Однофазный стабилизированный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H02M3/335 

(5) ОДНОФАЗНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам питания. Известен однофазный инвертор, у которого для стабилизации выходного напряжения применяется регулируемый балластный индуктивный элемент, вклю ченный параллельно нагрузке. В качестве указанных элементов пр меняют инверторный трансформатор, магнитный усилитель и линейный дроссель, индуктивное сопротивление которых регу/мруется в зависимости от уровня выходного напряжения 1 J. Недостатком данного устройства яв ляется то, что стабилизирующая цепь существенно загружает силовую цепь инвертора и снижает КПД. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является одн фазный стабилизированный преобразова тель, содержащий преобразовательную ячейку постоянного напряжения в пере ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ менное, подключенную к входным зажимам, силовой трансформатор и ста(5или- зирующую выходную цепь с дросселем, обмотка намагничивания которого подключена к датчику выходного напряжения, причем выход стабилизирующей цепи через выпрямитель соединен с входными зажимами Г 2. Недостатком указанного инвертора является невозможность его работы на активно-индуктивную нагрузку. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы на нагрузку активного или активно-индуктивного характера. Поставленная цель достигается тем, что в однофазном стабилизированном преобразователе, содержащем преобразовательную ячейку постоянного напряжения в переменное, подключенную к входным зажимам, силовой трансформатор и стабилизирующую выходную цепь с дросселем, обмотка намагничивания 3 которого подключена к датчику выходного напряжения, причем выход стабил зирующей цепи через вьпрямитель соед нен с входными зажимами, в стабилизирующую цепь параллельно дросселю подключен конденсатор, а последовательно - первичная обмотка понижающего трансформатора, во вторичную об мотку которого включен упомянутый выпрямитель. На чертеже представлена схема однофазного стабилизированного преобразователя напряжения. Устройство содержит преобразовате ную ячейку 1 постоянного напряжения в переменное 1, подключенную к входным зажимам 2 ) 3, нагрузку , цепь стабилизации, включающую линейный дроссель:5 и конденсатор 6, понижающий трансформатор 7, вторичная oGмотка которого через выпрямитель 8 и сглаживающий конденсатор 9 подключена к источнику питания с К датчику 10 напряжения на нагрузке подключена вторичная обмотка 11 дросселя 5. В преобразователе напря)хения регу лирование выходного напряжения осуществляется по первой гармонике выхо ного напряжения, для которой при частоте 50 Гц: и номинальном выходном напряжении настраивается р режим резонанса токов параллельные ветви ста билизирующей выходной цепи, одна из которых состоит из индуктивного, а другая - из емкостного -элементов. Пр повышении напряжения на выходе инвертора сверх верхнего допустимого значения сопротивление индуктивного элемента уменьшается и часть энергии через трансформатор, включенный в стабилизирующую цепь, и выпрямитель возвращается в аккумулятор, являющимся источником питания для инвертора. Устройство работает следующим образом. Если действующее напряжение преоб разовательной ячейки 1 напряжения равно номинальному, что соответствует минимальному допустимому напряжению источника питания, или не .превышает допустимого верхнего значения то ток во вторичной обмотке 11 равен нулю. Конденсатор 6 и дроссель S работают в режиме резонанса токов, для которого их реактивные проводимости равны между собой. . В этом режиме стабилизирующая цепь практически не пропускает основную гармонику переменного тока, что исключает дополнительную загрузку преобразовательной ячейки 1 напряжения. В то же время эта цепь пропускает высшие гармоники выходного тока инвертора, для которого конденсатор 6 и дроссель 5 не я.вляются резонансным контуром. Тем самым стабилизирующая цепь выполняет дополнительную роль фильтра высших гармоник. Если напряжение на выходе инвертора достигнет предельно допустимого верхнего значения или близкого к нему, то по вторичной обмотке по сигналу датчика 10 напряжения будет проходить ток, подмагничивающий дроссель 5. Условие резонанса токов нарушится и через стабилизирующую цепь потечет ток. Часть энергии передается на вторичную обмотку понижающего трансформатора 7, я с нее через выпрямитель 8 и сглаживающий конденсатор 9 к входным зажимам 2 и 3. При этом уменьшается ток, потребляемый преобразовательной ячейкой 1 напряжения и повысится его КПД. Степень подмагничивания дросселя 5, а также величина регулируемой части энергии, вoзвpaщae ЮЙ в аккумулятЪр зависит от превышения выходным напряжением инвертора его верхнего допустимого значения. Напряжение на нагрузке практически остается в допустимых пределах за счет увеличения падения напряжения на ключах инвертора и его выходном трансформаторе пропорционально току, ответвляемому по стабилизирующей цепи. Датчик 10 напряжения подключен к выводам нагрузки, осуществляя в этом случае регулирование по отклонению. Возможно подключение датчика 10 напряжения непосредственно к выводам инвертора на входе или выходе, а также комбинированное подключение к выводам нагрузки инвертора, что обеспечит систему инвариантного регулирования напряжения по возмущению и отклонению. Таким образом, изобретение расширяет функциональные возможности преобразователя напряжения, о()еспечивая работу на активно-индуктивную нагрузку. Формула изобретения Однофазный стабилизированный прео 5разователь, содержащий преобразователь5100

ную ячейку постоянного напряжения о переменное, подключенную к входным зажимам, силовой трансформатор и стабилизирующую выходную цепь с дросселем, обмотка намагничивания которого s подключена к датчику выходного напряжения,причем выход стабилизирующей цепи через выпрямитель соединен с входными зажимами, отличающийс ятем, что,с целью расширения функциональных Ю возможностей путем Обеспечения работы преобразователя на активно-индуктивную нагрузку, в стабилизирующу цепь параллельно дросселю подключен конден36 4

сатор; а последовательно - первичная обмотка понижающего трансформатора« о вторичную обмотку которого включен упомянутый выпрямитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Нежданов И.В. Инверторы на тиристорах. Л., Энергия, 19б5 с. 51, рис. 15.

2.Моин B.C., Лаптев Н.И. Стабили эированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 275, рис .8-11.