прямом направлении — с началом второй обмотки, конец пер40 вой обмотки через второй диод, включенный в прямом направлении, соединен с началом второй обмотки и, через третий диод, включенный в прямом направлении — с выходом фильтра, к которому подсоединены конец вто45 рой обмотки и одна обкладка конденсатора, вторая обкладка которого подключена к отрицательной шине выпрямителя.

412658

Составитель В. Самвелов

Техред Л. Богданова

Корректор А. Дзесова

Редактор О, Кунина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент».

Заказ 1220/211 Изд. № 420 Тираж 734 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5