Трехфазный выпрямитель с умножением напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02M7/10 

со ю СП

С35 ОР Изобретение относится к злектротехнике, предназначено для преобразования переменнопо тока в постоянный ои может быть использовано для питания различных устройств, в частности для заряда емкостных и индуктивных накопителей, предназначенных для питания газоразрядных ламп, Известен трехфазный выпрямитель С умножением напряжения, содержаи ий в каждой фазе две параллельно соединенные между собой диодно-конденсаторные цепочки с разной полярйостью включения диодов, причем точки соединения этих диодов всех фаз объединены между собой через дополнительные диоды одной полярности и подключены к выходным зажимам С 1 1. : Однако данный выпрямитель имеет низкий коэффициент мощности и не обеспечивает высокий коэффициент Преобразования во всех режимах рабо Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный выпрямитель с умножением напряжения, содержащий в каждой фазе дроссель, две параллельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора и диода, включенного с противополож ной полярностью по отношению к другой цепочке, причем точки соединени конденсатора и диода соответствующей полярности каждой фазы объединены между собой через встречно-последовательно соединенные дополните ные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам. Указанный выпрямитель обладает падающей нагрузочной характеристико высоким КПД и мощности, позволяет получить на нагрузке удвоенное напряжение с малой амплитудой и большой частотой пульсаций Г23Недостатком известного устройства являются невозможность обеспечения высокого коэффициента преобразования во всех режимах работы включая режим холостого хода и к.з а также невозможность обеспечения сочетания режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности, что приводит к недостаточному КПД и узкому диапазону использования. Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения высокого коэффициента преобразования во всех режимах работы, включая (эежимхолостого хода и к.з. и расширение диапазона использования за счет сочетания режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности. Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном выпрямителе с умножением напряжения, содержащем в каждой фазе дроссель, две параллельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатора и диода, включенного с противоположной полярностью по отношению к другой цепочке, причем точки соединения конденсатора и диода со:ответствующей полярности каждой объединены между собой через встречно-последовательно соединенные дополнительные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам, дроссель каждой фазы включен между общей точкой соединения диодов данной фазы и общей точкой соединения конденсаторов другой, смежной, фазы, причем индуктивность дросселя и емкости конденса-. торов каждой фазы образуют резонансный контур с частотой колебаний, равной частоте питающей сети. На чертеже представлена принципиальная схема трехфазного выпрямителя с умножением (утроением) напряжения , Выпрямитель с утроением напряжения содержит конденсаторы 1-6, ко-, -торые образуют три пары последовательно соединенных конденсаторов, общие точки которых подключены к трем фазам сетевого напряжения 7-9. Параллельно трем пар.ам последовательно соединенных конденсаторов 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 подключены три пары последовательно соединенных диодов 10и11,12и13, 1Аи15, Точки соединения конденсатора 1 с диодом 10, конденсатора 5 с диодом и .конденсатора 6 с диодом 15 соединены с соответствующими.выводами нагрузки Т6 через диоды 17-22, включенные таким образом, что их полярность в точках соединения с конденсаторами 1-6 противоположна полярности диодов 10-15 подключенных в эти же точки, а к одному и тому же выводу нагрузки 16 подключены диоды только одной полярности. Общие точки конденсаторов 1 и объединены с общей точкой диодов 1 и 15 через дроссель 23, конденсаторов 3 и f{ с общей точкой диодов 12 и 13 через дроссель 24 и конденсаторов 5 и 6 с общей точкой диодов 10 и 11 через дроссель 2 Устройство рабштает следующим еб разом. Напряжением между-фазами 7 и 8 заряжаются конденсаторы 1 и 2 в про тивоположные полупериоды приложенного напряжения, благодаря наличию диодов 10 и 11. Аналогичным образом заряжаются конденсаторы 3 и 4 от напряжения между фазами 8 и 9, сдвинутого относительно напряжения между фазами 7 и 8 на +120°, и конденсаторы 5 и 6 от напряжения между фазами 9 и 7, сдвинутого относительно напряжения между фазами 7 и 8 на -120. Благодаря наличию сдвига междуфазного напряжения на 120 , конденсаторы заряжаются со сдвигом в бС. Напряжение на конденсаторах 1 3| 5, суммируясь с напряжением на конденсаторах 2, , 6 и с напряже нием между фазами 7 8, 9 прикладывается к нагрузке 1б через одну из пар диодов, составленную из диодов 17, 19, 21 и диодов 18, 20, 22. Чередование включения пар диодов из диодов 17, 19, 21 и диодов 18,20 22 происходит со сдвигом по фазе в 3t)°, обеспечивая на нагрузке малый коэффициент и высокую частоту пульса ций. Кроме того, так же как и в аналоге, при сопротивлении на нагрузке 16, приближающейся к бесконечности, конденсаторы 1-6 заряжаются до ампли тудного значения. При этом напряжени сети, суммируясь с напряжением на од ной из пар заряженных конденсаторов состоящейиз конденсаторов 1, 3j 5 и 2, А, 6, прикладывается к нагрузке, обеспечивая на нагрузке утроенное напряжение, а отсутствие перезаряда конденсаторов 1-6 - к уменьшению тока сети практически до нуля. При приближении к режиму к.з. емкости конденсаторов 1,2, индуктивности дросселя 23, емкости конденсаторов 3, , и индуктивности дросселя 2, емкость конденсаторов 5, 6 и индуктивность дросселя 25 образуют колебательные контура схемы Буг шеро, которые, как и в схемах индуктивно-емкостных преобразователей, . обеспечивают протекание через нагрузку неизменного тока независимо от величины сопротивления нагрузки. Так как контура настроены на ча.стоту сети, то в режиме к.з. ток, по 34 требляемый от сети, стремится к ну лю и определяется только добротностью указанных контуров. С ростом сопротивления нагрузки растет на ней напряжение и изменяются углы включения диодов 10-22, При этом нарушается условие работы схемы Бушеро и т)эехфазный выпрямитель с ут-. роением напряжения преобразуется из источника тока в источник с падающей нагрузочной характеристикой. Так как источник с падающей нагрузочной характеристикой обеспечивает отдачу максимальной мощности в промежутке между режимами холостого хода и К.З., то в широком диапазоне изменения сопротивления нагрузки величина отдаваемой нагрузке мощности остается практически постоянной (кривая мощности отдаваемой нагрузке имеет перегиб), как и в известных схемах источников с падающей нагрузочной характеристикой. Включение в существующем выпрямителе дросселей между точками соединения конденсаторов одной фазы и соединения диодов другой фазы выгодно отличает предлагаемый выпрямитель С утроением напряжения от прототипа, так как .за счет подключения дросселей 23-25 через диоды 10, 11 12, 13, Н, 15 и 17, 18, 19, 20, 21, 22 к конденсаторам 1-6 образуются либо схемы индуктивноемкостного преобразователя (в режиме, близком к к.з.), либо схемы источников с падающей характеристи- а кой (в режиме, близком к холостому ходу). Кроме того, в режиме, близком к холостому ходу, предлагаемый выпрямитель обеспечивает на нагрузке утроенное напряжение, что расш1 яет диапазон использования такого выпрямителя без повышающего трансформатора , у которого весогабаритные показатели выше, чем у преобразователя. Изобретение позволяет ограничить количество дросселей в сравнении с прототипом и получить режим работы, являющийся оптимальным при заряде емкостных накопителей для газоразрядных ламп. Выпрямитель с утроением напряжения может быть использован при.питании различнt; x устройств, особенно с падающей, вольт-амперной характеристикой, например, при заряде конденсаторов или питаний газоразрядных приборов.

ТРЕХФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С .УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий в каждой фазе дроссель, две парал-лельно соединенные цепочки, каждая из которых состоит из конденсатораи диода, включенного с противоположной полярностью по отношению к другой цепочке, причем точки соединения конденсатора и диода соответствующей .полярности каждой фазы объединены между собой через встречно- последовательно соединенные дополнительные диоды, общие точки которых подключены к выходным выводам, о тяичающийся тем, что, с целвю повышения КПД путем обеспечения высокопо коэффициента преобразования во всех режимах работы, включая режимы холостого хода и короткого замыкания, и расширения диапазона использования за счет сочетания режимов неизменного выходного тока и неизменной мощности, дроссель каждой фазы включен между общей точкой соединения диодов данной фазы и общей точкой соединения конденi саторов, другой, смежной,фазы, приW чем индуктивность дросселя и емкости конденсаторов каждой фазы образу,ют резонансный контур с частотой , колебания, равной частоте питающей