Трехфазный улгножитель напряжения

 

О П И С А Н И Е ((((423228

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства 146858 (22) Заявлено 28.09.70 (21) 1479335 24-7 с присоединением заявки Л 1480760, 24-7 (32) Приоритет

Опуолпковано 05.04.74. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 11.09.74 (51) М. Кл. H 02m 7/10

Государственно(й комитет, Совата Министров СССР по делам нзооретений н откро(тнй (53) УДК 621.314 54 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. И. Китаев (71) Заявитель (54) Ч РЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

По основному авт. св. № 146856 известен каскадный трехфазный умножитель напряжения вептильно-конденсаторного типа с неуправляемыми вентилями, причем первый каскад умножителя выполнен по трсхфазной мостовой схеме.

Для регулирования напряжения на выходе такого умпожителя необходимо изменять величину питающего трехфазного напряжения при помощи отдельного регулирующего yc(ройства, например регулировочного автотрансформатора, шуб-трансформатора, потенциал-регулятора и т. д., что в целом резко снижает наде?кность умножи;еля.

В предлагаемом умножителс с целью исключения указанных недостатков первый каскад его выполнен на управляемых |вентиля, что позволяет обеспечить быстродействие регулирования выходного напряжения, Управление работой вентилей осуществляется специальным устройством, регулирующим режимы открывания и продолжительности работы вентилей.

Варианты выполнения каскадных умножителей с управляемыми вентилями в первом каскаде показаны»а чертежах.

На фиг. 1 изображен трехфазный умножитель с шестью управляемыми вентилями в первом каскаде; на фиг. 2 — трехфазный умножитель с управляемыми вентилями в первом каскаде; ((a фиг. 3 — однофазпый умножитель с четырьмя управляемыми вентилями в первом каскаде; на фиг. 4 — однофазный умножитель с двумя управляемыми вентилями B в первом каскаде, на фиг. 5 и 6 — разновидности однофазного умножптеля с двумя управляемыми вентилями B первом каскаде.

В тре. фаза ам 3 .(:(ожптс.1с вес шесть вентилей 1 — 6 первого каскада управляемые, oc$p тальныс вентили 7 — 18 — обычные выпрямители. Все вентили управляемыс и неуправляемыс должны выдерживать обратное напря?ксние, равное величине ампл;пуды линейного рабочего на .ряжения трехфазного источника

15 питания. 112 это же папря?кение рассчитаны и конденсаторы 19 — 24. Трехф азное напряжение подается I(2 ((l(?I H((i клеммы 25 — 27, а ьысокое снимается с клем.: 28 и 29.

Трехфазный умпожптсль напряжения (фиг.

20 2) имеет г. первом каскаде три управляемых вентиля 30 — 32. Здесь вместо трек нижних управляемых вентилей подсоединены вторичные обмотки трехфазного трансформатора, которые сосдипспы в звезду. Нейтральный вы25 вод является ппжппм выводо;: умножителя (клемма 33). Другпс вентили 34 — 42 — неуправляемыс.

Самые верхппс вентили в схеме выпрямителя заменея индуктивными или активными

30 сопротивлсш ямп 43 — 45, 423228

1-1а фпг. 3 изображен однофазный двухполупериодный умповситель напряжения. в котором вентили B мостиковой схеме первого каскада — управляемые 46 — 49, Причем вентили

46 и 47 могут быть неуправляемыми, как и все остальные. питающего трансформатора, из средней точки которой сделан вывод,на выходную клемму устройства. Вентили 60 и 61 должны иметь

Uo6p )Umax, а остальные Вентили, В том числе

5 H 62, 63 — Uoop ) 2 Umqq.

35 В табл. 1 наказан порядок работы управляВ устройстве (фиг. 5) вместо вентилей 56 емых вентилей,при чередовании фаз трехфази 57 (фиг. 4) подключены половины обмотки ного питающего напряжения.

Таблица 1

IV

Циклы по порядку

Работают управляемые вентили

20

21

Заряжаются от источника питания конденсаторы от 21 от 20 от 19

22 23

22

Подзаряд конденсаторов

24

19 и 22

20 и 23

21 и 24

Разряжаются на нагрузку

U21 —,U24+

U(27 — 25) U(27 — 26) U20+ U23+

U(26 — 27) U(26 — 25) Ш9- - U22

U(25 — 24) U(25 — 27) Напряжение на выходе

На выходе схемы напряжение на холостом В табл. 2 показан порядок работы трехфазходу равно тройной амплитуде линейного на- ного умножителя при тех же условиях (фиг. 2). пря кения трехфазного источника напряжения. 40 На холостом ходу на выходе умножителя

В устройстве имеется три ко IOIIIIlbl конденсаторов и дв" цепи вентилей, соединяющих зигзагом конденсаторы в этих колоннах. Вce вентили должны выдерживать в обратном направлении напряжение пе менее амплитуды приложенного переменного напряхкения (Um,,-) . Конденсаторы данного ус1-ройства так >ке, как и устропств, показанных на фиг. 4, 5 и 6, должны быть расс:H i alii i па раоочсе постоянное IiallpIIH

На фиг. 4 показано устройство для умножения напряхкения, в котором тот же принцип умножения осуществлен при помощи двух колонн конденсаторов, но с меньшим количеством вентилей. Две цепи вентилей соединяют копдcIIcBT0pbl зигзагом и крест-накреcт. Два вентиля 54 и 55 управляемые, а осталь ные— неуправляемые. Вентили 56, 7 и 58, 59, к которым подсоединены выходные клеммы устройства, могут выдерживать обратное напряжение U»») U»i»x, а другие вентили должны быть рассчитаны íà U„an )2Um» .

В устройстве, показанном на фиг. 6, высокое постоянное напряжение снимается в точкак соединения дву активных или индуктивHblx сопротивлений 64, 65 и 66, 67, расположенных попарно на концах цепей вентилей. Сопротивления заменяют выпрямители. В схеме четыре выпрямителя и два управляемых вентиля. Все они име1от (7„-„)2(/,„»,-.

Во всех этих устройствах число ступеней умножения теоретически может быть любым.

HpHlIIIHII работы трехфазного умножителя, IloHasaIlI на фиг. 1 слсдующип. Если все

20 унравляе»lie IlciirHли заперты и не пропускают ток. то при любой величине напряжения питания в пределах до номинального, значения напряжение на выходе умножителя равно нулю. Изменяя в определенной последовательности угол отпирания вентилей и продолжительность их работы, можно лри неизменной величине трехфазного напряжения питания регулировать напряжение на выходе умножителя в пределах до номинального значения. Это

30 объясняется тем, что при малых углах работы конденсаторы заряжаюlcB до меш.ших напряжс11ий, т. с. регулируется процесс заряда конденсаторов.

423228

Таблица 2

Циклы по порядку

20

20 от 21 от 20 от 19

22 23

22

Подзаряд конденсаторов

21 и 24

19 и 22

20 и 22

Разряжаются на нагрузку

1-11о+ Usa+

+ U25 — 26 +U25 — 27

Ua + 1-багз+

+U26 — 27 — U27 — 25

1-1+ У„+

+ U27 — 25 + U27 — 26

3 ) 3

Открыты управляемые вентили

Заряжаются от источника питания конденсаторы

Напряжение на выходе умножителя (фиг. 2) напряжение равно амплитуде линейного напряжения источника питания, умно1 женной на (2+ =). При числе ступеней и

y3)

1 напряжение равно )f2 с1 „и+ — 11.

g 3 J

Умножение напряжения в устройствах (фиг.

3, 4, 5 и 6) происходит следующим образом.

В устройстве по фиг. 3 каждый полупериод с какими-то регулируемыми углами включения и продолжительности работы два управляемых вентиля,,пропускают ток: либо 46 и 49, либо 48 и 47. В первом случае непосредственно от источника питания заряжаются конденсаторы 68 и 69, а также происходит подзаряд

70 и 71 от 72, 73 и 74 от 75, 76 от 77. На нагрузку разряжается центральная колонна и частично правая колонна (72, 75, 77). Во втором случае от источника непосредственно заряжаются конденсаторы 68 и 72, а подзаряжаются 70 и 75 от 69, 73 и 77 от 71, 76 от 74.

Центральная колонна конденсаторов постоянно разряжается на нагрузку. Если управляемые вентили открыты при амплитудном значении питающего напряжения, то на холостом ходу на выходе устройства на1пряжение достигает наибольшей величины равной 4

При закрытом состоянии управляемых вентилей ток через нагрузку не протекает.

В устройстве по фиг. 4 поочередно каждый полупериод работают вентили 54 и 55. Если открыт вентиль 54, то от источника питания заряжается конденсатор 78 и одновременно подзаряжается 79 от 80, а 81 от 82. При этом на нагрузку разряжаются конденсаторы 80, 82 и 83 с подпором от источника питания.

5 Если открыт вентиль 55, то конденсатор 80 подключается к источнику питания, 82 подзаряжается от 78, а 83 от 79. В данном случае к нагрузке подключена правая колонна конденсаторов (78, 79, 81). Напряжения на этих

10 конденсаторах суммируются с напряжением источника питания. Максимальное выходное

HаllpH2KеHHe Hа хO оcTD I xQgy 4 Unset.

В устройстве по фиг. 5 также поочередно работают вентили 62 и 63, и процесс заряда

15 конденсаторов аналогичен рассмотренному в устройстве по фиг. 4. Отличие состоит в том, что напряжение на выходе выпрямителя не превышает 3,5 U,„ïðè этом упротцается конструкция вторичной обмотки трансформа20 тора и уз1еньшается количество ВентилеЙ.

В устройстве по фиг. 6 схема более простая.

Обе колонны конденсаторов подключены к нагрузке через индуктивные или активные сопроти вления. Выходное напряжение не более

25 3,0 U .

Предмет изобретения

30 Трехфазный умножитель напряжения по авт. св. № 146858, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, первый каскад выполнен на управляемых вентилях.

423228

Составитель А. Берзиков

Техред Л. Богданова

Корректор Л. Царькова

Редактор В. Фельдман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2323/9 Изд. № 730 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская иаб., д. 4/5