Многорежимный источник питания Российский патент 2018 года по МПК H02M5/10 H02M7/06 

Целью предлагаемого изобретения является создание многорежимного (универсального) источника питания средней мощности с преобразованием трехфазного тока промышленной частоты в токи многих режимов: переменный однофазный, импульсный, выпрямленный пульсирующий и постоянный без пульсаций, рентабельный при изготовлении и эксплуатации в лабораторных условиях, для биологических исследований.

Аналогом предлагаемого изобретения является трехфазный однополупериодный выпрямитель, фиг. 1, см. Герасимов В.Г. и др. Электротехнический справочник. М. Энергоиздат, 1981, т. 2, с. 564. Он состоит из трехфазного трансформатора с трехфазными первичной 1 и вторичной 2 обмотками по схеме звезда-звезда. Свободные концы вторичной обмотки подведены к анодам полупроводниковых силовых вентилей 3, катоды которых вместе образуют отрицательный полюс нагрузки 4.

Действует аналог, пропуская поочередно токи вторичных обмоток через вентили в положительных полупериодах. В целом через нагрузку 4 течет ток постоянного направления. По уровню ток пульсирует, 4. Для многих случаев применения этого достаточно.

Недостаток аналога заключается в невозможности получать токи других режимов: синусоидальный, пульсирующий, постоянный без пульсаций.

Прототипом предлагаемого изобретения являются изобретения: SU 547946, SU 771819, SU 1120481.

Первое представляет собой шестифазный преобразователь трехфазного переменного тока в постоянный, фиг. 2. Он состоит из трехфазного трансформатора с шестифазной вторичной обмоткой 5, каждый фазный конец которой выведен на свой вентиль 6, катоды которых вместе образуют отрицательный полюс нагрузки 7. Плюс образует узел вторичных обмоток. Отличительной особенностью этого изобретения является обмотка 8 с секциями на всех трех стержнях трансформатора. Она обеспечивает оптимизацию магнитного потока и режима трехфазного трансформатора от влияния постоянного тока вторичной обмотки.

Недостаток этого прототипа заключается, во-первых, в сложности достижения его достоинств, во-вторых, в удвоении количества вентилей и обмоток. Нет режима синусоидального и пульсирующего тока.

Второй прототип, фиг 3, представляет собой преобразователь трехфазного тока в переменный ток другой, отличный от исходного по частоте. Поставленная цель достигается применением шести управляемых вентилей 9, управление которыми обеспечивается специальным генератором.

Недостаток этого прототипа заключается в необходимости применять управляемые вентили и создавть специальный шестифазный генератор для управления ими, а выдает только один режим переменного тока.

Третий прототип SU 771819, фиг. 4, представляет собой выпрямитель, который через тиристор 10 и индуктивно-емкостной фильтр подключен к нагрузке 11. С индуктивностями фильтра индуктивно связан генератор 12. При настроенной работе прототип выдает прямоугольные импульсы 4а. Недостаток этого прототипа в способности обеспечивать только один режим импульсов.

В качестве примера предлагаемое изобретение представлено фиг. 5.

Устройство представляет собой трехфазный выпрямитель с обмотками звезда-звезда. Первичная обмотка включается пакетным включателем 13. через амперметры. Вторичные обмотки секционированы, секции переключаются пакетным переключателем 14, неподвижные концы которого через однофазные выключатели 15 подключаются к вентилям 16, узел которых через амперметр 17 подключен к обмотке аппарата магнитной обработки биологических объектов 18. Второй ее конец подключен к узлу вторичной обмотки трансформатора. При этом обеспечивается режим выпрямленного пульсирующего тока 5с.

При отключенных вентилях, но включенном выключателе 19 на обмотку 18 подается синусоидальный ток 5а.

Если включить только один из вентилей 15, получится режим полусинусоидальных импульсов 5в.

В режиме включения всех вентилей при включении конденсатора 20 соответствующей величины реализуется режим постоянного тока 5d.

Для контроля режима питания обмотки 18 применены амперметр 17 и вольтметр 21. Осциллограф 23 контролирует форму питающего тока, а компьютер 22 предназначен для электронной регистрации протокола режимов магнитной обработки биологических объектов в обмотке 18.

Все эти разные режимы, фиг. 5 а, в, с, d нужны для определения оптимального режима магнитной обработки биологических объектов. К настоящему времени в проблеме магнитной технологии в биологии вопросов больше, чем ответов.

Например, предпосевная обработка семян проводится весною в течение короткого срока. Поэтому предлагаемое изобретение вполне голится для сварочных работ плавящимся электродом.

При параллельном включении конденсатора 20 с обмоткой 18 и синусоидальном режиме их питания возможен режим резонанса токов при условии . Реальная обмотка обладает активным сопротивлением R. При этом резонансная частота уменьшится . См. Савельев И.В. Курс общей физики. М., Наука, т. 2, с. 356.

Режим резонанса широко используют в радиотехнике, он облегчит энергетические затраты на получение сильных магнитных полей.

Научная основа магнитной технологии в биологии состоит во взаимодействии магнитных полей. Магнитное поле Земли ориентирует стрелку компаса. Все круговые токи обладают поляризованным магнитным полем. Во всех атомах и молекулах текут круговые токи, поэтому внешнее магнитное поле оказывает ориентирующее влияние на эти элементарные токи и соответственно на их химические реакции взаимодействия.

Такова гипотеза автора-заявителя этой заявки на изобретение.

Создание реального устройства по предлагаемому изобретению - экспериментально проверить гипотезу на практике.

Предлагаемое изобретение позволит повысить продуктивность сельского хозяйства.

Спецификация

Фиг. 1. Трехфазный однополупериодный выпрямитель.

Фиг. 2. Шестифазный преобразователь трехфазного тока.

Фиг. 3. Преобразователь трехфазного в переменный ток другой частоты.

Фиг. 4. Источник прямоугольных импульсов.

Фиг. 5. Многорежимный источник питания.

1 - первичная обмотка.

2 - вторичная обмотка.

3 - вентили силовые.

4 - нагрузка.

5 - шестифазная вторичная обмотка.

6 - вентили силовые.

7 - нагрузка.

8 - обмотка секционированная трехфазная.

9 - управляемые вентили.

10 - тиристор.

11 - нагрузка.

12 - генератор импульсов управляющих.

13 - выключатель трехфазный пакетный.

14 - переключатель трехфазный пакетный.

15 - однофазные выключатели.

16 - вентили силовые.

17 - амперметр.

18 - обмотка аппарата магнитной обработки биологических объектов.

19 - выключатель.

20 - конденсатор.

21 - вольтметр.

22 - компьютер.

23 - осциллограф.

1a - ток трехфазного однополупериодное выпрямления.

4а - прямоугольные импульсы.

5a - синусоидальный ток.

5b - полусинусоидальные импульсы.

5c - выпрямленный пульсирующий ток.

5d - постоянный ток.

Изобретение относится к области электротехники. Многорежимный источник питания представляет собой трехфазный выпрямитель средней мощности для обеспечения питания обмотки возбуждения магнитного поля в устройстве магнитной обработки биологических объектов. Вторичная обмотка трансформатора секционирована и переключается пакетным переключателем. Каждый из трех вентилей имеет свой выключатель. Благодаря этому можно формировать разные схемы для обеспечения четырех разных режимов питания обмотки возбуждения магнитного поля: выпрямленный пульсирующий, синусоидальный, импульсный полусинусоидальный и постоянный отфильтрованный. Для контроля режима применены амперметры, вольтметр, осциллограф. Для электронного протоколирования экспериментов применен компьютер. Устройство технологично для современных мастерских и может быть также применено для проведения сварочных работ. 5 ил.

Многорежимный источник питания, состоящий из трехфазного однопополупериодного выпрямителя с тремя вентилями с пакетным выключателем на входе и фазными входными амперметрами, отличающийся тем, что вторичные обмотки секционированы и секционные отводы через трехфазный переключатель и отдельно выключатели выведены на аноды вентилей, катоды которых образуют узел и через амперметр подключены к обмотке аппарата магнитной обработки биологических объектов, которая вторым концом соединена с узлом вторичной обмотки, к обмотке аппарата магнитной обработки биологических объектов подключен вольтметр, а к нему через выключатель подсоединен конденсатор, через датчики магнитного поля к обмотке аппарата магнитной обработки биологических объектов подключены осциллограф и компьютер.