Вторичный источник электропитания (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК H02M7/08 

фм.1

2.Источник электропитания по п. о т л и ч а ю щ и и G я тем, что отводы основных обмоток, образующие входные вьгарды, равноудалены от соот ветствутощих выводов обмоток, связанных с линиями.

3.Источник электропитания по п. о т л и чающий с я тем, что указанные выходные выводы совмещены

с вершинами треугольника основных обмоток.;

4.Источник электропит ания по п. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что указаннью входные выводы совмевдены

с подключенными к линиям выводами дополнительных обмоток.

5.Источник электропитания по п. 2, отличающийся тем, что указанные входные выводы совмещены с выводами дополнительных обмоток, .соединенными с отводами основных обмоток .

6.Источник электропитания по

пп.1-5, от лича ющи и с я тем что, с целью удвоения кратности частоты пульсации, числа витков дополнительной и основной обмоток установлены в соотношении 1/5/3:1, а числа витков от выводов основной обмотки до ее отвода, присоединенного к дополнительной обмотке, относятся, как (1 - УЗ/3)/2:(1 + ,Уз/3)/2, либо установлены соответственно в соотношениях (2 - Уз): Уз и УЗ/З:.

7.Источник электропитания по

пп.1-6, отличающийся тем что, с целью дополнительного улучшения качества преобразования энергии и расширения конструктивных возможностей , указанный магнитопровод выполнен пространственна, с Tpeyrox ньлми ярмами либо в виде трех раздельных магнитных систем, а обмотки выполнены из облегченного ленточного, в частности многослойного, компонента, например алюминиевой фольги, или компонента с повышенной электропроводностью, например сверхпровсэдяще.го.

8.Источник электропитания по пп.1-7, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, сщглью дополнительного расширения Н1сционально-конструктивнызс возможностей, элементы вентильнблх мостов или/и источники фазосдвинутых ЭЙС вшюлиены управляемыми от введенвой система управления, в частности путем введения элементов ключевого типа, в том числа двухпоэициоиные, дам/и путем измейеиин магнитного состояния упомянутого магнитопровода.

9.Источник электропитания по пп.1-8, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен хотя бы еие одной такой же дополнительной преобразовательной структурой, соединенной

выходными выводами параллельно-однополярно с основной, структурой непосредственно или через магнитно-связанные между собой индуктивности, зашунтированные или не зашунтированные Дополнительным конденсатором. 10. Источник электропитания по пп. 1-9, о т личающийся тем, что фазосдвинутые ЭДС сформированы на обмотках электрической машины или систем с параметрическими контурами.

11.Источник электропитания, содержащий два трехячейковых вентильных моста с присоединенными к их выводам по переменному току линиями и три источника фазосдвинутых ЭДС, формируекилх посредством трех основных с отводами обмоток на магнитопроводе, одни одноименные выводы которых образуют входные выводы,

а одни однополярные выводы вентильных мостов по постоянному току образуют первый выходной вывод, отличающийся тем, что, с цеЛью расширения функциональных возможностей и области применения, а также улучшения качества преобразования энергии, другие однополярные выводы вентильных мостов образуют второй выходной вывод, каждая основная обмотка снабжена дополнительно введенной обмоткой, которая соединена с первым отводом смежной с ней по фазе основной обмотки, второй отвод которой подключен к другому выводу смежной с ней по фазе основной обмотки, топологически образуя соединение неполный треугольник, а к свободным выводам дополнительных обмоток и к другим одноименным выводам основных обмоток присоединены указанные линии, причем, указанные соединения образуют основную преобразовательную структуру.

12.Источник электропитания по

п. 11, отличающийся тем, что отводы основных обмоток, образующие входные выводы, равноудалены от соответствующих выводов обмоток, связанных с линиями.

13.Источник электропитания по

п. 12, .о т л и ч а ю щ и и с я тем, что указанные входные выводы совмещены с вериганами треугольника основных обмоток.

14.Источник электропитания по

п. 12, отличающийся тем, что указанные входные выводы совмещены с подключенными к линиям выводами дстолнательных обмоток.

15.Источник электропитания по

п. 12, отличающийся тем, что указанные входные :выводы совмещены с выводами дополнительных обмотсж, соединенными с отводами основ ных оОмоток.

16,Источник электропитания по пп. , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что числа витков дополнительной обмотки и части основной обмотки, образующей замкнутый треугольник неполного треугольника, установлены в соотношении Уз/3:1, а числа витков от выводов упомянутой части основной обмотки до ее отвода, присоединенного к Дополнительной обмотке , относятся, как (1 )/2):

: (1 + УЗ/3)/2, либо установлены соответственно в соотношениях (2 г 1): УЗ и УЗ/З :1.

17.Источник, электропитания по пп. 11-16, отличающийся тем, что, с целью дополнительного улучшения качества преобразования энергии и расширения конструктивных возможностей, указанный магнитопровол выполнен пространственным, с треугольными ярмами либо в виде трех раздельных магнитных систем, а обмоТки выполнены из облегченного ленточного, в частности многослойного, компонента, например алюминиевой фольги, или компонента с повышенной

электропроводностью, например сверхпроводящего.

18. Источник электропитания по пп. 11-17, отличающийся тем, что,-с целью дополнительного расширения функционально-конструктивных возможностей, элементы вентильиых мостов или/и источники фазосдвинутых ЭДС выполнены управляемыми от введенной системы управления, в частности путем введения элементов ключевого типа, в том числе двухпозиционных, или/и путем изменения магнитного состояния упомянутого магнитопровода.

19.Источник электропитания по пп. 11-18, отличающийся тем, что он снабжен -хотя бы еще одной такой же дополнительной преобразовательной структурой/ соединенной выходными выводами параллельно-однополярно с основной структурой непосредственно или через магнитно-связанные или не связанные между собой индук тивности, зашунтированные или не зашунтированные дополнительным конденсатором.

20.Источник электропитания по пп. 11-19, отличающийся

тем, что фаэосдвинутые ЭДС сформированы на обмотках электрической машины или систем с параметрическими контурами.

21.источник электропитания, содержащий два трехячейкс вых вентильных моста с пpиcoegaинeнны ш к их выводам по переменному току линиями и три источника фаэосдвинутых ЭДС, формируемых посредством трех основных обмоток на магнитопроводе, которые соединены между собой последовательно-согласно и. топологически образуют замкнутый треугольник, а одни однополярные выводы вентильньах мостов по постоянному току образуют первый выходной вывод, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью.расширения функциональных возможностей и области применения, а также улучшения качества преобразования энергии; другие выводы вентильных мостов по постоянному току образуют второй вы ходной вывод, каждая основная обмотка снабжена дополнительной обмоткой с отводом, которая одним выводом присоединена к отводу смежной с ней по фазе основной обмотки, а другим выводом образует входной вывод, при этом три из упомянутых линий подключены к вершинам треугольника, а остальные три линии - к отводам дополнительных обмоток, причем указанные соединения образуют основньпо преобразовательную структуру.

22.Источник электропитания по

п. 21, отличающийся тем, что остальные три линии подключены к другим выводам дополнительных обмоток , отводы от которых образуют входные выводы.

23.Источник электропитания по . 21, отличающийся тем, что отводы дополнитель.ных обмоток, образующие входные выводы, равноудалены от соответствующих выводов обмоток, связанных с линиями.

24.Источник электропитания по

п. 23, отличающийся тем, что указанные входные выводы совмещены с вершинами треугольника основных обмоток.

25.Источник электропитания по

п.23, отличающийся тем, что указанные входные выводы совмещены с подключенньми к линиям выводами дополнительных обмоток.

26.Источник электропитания по

п.23, отлич ающиЯ с я тем, что указанные входные выводы совмещены с выводами дополнительных обмоток , соединенными с отводами основ. нь1х обмоток.

27.Источник электропитания по /пп. 21-26, отличающнйся тем, что с целью удвоения кратности частоты пульсации, числа витков дополнительной и основной обмоток установлены в соотношении V3/3sl, а числа витков от выводов основной обмотки до ее отвода, присоединенного

к дополнительной обмотке, относятся, как (1 - Гз/3)/2 : (1 + Т УЗ}/2, либо установлены соответственна, в соотношениях (2 - Уз) . 1 и Уз/3:1.

28.Источгмик электропитания по пп. 21-27 f о т я « ч а-ю и .и и с я тем, что число основной обмотки и части дополнительной обмотки от ее присоединенного к основной обмотке вывода до присоединенного к линии отвода устйновлены в сйЬтношении 1: Yl/3, а число витяой от выводов основной обмотки до ее отвода, присоединенного к дополнительной обмотке, относятся как (1 - yjf3/3)2 : : (1 + Уз/3)/2, либо ydтaнoвлeны соответственно я соотногтениях V3: .; (2 - fV3) и Уз/З : 1.;

29.Источник электрО1 итания по пп. 21-27, отличающийся тем, что, с целью дополнительного улучшения качества преобразования энергии и расширения конструктивных возможностей, указанный |магнитопровод выполнен пространств|енным, с треугольными ярмами либо в виде трех раздельных магнитных систем, а обмотки выполнены из облег ченного ленточного, в частности МНОГОСЛОЙНОГО, компонента, например алиминиевой фольги, или компонента d повышенной электропроводностью, например сверхпроводящего.

30.Источник электропитания по пп. 21-28, отличающийся

тем, что, с целью дополнительного расширения функцибнально-конструктивных возможностей, элементы вентил ных мостов или/и источники фазосдвинутых ЭДС выполнены управляемыми от введенной системы управления, в настиюсти путем введения элементов ключевого типа, в том числе двухпозиционных, или/и путем изменения магнитного состояния магннтопровода.

31.Источник электропитания по пп. 21-29, отличающийся тем, что он снабжен хотя бы еще одной такой же дополнительной преобразовательной структурой, соединенной выходными выводами параллельно-однополярно с основной структурой непосредственно или через магнитно-связанные или не связанные между собой индуктивности, зашунтированные или Не зашунтированные дополнительным конденсатором.

32.Источник электропитания по пп. 21-30, отличающийся тем, что фазосдвинутые ЭДС сформированы на обмотках электрической машины или систем с параметрическими контурами.

1. Вторичный источник электропитания, срдерхасгдай два трехячейковых вентильных моста с присоединенными к их выводам по переменному току линиями и три источника фазосдвинутых ЭДС, формируемых посредством трех основных с отводами обмоток на магнитопроводе, которые соединены iCtf/ H.5i..:« 14 JUri-SfKO- ч л T «rtW4K i;A)i cue ffUtiiK л между собой последовательно-согласнои топологически образуют замкнутый треугольник, одни однополярные выводы вентильных мостов по постоянному току образуют первый выходной вывод, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения, , а также улучшения качества преобразования энергии, другие однополярные выводы вентильных мостов образуют второй выходной вывод, каждая основная обмотка снабжена дополнительно введенной обмоткой, которая соединена с первым отводом смежной с ней по фазе основной обмотки, а к свободным выводам дополнительных обмоток и к вершинам треугольника подключены упомянутые линии, при этом отводы основных обмоток образует входные выводы, а указанные соединения основную преобразовательную структуру.

)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам преобразования электрической энергии, и может быть использовано в качестве неуправляемого (нестабилизированного) или управляемого (регулируемого либо стабилизированного) вторичного источника электропитания (ВИП) при повышенных требованиях к его энергетическим, массогабаритным и стоимостным показателям (ЭП и МГСП).

Применение устройства обусловлено возможностью экономичного обеспечения энергией различных потребителей сравнительно повышенного постоянного тока при напряжениях порядкадесятков вольт и выше, а также в тех практически важных случаях, когда ггильваническая развязка между первичным источником энергии (сетью) и ее потребителем (нагрузкой) не имеет существенного значения.

К числу конкретных промьииленных отраслей и технических средств возможного применения изобретения в народном хозяйстве относятся радиоэлектронная, приборостроительная, металлургическая, химическая промышленности, плазменная техника, техника средств связи (в том числе космической), физика ядерных исследований, микроэлектроника, сварка и резка (в том числе плазменные), в частности - средства электроснабжения различной радиоэлектронной

аппаратуры, сервисного оборудования, винчестерских накопителей ЭВМ, плазмотронов, рудно-термических агрегатов ,, электродуговых генераторов плазменных факелов для стационарного нагрева больших газовых объемов, газоразрядных источников ионов (источников Пеннинга, дуоплазмотронов) и т.п.

Известен вторичный источник электропитания, содержащий шесть силовых

преобразовательных элементов, собранных в трехячейковый вентильный мост, и три источника фазосдвйнутых 13ДС, формируемых посредством трех обмоток на трехстержневой магнитной

системе. Все обмотки, снабженные отводгиии, соединены между собой одноименными выводами и тополргическн образуют правильную трехлучевую звезду. Свободные выводы обмоток

образуют три входных вывода для подключения первичного источника переменного тока, а отвода) посредством трех линий подключены к выводам по переменному току упомянутого вентильного моста, выводы которого по постоянному току образуют через сглаживающий П-образный фильтр выходные выводы Ц.

Данное устройство обеспечивает сравнительно рациональное электроснабжение потребителя, определенную стабильность непрерывной работы и относительную простоту конструкции. Однако ему присущи большой уровень пульсации выходного напряжения, сравнительно низкая (равная шести) кратность П ее частоты, а также недостаточно удовлетворительное использование преобразовательных средств.

Кроме того, вследствие малого числа контуров токопрохождения, в устройстве требуются довольно мощные, в частности сильноточные электроэлементы.

Этим обусловлены относительно плохие ЭП и МГСП сглаживающих фильтров, а также электромагнитной автотрансформаторной системы и других преобразовательных средств устройства, что является его существенньм минусом.

Наиболее близким к предлагаемому является вторичный источник электропитания, содержащий двенадцать преобразовательных элементов, собранных в два трехяЧейковых вентильных мостаj и три источника фаэосдвинутых ЭДС, сформированных посредством трех обмоток на ст.ержнях магнитной систекы. Обмотки соединены между собой последовательно-согласно и топологически образуют правильный замкнутый треугольник. Его вершины образуют три входных вывода для нодключения первичного источника переменного тока, а каждая из обмоток снабжена двумя отводами, которые посредством шести линий подключены к выводам по переменному току упомянутых мостов, выходы которых по постоянному току образуют через двухфазный уравнительный реактор (УР) выходные выводы С2.

При этом числа витков трех последовательно соединенных частей обмоток, образованных отводами, установлены в соотнсяяении 1: (1 + ТЗ):

Недостатками известного устройства являются однозначная связь выходного напряжения VQ с амплитудой 8,.. ЭДС сети, что обусловлива- ет единственную выборку значения Vj, малая вероятность реализации устройства при наличии одной сети (общего первичного источника) и обычно требующемся для разных нагрузок рАда значений VQ, которые к тому же редкосовпадгиот на практике с обес печиваемым прототипом, необходимост наличия вполне определенного первичного источника для обеспечения заданого потребителем значения Уд и, следовательно, необходимость систематического подбора новых, источников при изменяющихся от изделия к изделию заданиях, последнее практичёски особенно-нереализуемо на движущихся объектах при наличии ряда дискретов УО, необходимость введения в последнем случае дополнительных преобразовательных средств, например, силовых трансформаторов, что фактически сводит на нет. свойственные прототипу преимущества, сравнительно большое число витков силовых обмоток.

Если общее число W витков от- нести к некоторсмлу базовому числу Wo витков с амплитудой напряжения на них, равной среднему значению УО выходного напряжения {без учета

потерь), это суммарное витковое число WjTp состаяит в прототипе

-4 - без УР и

|опр 2 - УР Известное устройство ооеспечива. ет относительно .невысокую амплитуду выходного напряжения, всегда меньшую амплитуды S ад ЭДС обмотки и амплитуды ЭДС сети: Un.,,,,:, (Уз - 1) 0,732 Вале 5«лс без УР и (3 - УЗ)/2«. 0,634

° позволяет получить на нагрузке более повышенные напряжения. Все обусловливает ограниченгеле функциональные возможности и область применения а также сравнительно плохое качество преобразования энергии.

Цель изобретения - расширение

функциональных возможностей и области применения, а также улучшение качества преобразования энергии. К числу положительных качеств решения относится, в частности, возможность получения практически неог- раниченного числа дискретов V, причем с амплитудой и ,, не только меньше, но и больше S ii как следствие расширение номенклатуры обеспечиваемых питанием потребителей

при одновременном устранении жесткой зависимости разработчика ВИП от имеющегося в наличии первичного источника; снижение уровия переменной составля}о1 ей (пульсгиши в том

числе низкочастотно модуляционной, а также удвоение кратности ее частоты (П 12), улучшение МГСП фильтров и ВИП в целом.

Поставленная цель достигается

тремя вариантами устройства ..

В источнике питания по первому варианту, содержащему два трехячейковых вентильных моста сприсоединеи.ными к их выводам по переменному

линиями и три источника азосдвинутых ЭДС, формируемых посредством трех основных с отводами обмоток на магнитопроводе, которые соединены между собой последовательно-согласно и топологиг ески образуют замкнутый треугольник, одни однополярные выводы вентильных мостов по постоянному току образуют первый выходной вывод, другие однополярные выводы упомянутых мостдв образуют второй выходной вывод, ;каждая основ ная обмотка снабжена ддполнительно введенной обмоткой, которая соединена с первым отводом смёжНо й с ней по фазе основной обмот и, а к свободным вьшодам допалнител1|ных обмоток и к вершинам треугольника подключены упомянутые линии, при этом другие отводы основных oб joтoк образуют входные выводы, а у1 азанные соединения - основную преобразователь ную структуру. i

По ВТОРСЖ1У варианту цель достигается тем, что во втоЕ ичном источнике электропитания, содержащем два трехячейковых вентильных моста с присоединенными к их выводам по переменному току линиями и три источника фазосдвинутых ЭДС,; формируемых посредством трех основных с отводами обмоток на магнитоп оводе, одни одноименные выводы котЬрых образуют входные выводы, а одни однополярные выводы вентильных мостов по постоянному току образуют первый выходной вывод, другие однополярные выводы упс «янутых мостов образуют второй . выходной вывод, каждая основная обмотка снабжена дополнительно введенной обмоткой, которая соединена с первьм отводом смежной с ней по фазе основной обмотки, второй отвод которой подключен к другому выводу смежной с ней по фазе основной обмотки, топологически образуя соединение неполный треугольник,а к свободным выводам дополнительных обмоток и к другим одноименн1 п4 выводам Орновньос обмоток присоединены указанные линии. Причем указанные соедЦт нения образуют преобра зовательную структуру.

По третьему варианту цель достигается тем, что во вторичном источнике электропитания, содержащем два трехячейковых вентильных моста с

присоединенными к их выводам по переменному току линиями, и три источника азосдвинутшс ЭДС, формируеквлх посредством трех основных обмоток на.магнитопроводе, которые соединены между собой последователь но согласно н топологически образуют зИйкнутый треугольник, а одни однопопяриые выводы вентильных мостов по постЬяннс у току образуют первый выходной вывод, другие выводы упомянутых мостов по постоянному Току образуют второй выходной вывод, каждая основная обмотка снабжена дополнительно обмоткой ;С отводом которая одним выводом присоединена к отводу смежной по фазе основной обмотки, а другим выводе образует входной вывод, при этом три из упо мянутых линий подключены к вершинам треугольника, а остальные три линии к отводам дополнительных обмоток.

Кроме того, цель достигается тем что остальные три линии подключены к другим выводам дополнительных обмоток/ отводы от которых образуют входные выводам.

Во всех трех вариантах исполнения вторичного источника электропнтания цель изобретения достигается при выполнении следующих конкретных условий.

Отйоды основных обмоток, образующие входные выводы, равноудалены от соответствующих выводов основных обмоток, связаншлх с линиями.

Указанные входные выводы совмещены с вершинами треугольника основных обмоток или с подключенными к линиям выводами дополнительных офмоток.

. Указанные входные выводы совмещены с выводами дополнительных обмоток, соединенными с отводами основных обмоток.

Вместе с тем, с целью удвоения кратности частоты пульсаций, числа витков дополнительной н основной обмоток установлены в соотношении

V3/3:l, а числа витков от выводов основной обмотки до ее отвода, присоединенного к дополнительной обмотке, относятся как (1 - УЗ/3)/2 : : tl + Уз/3)/2, либо установлены соответственно в соотношениях (2 - Уз): 1/3 и УЗ/3;1.

Фазосдвинутые ЭДС сформированы на обмотках электрической машины или систем с параметрическими контурами .

На фиг. 1 дана одна принципиальная электрическая схема по первс 1у ва рианту; на фиг. 2 и 3 - векторные диаграммы в фазовой плоскости, поясняющие принцип действия; на фиг. 4 - другая схема вторичного источника электропитания по. первому варианту; на фиг. 5 - векторная диаграквла , поясняющая работу источника; на фиг. б и 7 - схемы реализации вторичного источника электропитания по второму варианту; на фиг. 8 - векторная диаграмма, поясняющая работу источника на фиг. 9 схема вторичного источника электропитания по третьему варианту, на фиг. 10 - векторная диаграмма.

При этом векторная диаграмма на фиг. 8. является общей для схем (На фиг. 4, 6 и 7. Вентильный мост на Фиг. 4, б и 9 имеет те же внутренние присоединения и нумерацию ве тилей, что и на фиг. 1, в связи с чем этот мост упрощённо изобреикен в блочном виде. Устройство по первому варианту (фиг. 1) содержит двенадцать венти ;лей 1-12, собранных в два трехячейковых вентильных моста, которые соединены по Цепи постоянного тока па раллельно однополярно и образуют шестиячейковый (Л 6) вентильный мост 13. Его выводы непосредственно Или через фильтр 14 образуют выходные выводы 15 и 16, к которым подключена нагрузка 17, а также система 18 управления . А, В, с - фазы питавшей сети. Выводы моста 13 по беременному току соединены посредстве линий 19 с источниками фаэосдвинутых ЭДС, которые сформированы посредством трех основных обмоток с крайними выводами , , , снабженных отводами А А В в С с - -J -l Обмотки соединены между собой последовательно-согласно и топологи чёски образуют замкнутый треугольник. Каждая основная обмотка снабже на дополнительной А(В, С) обмоткой, которая соединена с первым В(С, А{ ) отводом смежной с ней по фазе основной обмотки, а другие А В, С отводы основных обмоток образуют входные выводы для подключения первичного источника А, В, С переменного трехфазного тока. Приче эти отводы могут быть установлены с требуемым числом витков и равноуд лены от одноименных крайних выводов основных оомоток. числа витков дополнительной А2 обмотки и витков от первого А отвода до выводов основной обмотки могут быть установ лены, например, в соотношениях Т/5/3:1 и (1 - .)/2:(1 + Уз/3)/ или (2 -ТЗ) : Уз и (Уз - 1);1. Для первых соотношений на фиг. дана в фазовой плоскости диагра1«11а векторов фазосдвинутых ЭДС, фо1 «ирукхнихся на основных и дополнитель ных обмотках, а также векторов ЭДС сети ЛВС, показанных пунктиром. . Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. Как видно из фиг. 2 между соответствующими парами линий 19 формируется система из шести диагональных ЭДС: A-Bj, .,. C-Aj. Будучи выпрямленньади по ClA. - редством вентильного моста 13, они создают на выходных выводах 15 и 16 двенадцать фазосдвину ых в 1, 12), Зна копостоянная огибающая U0 этих ЭДС, показанная на фиг. 3 точками в виде диагракмы, пульсирует с 12-кратной частотой относительно частоты преобразуемых ЭДС (частоты первичного источника АВС). Номера соответствующих этим ЭДС вентилей, цопарнот-последоватепьно проводящих ток нагрузки за период пульсации 29 (в л/12) указаны в скобах на той же фиг. 3 (возможное явление коммутации или перекрытия внутренних ветвей при этом нб рассматривается) . Остальные десать вентилей в этот момент закрыты образующимся на них обратньм напряжением. Поэтому среднее значение тока, например, через вентили 1, 4, 5,8, 9 и 12 составляет 1/12 часть тока нагрузки TO, что в 2 раза меньше, чем в аналоге. Следовательно, по сравнению с последним7- эти шесть вентилей могут быть установлены в устройство существенно меньшей мощности (при том же токе нагрузки). -Эффект увеличения частоты в 12 раз достигнут благодаря уйеличени числа циклически сменяющихся во времени контуров токопрохождения, в известных источниках таких контуров в два раза меньше. Увеличение контуров обычно достигается схемным и конструктивньм усложнением и ощутимыми потерями мощности. По сравнению с известными схемные соединения в устройстве просты, и, несмотря на получение двенадцати контуров, обеспечивают существенно лучшее использование мощности, обеспечивающее сравнительно неплохое ее использование, превькиениевольтамперной мощности устройства относительно полезной (ваттной) м(эдности нагрузки снижено примерно в 1,3 раза. Причем связанный с этим эффект эконсжии веса и объема достигнут при одновременнс увеличении частотной кратности пульса1щи в 2 раза. Как следует из Фиг. 2« при любых схемных реализациях по первому варианту обеспечивается условие 12 Sff /Tii2 Uo,o Й„д не достижимое, как показано выпе, в прин ципе в прототипе, в котором ажшитуда Ugo выходного напряжениявсегда меньше амплитуды ЭДС основной обмотки и амплитуды s. ЭДС сети, в результате чего расмирекы возможности устройства и область его применения. Кроме того, изменяя распсэложение вторых отводов, можно обеспечить практически неограниченное (в пределах указанного условия) множевтво дискретов Vj, а значит и любое из них в случае его згшания. В прототипе обеспечивается только одно значение .. Снабдив обмотку рядом отводов в подключив их к входньм выводам, например, через ключевые элементы, в частности тиристоры, можно обеспечить дискретное регулирование (стабилизацию) выходного напряжения, а посредством, напри |1ер, скользящег контакта - его плавнйе изменение.

Совместив второй отвод с первым отводом,.или с крайним выводом обмотки, число отводов можно свести к минимуг- (к одному) - фиг 4.

Причем в большинстве случаев одно временно достигается (фиг. 2 и 5) определенный фазовый сдвиг формируемых ЭДС относительно ЭДС сети, чем обеспечивается любой требуемый либо желанный, например, наиболее выгодный по установленному критерию, сдви что свидетельствует о существенном расширении функциональных возможноетей устройства.

Устройство по второму варианту (фиг. б и 7) содержит те же основные компоненты, что и первый вариант, но отличается другими присоединениями (связями) входных выводов и одних из крайних выводов основных обмоток.

На фиг. 3 выводы А, В, С присоединены к первым отводам , С, А, образуя замкнутый треугольник только частями А.А, , основных обмоток В целом соединение этих обмоток образует группу неполный треугольник, свободные вершины Х, Y., Z. которого образуют входные выводы для подключения первичного источника АВС трехфазного переменного тока.

При этом в схеме на фиг. 6 фаза ЭДС основных обмоток сдвинута вправо (в фазовой плоскости) относительно ЭДС сети.

Модификация схемы дана на фиг. 7„ Соответствующая им векторная диаграмма выходного напряжения с указанием токорбразующих ЭДС Яд и номеров последовательно-попарно проводящих вентилей приведена на фиг. 8 , из которой следует, что устройство по второму варианту работает аналогично вьапе описанному. Существенное отличие состоит в том, что здесь обеспечивается условие cntr одинаковое с прототипом, но с возможностью получения в принципе любого (в пределах указанного условия) числа дискретов Vg либо, при заданном Уд, возможностью использования в принципе любого первичного источника, в результате чего расширяются функциональные возможности устройства и области его применения.

Устройство по третьему варианту ( фиг. 9) содержит те же основные компоненты, что и предыдуицие варианты, но отличается присоединением входных выводов А, В, С к выводам

дополнительных обмоток АЗ 2 г либо к их дополнительно введенным отводам, чем обеспечиваются оба выше рассмотренных условия, а также соответстБую11и1е фазовые сдвиги ЭДС сети обмоток и нагрузки (фиг. 10).

Дальнейшего расширения возможностей можно достичь, если упомянутые преобразовательные элементы или/и источники фазосдвинутых ЭДС выпол-нить управляемыми от введенной системы 18 управления, что достигается, в частности, введением элементов Iключевого типа, например, одноили/и двухпозиционных тиристоров, силовых биполярных либо полевых транзисторвов или/и путем изменения магнитного состояния упомянутого магнитопроэода.

Положительный эффект в этом случае обеспечивается вследствие интеграции в одном элементе двух функций вентильной функции или/и функции формирования диагональных ЭДС и функции регулирования (стабилизации) выходных параметров.

Комбинированием переключения двухпозиционных ключевых элементов Обеспечиваются самые различные законы управления, в том числе наиболее выгодные, например, по критерию наилучшего спектрального состава переменных, коэффициента мощности источника и т.п.

В тех случаях, когда пониженная частота первой гармоники выходного напряжения не имеет существенного значения, управление можно осуществить лишь посредством половины преобразовательных элементов (полуупр авляемый режим) или меньшего их числа (асимметричный режим). Такая дополнительная возиожность следует, например, из показанной на фиг. 1 и 7 циклической последовательности естественного переключения пронумерованных вентилей с.

Управление магнитным сосГтояннем магнитопровода источника фазосдвинутой ЭДС может быть ос тдествлено по принципу амплитудного регулирования ЭДС, что, по сравнению с фазоимпульсным управлением преобразовательных элементов 2-12, снижает уровень различных помех, всплесков, возможных перенапряжений, искажений, а также мощность активных потерь регулирово ааания.

Выполнение магнитопровода источника фазосдвинутой ЭДС в виде пространственной конструкции с треугольными ярмами существенно снижает по сравнению с плоскостной системой, асимметрию .. магнитных потоков и HH3KO4acTdiTHo модуляционную составляющую выходного напряжения, улучшая МГСП фильтров и формирователя ЭДС.

С целью перераспределения тока сильноточной нагрузки использования менее мощных, с лучшими МГСП и надежностью элементов, можно дополнительно ввести хотя бы еще одну такую же преобразовательную структуру включив ее по выводам вентильных мостов параллельно рассмотренной структуре, и тем самым, несмотря на увеличение числа элементов, улучшить надежность ШП в целом вследствие доминирующего при этом влияния функционально-структурной избыточности объекта по сравнению с количественно элементным показателям надежности.

При этом в первом варианте решения и подварианте с отводами от дополнительных обмоток третьего варианта достигнута экономия числа витJKOB силовых обмоток в Э,и V- Qnp{: Wfjj 4:3,5 1,14 раза по отношению к схеме прототипа буз УР/з 4,6:3,5 1,3 раза - с УР или соот, ветственно на 0,5.W(j (l,lWp) суммарных витков обмоток. Соответственно снижен также расход дорогостоящего магнитного материала, других элементЬв конструкции.

Кроме того, увеличением частоты пульсации в 12 раз во всех вариантах решения достигнуто увеличение ее кратности П в К П : П р 12:6 2 раза по сравнению с аналогом и прототипом, а уровень пульсации снижен в У Kpfjjjj p : Kj 14,03 : 3,5 4 раза, чем существенно улучшено качество преобразования энергии, а также МГСП сглаживающих фильтров.

Такая весомая экономия, наряду с широкими функционально-конструктивными возможностями и существенным улучшением качества преобразования энергии свидетельствует о ег несомненной перспективности и боле широких областях практического использования в народном хозяйстве страны.

% .„ $1(Л}

Mijvl

(CfAf.llVJl

«

rc/ 2;7y- f - 2 4 2j ;

5 J V//Jl V

7 «rv/;J/;

. %r

/ ч/ I (.f)

« ri-Лг.Г,; (.fl(,7.8) (pue.3

V

Ш;(Ш}

(ft

л

,4; ;W ;if;w

13

В ion t f /

(риг.7

fffi w.

19

фиг. 9

с