Устройство для питания нагрузки выпрямленным током

 

CoIo3 Советсиик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

<п>868952 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву Ф 404168 (22) Заявлено 181079 (21) 2830832/24-07 с присоединением заявки М (23) П риоритет (5l)N. Кл.

Н 02 М 7/02

ЗЬвудерстеенаы4 кеиетет

СССР ао делам язе4ретеакВ н аткрытай

Опубликовано 30.09.81. Ьктллетень М 36

Дата опубликования описания 300981 (53) УДК 621. .314.5(088.8) (72) Авторы изобретения

1 ев и С.В. Сычев

А.Г. Николаев, Г.Б. Стеганов, В.А а t

Военный инженерный Краснознаменный =-институт им. А.Ф. Можайского (71) Заявитель . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

ВЫПРЯМЛЕННЫМ ТОКОМ

Йзобретение относится к электро- и преобразовательной технике и может быть использовано для питания нагрузки выпрямленным током.

По основному авт. cs. 1Р 404168 известно устройство для питания нагрузки выпрямленным током, содержащее трехфазный источник переменного тока с нулевым выводом, трехфазный мост, индуктивно-емкостной П-образный фильтр

I0 с индуктивностью, включенный последовательно с нагрузкой, причем выходная емкость фильтра состоит из двух конденсаторов, включенных последовательно, регулирующий элемент, 15 состоящий из двух тиристоров, включенный между общей точкой конденсаторов емкости и нулевым выводом jIj .

Недостатком известного устройства является низкий КПД, обусловленный существенными потерями мощности в вентилях моста и ключевого элемента при заряде емкостей фильтра током, величина которого по существу оФраничена только динамическим сопротивлением вентилей. Коммутационные потери в вентилях при этом также велики.

Цель изобретения — повышение КПД и расширение диапазона регулирования выходного нацряжения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для питания нагрузки выпрямленным током дополнительно введена последовательная LC-цепочка, которая включена между общей точкой конденсаторов емкостного фильтра и ключевым. элементом.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вариант выполнения схемы.

Устройство (фиг..1) содержит трехфазный источник 1 переменного напряжения с нулевым выводом 2, трехфазный мостовой выпрямитель 3, сглаживающий емкостной фильтр 4, выполненный ввиде двух последовательно включенных конденсаторов 5 и 6, общая точка которого через последовательно

868952 4 ного, напряжения фильтра 4, можно осуществлять регулирование (стабилизацию) выходного напряжения в пределах от удвоенного фазного до линейного напряжения источника. При этом важно заметить, что моменты запирания вентилей ключевого элемента 9

Формула изобретения соединенные конденсатор 7 и индуктивность 8 подключена к одному из отводов ключевого элемента 9, другой вывод которого соединен с нулевым выводом 2 источника переменного напряжения, а также измерительное устройство 10, которое управляет работой тиристоров ключевого элемента 9, и сопротивление ll нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

При подключении трехфазного источника с нулевым выводом ко входным клеммам и при отсутствии управляющих импульсов на входе ключевого элемента 9 на выходе неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя 3 появляется выпрямленное напряжение, которое сглаживается П-образным 1Сфильтром 4. При этом на конденсаторах 6 устанавливается напряжение, близкое по величине к акплитуде ли.нейного напряжения источника (которое несколько уменьшается с ростом тока нагрузки). При подаче управляющих импульсов одновременно на оба тиристора ключа 9 один из них (в зависимости от полярности наибольшего из фазных напряжений источника в этот момент) отпирается (например, нижний по схеме), благодаря чему конденсаторы 6 заряжаются до напряжения, близкого к амплитуде фазного напряжения источника. При этом момент запирания тиристора определяется полупериодом свободных -колебаний LC-цепи 7-8. Далее аналогичным образом отпирается верхний по схеме тиристор и заряжается верхний по схеме конденсатор 6.

Описанные процессы повторяются периодически с частотой поступления импульсов на вход ключевого элемента 9, благодаря чему на выходе фильтра 4 устанавливается напряжение, близкое к удвоенному фазному напряжению источника. Изменяя число импульсов управления (длину пакета импульсов)и паузы между пакетами в функции выходt определяются индуктивностью и емкостью токоограничивающей цепи, обеспечивающей требуемую крутизку перехода тока тиристоров через ноль, чем достигается уменьшение коммутационных потерь в тириеторах. Кроме того, ограничение тока заряда конденсаторов фильтра реактивной цепочки 7-8 способствует уменьшению потерь мощности от протекания прямого тока тиристоров и диодов и повышению КПД заряда фильтра с 50 до 70-807..

Все это в совокупности позволяет повысить КПД устройства в сравнении с известным не менее чем на 20-30Х.

На фиг. 2 представлен вариант схемы предлагаемого устройства, обеспечивающий возможность его использования с источниками, нулевой вывод которых недоступен или отсутствует.

При этом диапазон регулирования выходного напряжения устройства расширяется от амплитудного значения линей30 ного напряжения до его удвоенного значения.

Устройство для питания нагрузки выпрямленным током по авт. св.ll 404168, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона регулирования выходного напряжения, в него дополнительно введена LC-цепочка, включенная между общей точкой конденсаторов емкостного фильтра и ключевым элементом.

Источники информации, 4 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 404168, кл. Н 02 M 7/02.

868952

Составитель А. Кириллов

Редактор Ю. Ковач Техред А.Савка

Корректор М. Пожо

Заказ 8351/81

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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