Выпрямитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< п 5470I6

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02.70 (21) 1405263/07 (51) М. Кл. Н 02М 7/06 с присоединением заявки № 1405261/07

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 28.03.77 (53) УДК 621.314.632 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Шуваев и А. Г. Виленкин (71) Заявитель (54) ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания электрической и радиоэлектронной аппаратуры.

Известны многофазные выпрямители с индуктивным или индуктивно-емкостным фильтром, выполненные, например, по трехфазной схеме со средней точкой (1). Однако такие выпрямители имеют низкий коэффициент использования трансформатора и вынужденное намагничивание его магнитопровода, которое требует увеличения сечения магнитопровода и, следовательно, дальнейшего повышения расчетной мощности трансформатора, а также приводит к увеличению его vIBIHHTHblx полей рассеяния, которые могут влиять на работу чувствительных элементов аппаратуры. Кроме того, при создании мощных выпрямителей изготовление дросселя фильтра на большой ток нагрузки представляет определенные технологические трудности, так как намотку катушки приходится производить шиной большого сечения.

Известны также однофазные двухполупериодные выпрямители со средней точкой (2).

Недостатками этих выпрямителей являются высокий коэффициент повышения расчетной мощности трансформатора, его большой объем и вес.

Для уменьшения объема и веса трансформатора и устранения вынужденного подмагничивания его магнитопровода в предлагаемый выпрямитель дополнительно введены

S сглаживающие дроссели, число которых вместе с указанным равно числу выводов вторичных обмоток трансформатора, подключенные к каждому выводу этих обмоток, при этом катоды вентилей и другие выводы дросселей

1п объединены в две общие точки, между которыми включена нагрузка.

На фиг. 1 изображена схема описываемого однофазного выпрямителя; на фиг. 2 — схема трехфазного выпрямителя.

Гб Выпрямитель (см. фиг. 1) содержит трансформатор 1, к выводам вторичной обмотки которого анодами подключены вентили 2 и 3 и дроссели 4 и 5. При этом вторые выводы дросселей 4 и 5 и катоды вентилей 2 и 3 объедине)р ны в две общие точки, между которыми включены конденсатор 6 и нагрузка 7.

Выпрямитель (см. фиг. 2) содержит трансформатор 8, к выводам вторичной обмотки которого анодами подключены вентили 9 — 11 и дроссели 12 — 14. Вторые выводы дросселей и катоды вентилей объединены в две общие точки, к которым подключены конденсатор 15 и нагрузка 16.

Выпрямитель, изображенный на фиг. 1, ра30 ботает следующим образом.

547016

3

При положительной полуволне напряжения во вторичной обмотке трансформатора 1 вентиль 2 открыт, а вентиль 3 заперт. Ток нагрузки протекает через открытый вентиль и оба дросселя 4 и 5. При отрицательной полуволне вентиль 2 заперт и ток нагрузки протекает через вентиль 3. Эффективное значение тока во вторичной обмотке трансформатора равно половине тока нагрузки (при условии, что индуктивность дросселей имеет достаточную величину и изменениями тока в них можно пренебречь). Коэффициент повышения расчетной мощности предлагаемого выпрямителя равен 1,11 (как у мостовой схемы).

Предлагаемый однофазный выпрямитель может быть выполнен также управляемым.

Для этого неуправляемые вентили должны быть заменены тиристорами.

Выпрямитель (см. фиг. 2) в любой момент времени открыт, и ток проводит тот вентиль, потенциал анода которого выше потенциалов анодов других вентилей по отношению к нулевой точке вторичных обмоток трансформатора 8. Напряжение вторичной обмотки, в цепи которой находится проводящий вентиль, в это время является положительным и наибольшим по сравнению с напряжением других вторичных обмоток.

Остальные вентили в это время проводить не могут, так как потенциалы их анодов ниже общего потенциала катодов. Коммутация тока с одного вентиля на следующий происходит в моменты пересечения положительных полусинусоид напряжения, т. е. каждый вентиль проводит ток в течение одной трети периода.

Выпрямленный ток, протекающий через нагрузку 16, складывается из чередующихся анодных токов вентилей 9 — 11. Следовательно, максимальное значение тока вентиля равно току нагрузки, а его среднее значение — одной трети тока нагрузки.

При рассмотрении работы выпрямителя предполагают, что индуктивность сглаживающих дросселей имеет достаточно большую величину и токи дросселей и анодные токи сохраняют неизменное значение, а кривая выпрямительного тока является идеально сглаженной. Тогда через каждый дроссель протекает постоянный ток, который в любой момент времени равен одной трети тока нагрузки.

Ток вторичной обмотки равен 2/3 тока нагрузки, когда вентиль, включенный в ее цепь, проводит, т. е. в течение одной трети перио4 да, и 1/3 тока нагрузки, когда вентиль находится в непроводящем состоянии, т. е. в течение двух третей периода.

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора равно 2/3 тока нагрузки, а постоянная составляющая равна нулю. Действующее значение напряжения вторичной обмотки равно 0,855 от величины выпрямленного напряжения.

Коэффициент использования трансформатора для предлагаемого выпрямителя без потерь равен 0,83, тогда как для трехфазного выпрямителя со средней точкой при соединении вторичных обмоток в звезду коэффициент использования трансформатора равен 0,745, а при соединении вторичных обмоток в зигзаг—

0,685. Предлагаемый выпрямитель, выполненный по шестифазной схеме, имеет коэффициент использования трансформатора 0,9.

Частота основной гармоники напряжения пульсаций на выходе выпрямителя в три раза больше частоты питающей сети, так как все низшие гармоники напряжения взаимно компенсируются вследствие сдвига по фазе напряжений вторичных обмоток.

Предлагаемый многофазный выпрямитель может быть выполнен также управляемым.

Для этого неуправляемые вентили должны быть заменены управляемыми, например тир и стор а м и.

Формула изобретения

Выпрямитель, содержащий трансформатор, вентили, подключенные анодами к каждому выводу вторичных обмоток трансформатора, и сглаживающий дроссель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения объема и веса трансформатора и устранения вынужденного подмагничивания его магнитопровода, в него дополнительно введены сглаживающие дроссели, число которых вместе с указанным равно числу выводов вторичных обмоток трансформатора, подключенные к каждому выводу этих обмоток, при этом катоды вентилей и другие выводы дросселей объединены в две общие точки, между которыми включена нагрузка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г. С. Векслер и Я. И. Тетельбаум «Электропитание радиоустройств», изд. «Техника», с. 56 — 67, 181.

2. «Полупроводниковые выпрямители» под ред. Ф. И. Ковалева и Г. П. Мостковой, изд.

«Энергия», с. 120 — 124.

547016

2 фиа2

Составитель В. Кузиецова

Текрсд T. Гревцова

1 сдактор А. Пейсоченко

Корректор Л, Деиискинз

Типография, ир. Сапунова. 2

3QI аа 361 15 И зд.. 1994 1ипагк 899 !1одписнос

1Ц-1И11ИИ 1 осударстпс! пого комитста Совета Л1иппстров ГССР ио дслам иаобрстсиий II отк1мятпй

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4!5