Индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (954995 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 28.01.81 (21) 3240097/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 30. 08. 82 (5l)M. Кл.

05 F 3/06

H 02 И 5/06

ГоеударстнснныИ квинтет

СССР но делам наабретеннй н вткрытнй (53) УДК 621,316..721(088.8) А. К. Шидловский, О. П. Бондаренко, А. —.4Ца.аь1ченко, А. П. Трофименко, А. В. Долгинцев, В. П Кабам. и В. Ю. Поповский

Институт электродинамики АН Украинской kCP (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ИНДУКТИВНО-ЕИКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА

Изобретение относится к электротехнике.

Известны индуктивно-емкостные преобразователи источника напряжения в источник тока, содержащие для каждой фазы нагрузки настроенные в резонанс на частоте питающей сети дроссель и конденсатор, соединенные одними выводами в "Звезду" с первым выводом для подключения нагрузки, а вторые выводы дросселя и конденсатора предназначены для подключения к соответствующим фазам питающей сети, коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, подключенного первым входом к датчику нагрузки и т.п. 1) и t» .

Недостатком известных преобразого вателей является потребление тока иэ сети при обрыве цепи нагрузки, который является несимметричным, что приводит к возникновению несимметрии нап2 ряжений в питающей сети (следует отметить, что режим обрыва .цепи нагрузки достаточно частый, если нагрузка представляет собой электросварочную или другую электродуговую нагрузку) .

Кроме того, недостатком является наличие прыганий напряжения на наг-. рузке s аномальных режимах. Это явление можно объяснить следующим образом. В результате увеличения сопротивления нагрузки увеличивается нап ряжение на элементах ИЭП и на нагрузке, что приводит, например, к насыщению выходного трансформатора ИЭП, при этом напряжение на нагрузке резко падает, трансформатор выходит иэ насыщения и процесс повторяется сно" ва до тех пор, пока проводимость нагрузки не станет равной или больше номинальной. Прыгания напряжения на нагрузке приводят к прыганиям потребляемого сетевого тока и, следователь954995

3 но, к прыганиям напряжения сети °

Кроме того, во время этого процесса

ИЭП генерирует в сеть высшие гармоники, мощность которых весьма большая и соизмерима с номинальной мощностью ИЭП.

При использовании в качестве ограничивающих элементов выходных трансформаторов напряжение на конденсаторной батарее превосходит номи- to нальное в 2,5 раза, что снижает срок ее службы, кроме того, трансформатор должен иметь значительно завышенную установленную мощность, Цель изобретения - снижение потреб- з ления энергии из cåòè при обрыве цепи нагрузки и повышение качества стабилизации тока нагрузки.

Поставленная цель достигается зв счет того, что преобразователь снаб- 2О жен датчиком напряжения нагрузки и автотрансформатором со средней отпайкой, выводы которого предназначены для подключения к фазам питающей сети, соответствующим дросселю и кон- р денсатору, к средней отпайке через коммутирующий элемент подключена общая точка указанной Звезды", а второй вход блока управления подключен к датчику напряжения нагрузки.

Преобразователь снабжен та%же датчиком напряжения на конденсаторе, вы-. ход которого подключен к дополнительному входу блока управления.

На чертеже представлена функцио35 нальная схема преобразователя.

Дроссель 1, конденсатор 2 и нагрузка 3 соединены одними выводами в "Звезду", общая точка которой через коммутирующий элемент 4 подключена к сред4О ней отпайке автотрансформатора 5, вторые выводы дросселя, конденсатора и нагрузки подключены к фазам сети. Управляющий вход коммутирующего элемента 4 соединен с выходом бло45 ка 6 управления, входы которого соединены с датчиками тока 7 и напряжения 8 нагрузки и датчиком напряжения конденсатора 9.

Преобразователь работает следующим образом.

При превышении напряжения на нагрузке 3 свыше допустимого датчик напряжения выдаст сигнал, который пост пает на блок управления, в результате чего блок управления включает коммутирующий элемент (ключ) 4 ° Который общую точку соединения конден" сатора 2, дросселя 1 и нагрузки соединяет со средней отпайкой авто" трансформатора 5. Таким образом, конденсатор и дроссель включаются на два одинаковые по величине и фазе напряжения и, так как они настроены в резонанс и, следовательно, полностью компенсируют друг друга, то из сети они не потребляют тока, а следовательно, и энергии. (Это утверждение справедливо, если пренебречь активными токами и током намагничивания автотрансформатора, которые весьма малы по сравнению с номинальными - 1-5 ). Поэтому при обрыве цепи нагрузки ИЭП практически не оказывает никакого влияния на питающую сеть, в отличие от устройстваналогов и прототипа, в которых при обрыве цепи нагрузки ИЭП потребляют из сети несимметричный ток, величина которого не ниже номинального (как правило, выше},что приводит к дополнительным потерям и к возникно" вению несимметрии напряжений в питающей сети, которая отрицательно сказывается на других потребителях.

Нагрузка в результате включения коммутирующего ключа включается на источник напряжения - фаза питающей сети и отпайка автотрансформатора, напряжение которого (U„) не превышает номинального напряжения на нагрузке ° При этом датчик тока осуществляет контроль за током нагрузки (3н) и, следовательно, за ее проводимо("н) Tc3K KBK Ун= „"-. При восстановлении рабочих параметров на груз ки, а именно: У, У„„„где

У „; номинальное значение проводимости нагрузки, датчик тока выдаст сигнал на блок управления, который отключает коммутирующий ключ, и ИЭП переводится в рабочий режим, в результате чего исключается прыгание напряжения на нагрузке.

8 ИЭП конденсатор является элементом, который чаще других выходит из строя из-за перенапряжений, поэтому устройство имеет еще,и датчик напряжения на конденсаторе 9, который через блок управления включает коммутирующий ключ при превышении напряжения на конденсаторе свыше допустимого. Это может, например, произойти, если выйдет из строя датчик напряжения на нагрузке или при изменении реактивной составляющей тока нагрузкиф

9549

5 формула изобретения

Составитель Г. Тараканова

Редактор С. Тараненко Техред И.Надь Корректор H. Король

Заказ 6434/50, Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю Ф аЮ

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

1, Индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока, содержащий для каждой фазы нагрузки настроенные в резонанс на частоте питающей сети дроссель и конденсатор, соединенные одними выводами в "Звезду" с первым выводом для подключения нагрузки, а вторые to выводы дросселя и конденсатора предназначены для подключения к соответствующей фазе питающей сети, и коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока >s управления, подключенного первым входом к датчику тока нагрузки, о т л и" ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потребления энергии из сети при обрыве цепи нагрузки и повыше- 20 ния качества стабилизации тока нагрузки, он снабжен датчиком напряжения нагрузки и автотрансформатором со средней отпайкой, выводы которого

95 6 предназначены для подключения фазам питающей сети, соответствующим дроаселю и конденсатору, к средней отпайке через коммутирующий элемент подключена общая точка указанной

".Звезды", а второй вход блока управления подключен к датчику напряжения нагрузки.

2. Преобразователь по и. 1 о т- л и ч а ю шийся тем, что он снабжен датчиком напряжения на конденсаторе, выход которого подключен к дополнительному входу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Милях А..Н., Волков И. В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей.

Киев, "Наукова думка", 1974, с. 155.

2. Авторское свидетельство СССР Г 748724, кл. Н 02 М 5/06, G 05 F 3/06, 1969.