Источник постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/08 

которых соединены со средней точкой второго источника фазосдвинутой ЭДС, а к каждому из его попарно отводов такими же электродами подключено при любых по два вентиля, которые другими одноименными электродами попарно соединены между собой и образуют закрытый черытехвентильный мостик, при этом свободные точки соединения этих электродов, образующие два входа указанного мостика, соединены соответственно с napaMH(k -k|-x при (2 -IJ либо ()-x при отводов упомянутых частей первого, источника фазосдвинутой ЭДС.

6.Источник по п. 5, отличающийся тем, что при -я пара отводов первого источника фазосдвинутой ЭДС и соответственно(||;5(-Ц(}-я пара отводов второго источника фазосдвинутой ЭДС соединены со средней точкой второго (первого ) источника фазосдвинутой ЭДС через подключенные к ним одиоименньв ш электродами два вентиля, а К-я пара отводов первого источника фазосдвинутой ЭДС соединена через закрытый четырехвентильньш мостик с () отводами второго источника фазосдвинутой ЭДС

7,Источник по п. 4, отличаKJ Щ.И и с я тем, что указанные (Ц,к

и I -е отводы первого и второго источников выполнены на топологическом расстоянии от их обра.зующих выходные выводы точек, равном соответственно, СОЕ (KX-I) 28, cosC2(kJ-) и sinJce относительно амплитуда выходного напряжения в режиме холостого хода, где 0 Ж/П,

8.Источник по п. 5, отличающийся тем, что при (2у-1) (If. и отводы первого и второго источников выполнены на топологическом расстоя нии от их средних точек, равном соответственно sin ()ви sin21 ;e относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода.

9.Источник по п. 5, о т л и ч аю щ и и с я тем,что при k-e и отводы указанных источников выполнены на топологическом расстояний от их средней точки равном

sin ()в и sin 2V0 относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода, причём .

10.Источник по п.б, отличающийся тем, что ()-e отводы указанных источников выполнены на топологическом расстоянии от их средних точек равном sin относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода.

1. ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С П-кратной частотой пульсации, содержащий вентилей и два источника исходных переменных ЭДС, каждый из двух частей с отводами, сдвинутых по фазе ортогонально друг к другу, при этом один из отводов второго источника фазосдвинутой ЭДС вьтолнен от средней точки и образует один выходной вывод, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что,с целью расширения функциональных возможностей, упрощения, улучшения коэффициента использования и повышения КПД, снижения массы, объема, стоимости, в нем источники фазосдвинутых ЭДС дополнительно снабжены соответствующим числом отводов, другой выходной вывод образован одним Из отводов первого источника фазосдвинутых ЭДС, причем каждый -из остальных его отводов соединен через один из В вентилей с соответствующим отводом второго источника фазосдвииутой ЭДС. 2.Источник по п. 1, отличающий с я тем что все вентили по отношению к отводам данного источника фазосдвинутой ЭДС имеют одинаковое направление включения. 3.Источник по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что при нечетных значениях П, где (,3,...

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника электропитания постоянньш током, преимущественно низковольтной сильноточной нагрузки, для которой повышение кратности частоты пульсаций постоянного напряжения требуется обеспечить посредством минимально возможного числа источников фазосдвннутых (ФС ЭДС, в частности числа однофазных силовых трансформаторов, их обмоток и числа витков последних.

Известен источник постоянного напряжения, содержащий два источника исходных переменных ЭДС, сдвинутых по фазе ортогонально по отношению друг к другу и формируемых посредством двух однофазных трансформаторов, вторичные (вентильные) обмотки каждого из которых состоят из двух частей со средними точками, соединенными соответствующим образом между собой, и шесть вентилей, при этом два объединенных вывода синфазных частей вторичных обмоток одного из трансформаторов образует один, а остальные свободные выводы частей обмоток,

объединенные через однонаправленно подключенные к ним вентили, - другой выходы устройства. Достоинством известного устройства является обеспечение им повышенной кратности П частоты пульсации выходного напряжения ( при наличии всего лищь двух однофазных силовых трансформаторов 13.

Недостатками устройства являются ограниченны,е функциональные возможности, наличие довольно большого числа отдельных частей вторичных обмоток (равного четырем при )и большого числа их витков. Суммарное витковое число Wjg wbr/Wg , показывающее отношение общего (суммарного числа Wj- витков всех частей вторичных обмоток к базовому числу витков W ,(принятому в данном случае равным числу витков wg с амплитудой напряжения на них, равной амплитуде выходного напряжения в режиме холосiToro хода устройства ), составляет 1при 5,464 или примерно 5,5, что, несмотря на наличие лишь двух транс,Форматоров, практически близко к суммарному витковому числу, равному б,

присущему (при равноценной кратности частоты пульсации трехтрансформаторному источнику.

Наиболее близким к изобретению является источник постоянного напряжения с П-кратной частотой пульсации содержащий вентилей и два источника исходных переменных ЭДС с отводами, сдвинутых по фазе ортогонально по отношению друг к другу и формирующихся на обмотках -двух однофазных трансформаторов, один из указанных отводов второй ФС ЭДС выполнен от ее средней точки и образует один из выходов устройства. Это устройство обладает определенной общностью, позволяя получить ряд частных схемных реализаций с соответствующей частотной кратностью пульсаций Г23.

Недостатком этого устройства являются сравнительно ограниченные функциональные возможности, обусловленные получением частоты пульсаций, лишь кратной четырем (), V 1, 2,,. ., Vx 1, ) I для чего требуется большое количество отдельных частей вторичных обмоток (Ч)1 большое число их витков (2 Так, при кратности число , при . Соотвётствейно виткрвое число при этом составляет Wj 9,66,W, 10,93,W(,52.

Кроме того, реализация этого источника постоянного напряжения требует выполнения большого количества непосредственных гальванических сое динений всех отводов между собой в эквипотенциальных точках, что также приводит к значительному усложнению конструкции источника, технологии его изготовления и протекания физических процессов в нем. Последнее связано, в частности, с возникновением уравнительных токов в многочисленных замкнутых контурах перекрещивающихся частей обмоток. Эти токи возникают вследствие естественного нарушения указанной эквкпотенциальности, вызываемого технологическим разбросом чисел витков соединенных частей, их различными сопротивлениями из-за неодинаковости ддйк витков намотанных разным диаметром и пр. Следствием всего этого являются значительная сложность устройства, его сравнительно низкие належность и КПД, невысокий .коэффициент использования мощности обмоток и, как следствие, плохие массо-габаритные и стоимостные показатели,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, упрощение, улучшение коэффициента использования и повышение КПД, снижение массы, объема и стоимости.

Указанная цель достигается тем, что в источнике постоянного напряжения с П-кратной частотой пульсации.

содержащем вентилей и два источника исходных переменных ЭДС, каждый из двух частей с отводами, сдвинутых liq фазе ортогонально друг к другу,при

этом один из отводов второго ИСТОЧШ1ла фазосдвинутой ЭДС выполнен от средйей точки и образует один выходной вывод, указанные источники фазосдвинутых ЭДС дополнительно снабжены соответствующим числом отводов, другой 0 выходной вывод образован одним из

отводов первого источника фазосдвину. той ЭДС, причем каждый из остальных его отводов соединен через один из В вентилей-с соответствующим отводом 5 второго источника фазосдвинутой ЭДС.

Кроме того, все вентили по отношению к отводам данного источника фазосдвинутой ЭДС имеют одинаковое направление включения.

При нечетных значениях П, где

0 , 3,.,.,(2 lJ -II,..., упомянутая средняя точка второго источника фазосдвинутой ЭДС соединена через вентиль с первым выводом источника фазосдвинутой ЭДС,. второй вывод кото5рого подключен к объединенным одноименным электродам двух вентилей, другие электроды которых соединены соответственно с двумя первыми отводами второго источника, фазосд аину0 той ЭДС, отсчитываемыми по обе стороны относительно его средней точки, а ее последующие h-e пары отводов второго источника через другие пары вентилей соединены поочередно с со5 ответствующими k и отводами первой и второй частей первого источника фазосдвинутой ЭДС, при этом отвод отточки соединения зткх частей образует другой выход устройст- 0 a(V ,n,-k,,) 1( „п;Д kj, k натуральные числа.

Отводы с наибольшими значениями к. , 1сд и 1 указанных текущ 1х номеров к , к и ft образуют соответстненно выводы второго и первого источников

5 и связаны с числами V и П соотношениями ki (n-l) Кк(П+41/4 {2-i;+3)/4; К {П+2( +1)/4, причем в двух псзследних соотношениях бе.рется целая часть числа.

0

Кроме того, при четных значениях П (, 4,,.., 2V,...| точка соединения двух частей первого источника фазосдвинутой ЭДС образует среднюю точку, каждая из этих частей выпол5нена с оди -;аковым числом 1ч отводов, которое при , 8,..., 4V,... равно V П/4 и равно числу с отводов каждой части второго источника (.1,х1 при , б, 10,..., 2(2V-1,... это число k равно V (П+21/ij и больше

0 на единицу указанного чнcлak5((K( причем, в последнем случае к отводам первого источника фазосдвиыутой ЭДС подключены по одному одно5 именными электродами два вентиля,

другие электроды которых соединены со средней точкой второго источника, а к каждому из его попарно -х отводов такими же электродами подключено при любых по два вентиля, |которые другими одноименными, электродами соединены попарно между собой и образуют закрытый четырехвентильный мостик, при этом свободные точки соединения этих электродов, обраэующие два входа указанного мостика, соединены соответственно .с парами при (2 V -илибо( при отводов упомянутых частей первого источника фазосдвинутой ЭДС,

При пара отводов первого источника и соответственно(1( пара отводов второго источника соединены со средней точкой второго ( первого ) источника через подключенные к ним одноименными электродами два вентиля, а fe-я пара отводов первого источника ЭДС соединена Через закрытый четырехвентильный мостик .отводами второго источника фазо«здвинутой ЭДС.

Указанные (К, 1,k{-e отводы первого и второго источников выполнены на топологическом расстоянии от их обраэ йощих выходные выводы точек, равном сг ответственно, cos(, cosC2 ) и , относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода, где 0 57/П.

При (2 V -1 I ( отводы первого и второго источников выполнены на топологическом расстоянии от их средних точек, равном соответственно sin(2k-lie и sin , относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода. I

При 1с-е и fc -е отводы указанных источников выполнены на топологическом расстоянии от их средней точки, равном sin ( и sin()e относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода, причем К k .

Кроме того,( 1-е отводы указанных источников, выполнены на топологическом расстоянии от их средних точек, равном sin 21«0 относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода.

На фиг. 1 приведена схема устройства, обеспечивающего 9-кратную Хп 91частоту пульсации; на фиг, 2 ее векторная диаграмма формирования токообразующих ЭДС 5. ( 1,9 If.в фазовой плоскости; на фиг. 3 - схемы устройства с векторными диаграммами при нечетном числе П; на фиг.4их модификации; на фиг. 5 - 9 - схемы устройства и соответствующие им векторные диаграммы при различных четных значениях П, образующиеся разными способами: а;при (2t-ll

фиг. 5, , фиг. 6,, ), б|при с уменьшенным числом четырехвентильных мостиков (фиг. 7,, фиг. 8,, ), в)- при с уменьшенными суммарным витковым числомW« (фиг.9, V 3, ).

Устройство {фиг. 1) содержит вентилей 1-9 () и два источника исходных переменных ЭДС 10 и 11 с отводами 12-26. Фаза первой ЭДС 10 по отношению ко второй ЭДС 11 сдвинута на 90 эл.град., а сами ортогонально фазосдвинутые ФС ЭДС сформированы на вторичных обмотках двух однофазных трансформаторов 27 и 28. Отвод 18 второй ФС ЭДС 11 выполнен от ее средней точки и образует выходной вывод 29 устройства. Его другой выходной вывод 30, подключенный к выходу 29 через нагрузку 31, образован отводом 17 первой ФС ЭДС 10. Каждый из остальных отводов 12-16 соединен через один из П вентилей 1-9 с соответствующим отводом 18-26 второй ФС ЭДС, . При этом все вентили 1-9 по отношению к отводам 12-16 ФС ЭДС 10 или отводам 18-26 ФС ЭДС 11 имеют одинаковое направление включения.

При нечетных значениях П(, 3, ..,( 2V-1),...; iJ 1,2,...) средняя точка 18 второй ФС ЭДС 11 соединена через вентиль 1 первым отводом 12 первой ФС ЭДС 10, второй отвод 13 которой подключен к объединенным электродам двух вентилей 5-6. Их другие электроды соединены соответственно с отводами 19 и 20 второй ФС ЭДС 11, являющимися первыми при их счете в обе стороны относительно ее средней точки отвода 18. Последующие 1;-е пары отводов 21-22, 23-24, 25-26 ФС ЭДС 11 соединены поочередно через другие пары вентилей 2-У, 4-7, 3-8 с соответствующими им -ми отводами (16, 14 ) и 1с-ми отводами (15| первой части 32 и второй части 33 первой ФС ЭДС 10. При этом отвод 17 от точки соединения этих частей 32 и 33 образует 30 устройства, а

( V , П,К,К, .(V,ny,lkx.x.x ставляют собой числа натурального ряда.

В частности, отводы с наибольшими значениями Хх г .ЧУказанных текущих номеров 1,1,k могут являться соответственно отводами12, 13, 25 и 26 первой ФС ЭДС 10 и второй ФС ЭДС 11.При этом сами значения 1(х могут быть связаны с числами V и П соотношени;ями Н,( (П-+-4)/4 (2V+3)/4 , )/4(2V+l)/4, Ц :(a-H/2 V-l. Так как в первых двух соотношениях образуются дробные числа, в них берется целая часть. В частности, при устройство формирует 9-кратную частоту пульсации , что может быть обеспечено при наибольшем значении 1 текущих номеров k-x отводов 12, 14, 16 первой части 32 первой ФС ЭДС 10, равном KX(9+4), при наибольшем значении (j текущих номеров отвг-ов 15 и 13 второй части 33 той же ФС ЭДС 10, равном f(J (9+21/4 2, при наибольшем значении ki текущих номеров 1t-x отводов 19, 21, 23, 25, (20, 22, 24, 26 I любой из частей 34 (35) второй ФС ЭДС 11, равном Ц (9-11/2 4. I Устройство (фиг. 1)работает слеIдующим образом. Если в данный момент наибольшее значение относительно выводов 29,30 им ет первая ФС ЭДС 10 ,то под действием части 32 этой ФС ЭДС открыт вентиль 1,, и через нагрузку 31 протекает ток. Контур токопрохбжденкя содержит следующие элементы: отвод 12 - вентиль 1 - отвод 29 - нагрузка 31 - вывод 30- отвод 17. Между отводами 18 и 17 формируется токообразующая ЭДС 5 (условно-первая/. Ее вектор с фазовой плоскости показан на фиг, 2. Эта ЭДС 5 образует выходное напряжение и на нагрузке 31, изменяющееся в определенном интервале времени по закону изменения ЭДС S-, . Пусть ФС ЭДС 10, 11 и следовательно токообразующая ЭДС S изменяются по наиболее типовому - синусоидальному закону. Тогда с течением времени, соответствующем в фазовой плоскости {фиг. 2) изменению угловой координа ты вправо относительно вектора 5, значение ЭДС 5 (напряжения УЗ /умень шается, что на фиг. 2 показано штрих пунктиром. Через некоторое время, соответствующее при полной амплитудно-фазовой симметрии токообразукзщих ЭДС 5|у углу 6 |/П (половине периода огибающей этих ЭДС), значение ЭДС S становится меньше значения последую щей токообразующей- ЭДС 5 , под действием которой открывается вен тиль 2. При этом между катодом и анодом вентиля 1 образуется положительная разность потенциалов, равная разности между ЭДС 52 и 5-1 , и вентиль 1 закрывается. ЭДС 52 представляет собой суммарное значение дйух ортогонально сдвинуты по фазе значений: части между отводами 14-17 первой ЭДС 10 и части ме ду отводами 18-21 второй ЭДС 11. Контур токопрохождения содержит эле менты: отвод 14 - вентиль 2 - отвод 21 - отвод 18 - вывод 29 - нагрузка 31- вывод 30 - отвод 17. Аналогичным образом формируются остальные токообразующие ЭДС S , огибающая которых, показанная штрих пунктиром на фнг. 2 в виде диаграммы, является выходным напряжением Uj устройства. Оно содержит постоянную V31 и переменную Uj, составляющие, причем последняя, как это видно из этой диаграммы, изменяется (пульсирует ) с частотой , превышающей частоту изменения любоЯ из ЭДС в П раз (на фиг. 2 I. Таким образом, в отличие от прототипа, обеспечивающего значения П, кратные четырем (т.е. ограниченные значения), предлагаемое устройство обеспечивает любую частотную кратность пульсации, в том числе нечетную, не свойственную прототипу. Этим достигается расширение функциональных возможностей устройства, а вентильной развязкой фазосдвинутых ЭДС - существенное улучшение протекания электромагнитных процессов. Кроме того, устройство при любых значениях П содержит jBcero лишь две разделенные части фС ЭДС 10, 11 против значительного их числа в прототипе - например, при требуется 6 частей, при - 14 и т.д., что в 3,7 и т.д. раз больше, чем в устройстве. Суммарное витковое число Wj,,, в устройстве при любых значениях П не превышает четырех (Wj; 4 ), что существенно меньше чем в прототипе. Так, например, при число Wj.J|cocтавляет в устройстве .j 1+соз е + 2С09 9/2} 3,92, что по отношению к числам ,66 и ,52, требующимся в прототипе при обеспечении им 8- и 24-кратной частоты пульсации соответственно в 2,46 и 6,26 раз меньше. Уменьшением в несколько раз числа отдельных частей трансформаторных обмоток и общего числа их витков достигается существенное упрощение конкретных схемных реализаций устройства, его конструкции и технологии изготовления, а также снижение массы, объема, стоимости по сравнению с прототипом. Так как одни и те же части ФС ЭДС 10,11 участвуют в формировании разных токообразующих ЭДС s (1,П), то коэффициенты использования этих ФС ЭДС по мощности существенно улучшены по сравнению с прототипом, а КПД повышен за счет уменьшения суммарного числа витков (их сопротивления ). Это также улучшает массо-габаритные и стоимостные показатели источника и обеспечивает ему возможность более широкой области применения , чем прототипу. При сохранении числа П нечетным на фиг. 3 приведены дополнительные конкретные схемные реализации и соответствующие им векторные диаграммы при , 5, 7. На фиг. 4 показаны их модификации, основанные на измененной полярности включения вентилей. На фиг. 5q дана схема устройства причетном числе П(), относя, щемся к первой групле четных чисел. Они образуются согласно алгоритму (2V-l) , V 1, 2,... ,Vx . При любых четных П, в том числе чри четных П данной группы, точка 36 соединения двух частей 36 и 38 первой ФС ЭДС 39 образует среднюю точку, Каждая образованная при этом ЭДС 37 (381 содержит одинаковое чис ло отводов 40, 41, 42 {43, 44, 451, которое при (2V-1) равно (на фиг. ) и больше на едини цу числа kj, (на фиг. 5 3-1 2) отводов 46, 48 (47, 49) каждой ЭДС 50 (51) второй ФС ЭДС 52, При этом к 1 -ьом отводс1м 42, 45 первой . Т)С ЭДС 39(ее выводам)подключены по од ному одноименными электродами два ве тиля 54, другие электроды которых соединены со средней точкой 55 второй ФС ЭДС 52. К.каждому из попар но k-ых отводов 46, 47 (48, 49) ЭДС 50 (51) ФС ЭДС 52 такими же электродами подключено по два вентиля 56, 57, 58, 59 UO, 61, 62, 63), которые другими своими одноименными электродами соединены попарно между собой 56, 58 и 57, 59 (60, 62 и 61, 63 ) и образуют четырехвентильный мос тик 64 (65/. Причем указанный мостик как и обычный двухячейковый (однофа ный ) мост Греца-Поллака, содержит две вентильные ячейки из двух последовательно соединенных вентильных плеч (вентилей J в каждой иэ них. Но в отличие от моста Греца-Поллака, в котором в каждом из указанных плеч (присоединенных своими объединенными точками к нагрузке }. вентили включены однонаправленно согласно и в котором, при подключении переменной ЭДС к другой паре объединенных точек вентильных плеч через нагрузку проте кает ток, в мостике 64 (65) прн подключении ЭДС и нагрузки к его разным диагоналям ток не протекает. Путь для него закрыт встречно включенными вентилями 56-59. В связи с этим тако го типа мосты в отличие от известных являются закрытыми, а их включение по традиционным схемам нецелесообраз ным. си Однако включение мостиков 64 и 65 BQ устройстве с четными П по схеме соединений, показанных на фиг.5, обеспечивает тот же новый эффект использования отдельных частей ФС ЭДС 39, 52, что и описанный при нечетном числе П. Однако в отличие от послед него случая линия соединения, например, вентиля 6р с одним из отводов второй ФС ЭДС 52 оказывается совпадающей с линией соединения вентиля 61 с другим отводом ФС ЭДС 52 (в данном случае с тем же отводом 48, который будет другим при нечетном П). Следовательно, при четных П число линий соединения отводов разных ФС ЭДС уменьшается по отношению к уст- роиству с нечетными П. Причем это образуется несмотря на подключение вентиля 61 к противоположному относительно отвода 40 отводу 43 и обусловлено возникающей при четных П симметрией. Вследзютвие симмет| ин при четных П двухвентипьные ячейки схемных реализаций с нечетными П, соединяясь по совпадакхцим линиям, образуют указанные четшрехвентильные мостики, котодае при включении имеют одну входную Ыежду парой объединенных анодов) и выходную (между парой объединенных катодов; диагонали. Подключение входной диагонали мостика к отводам первой ФС ЭДС, а его выход-., ной диагонали - к отводам второй ФС ЭДС,и обеспечивает токопрохождение по разным контурам,повышая испольт зование мощности этих ФС ЭДС. устройство,изображенное на фиг.5, работает следующим образом. При наибольшем положительном значении ФС ЭДС 39 под действием ее части 37 открывается вентиль 53 и через нагрузку 66 протекает ток.Токообразуюшая ЭДС 5 , вектор которой показан в фазовой плоскости на фиг.56, сформирует выходное напряжение Затем открывается вентиль 65, а вентиль 53 закрывается, В работе участвует токообразующая ЭДС S , представляющая собой векторную сумму части между отводами 41-36 части 37 и ортогональной ей части между отводами 46-55 части 50. При обеспечении амплитудно-Фазовой симметрии фазовый угол между векторами ЭДС S-, и S составляет 20 (на фиг. 55 угол 2Л/10 36°/. Этот угол равен периоду огибающей токообразующих ЭДС 5,. (( 1, П ), показанной на фиг. 5fi штрихпунктиром. Как и на фиг. 2-4, эта огибающая образует по форме своего рода лепестки, которые наглядно иллюстрируют частоту и уровень пульсации выходного напряжения Ufcs/ Как на фиг. 55, кратность частоты пульсации выходного напряжения равна десяти. Этб достигается выполнением k-x отводов (40, 41, 42, 43, 44, 45 и отводов U6, 48, 47, 49 ФС ЭДС 39,52 на топологическом расстоянии от средних точек Зб и 35, равном соответственно stn (2К-1)в и относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода. В соответствии с этим, а также с учетом указанных значений числа отводов и ( фиг. б приведена принципиальная электрическая схема устройства и соответствующая ей диаграмма векторов токообразующих ЭДС 5 при (/u,l,18J. При этом, как и при нечетном П, суммарное витковое число Wj , равное при данной группе четных П значению 2 (1+CQS6), также всегда меньше четырех (при 3,9, при W/y 3,97 и при близких е прототипом (адекватных ) значениях П в несколько раз меньше, чем в прототипе.

Так как, даннс. группа четных П (как и рассмотренных выше нечетных) вообще не реализуется в .известном, то их реализация в предложенном устройстве Также является его новым и существенно положительным свойством, еще более расширяющим функциональные возможности. При этом с ростом числа П требующееся для его получения общее число частей ФС ЭДС остается как и ранее (фиг. 1-4 ) неизменным, равным четырем либо при подсчете по целым частям - двум, что (по сравнению с прототипом, в котором количест во этих отдельных частей ФС ЭДС резко возрастает с увеличением П позволяет относительно просто универсализировать предлагаемое устройство и унифицировать его в случаях возникаю щей потребности в создании типономи- нального ряда. Этим обусловлено положительное свойство рассмотренных устройств , относящихся к важным для практики случаям с нечетными и четньвчи, из первой их группы, значениями кратности П частоты пульсации выходного напряжения.

Конкретные реализации устройства при четных значениях П, образующих согласно алгоритму ,вторую групп значений, показаны на фиг. 7-9. При этом возможны два варианта.

Принципиальная электрическая схема устройства при числе П, равном 8 (, относящаяся к первому варианту, приведена на фиг. 7. Кратность частоты пульсации и векторные диаграммы формирования токообразующих ЭДС 5, при этом варианте аналогичны векторным диаграммам прототипа, что предопределяет возможность их сопоставления при наиболее равноценных исходных условиях. Устройство на, фиг. 7 содержит восемь вентилей 67-74 и две ФС ЭДС 75 и 76, каждая из которых поделена средними точками 77 и 78 на две равные части 79/ 80, 81, 82. Каждая из этих частей снабжена одинаковым числом П/4 отводов 83-90, а средние точки 77, 78 образуют выходные выводы 92, 92 устройства с подключенной к ним нагрузкой 93. При этом пара отводов 84 и 86 первой ФС ЭДС 75 и соответственно (1сх пара отводов 88, 90 второй ФС ЭДС 76 соединена со средней точкой 78 (77) второй {первой 1ФС ЭДС через подключенные к ним одноименными электродами два вентиля 67, 71 (69, 73). К остальным пр-г

парно отводам 87 и 89 подключено по два вентиля 68, 70, 72, 74, которые другими одноименными электродами соединены попарно между собой и образуют четырехвентильный мостик 94. Этот мостик своими двумя входами соединен с парой отводов 83, 85 первой ФС ЭДС 75, а выходами с (()-ой парой отводов 87, 89 второй ФС ЭДС 76.

При наибольшем относительно выводов 91, 92 положительном значении ФС ЭДС 75 открывается вентиль 6,л7 и через нагрузку 93 протекает ток под действием части ЭДС 75. На векторной диаграмме фиг. 7 она изображена вектором 3, а вектор S, относящийся к второй токообразующей ЭДС, представляет собой геометрическую сумму векторов соответствующих частей ЭДС между отводами 83-77 и S7-78. Под действием ЭДС Sj открывается вентиль 68, а вентиль 67 закрывается, затем вступает в действие часть ЭДС 81, формирующая токообразующую ЭДС 5 j , и ток через нагрузку 93 протекает по контуру: точка 78 - вывод 91 нагрузка 93 - вывод 92 - вентиль 69

Подобнымже образом формируются остальные токообразующие ЭДС5(ц.(/ 1,0, огибающая которых, представленная на фиг. 7 диаграммой, содержит восемь импульсов за период любой из ЭДС. Таким образом, кратность частоты пульсации в устройстве на фиг.7 равна 8, а ее период составляет 45 эл.град. Это.достигается выполнением 1с-ых отводов 83, 84 (85, 86. первой ФС ЭДС 75 и К-ых отводов 87, 188 (89, 90) второй ФС ЭДС 76 На топологическом расстоянии от их средних точек 77, 78 равном sin 2 Чв относи- тельно С1МПЛИТУДЫ выходного напряжения в режиме холостого хода. Аналогичным образом реализуется схема источника при j)3, (фиг. 81. Как видно из фиг. 8, схема содержит не более двух (целых частей преобразуемых ФС ЭДС (обмоток ), а суммарное витковое число Wj при любых равно черытем.

Следовательно, по отношению к прототипу , содержащему шесть (целых) частей с общим витковым числом , равным 10,93/предлагаемое устройство обеспечивает экономию в числе частей в 3, а в числе витков - в 2,73 раза. С ростом П выигрыш усиливается. Например, при соответствующие цифры равны 7 и 6,13. Этим обеспечивается упрощение устройятва, снижение его Массы, объема, стоимости, При другом варианте схемы устройства данной группы четных П кратных 4 указанный выигрыш повышается.

Это достигается тем, что устройство (фиг. 9,1 содержит два источника ортогональных ЭДС 95, 96, состоящих каждая из двух частей 97, 96; Ь9, 100, точки 101 и 102 соединения которых образуют средние точки. При этом каждая часть 97 и 98 вшюлнена с одинаковьш числом отводов 103-105, 106-108, которое равно и равно числу отводов 109-111, 112-114 казедой части 99 и 100 второй ФС ЭДС 96 (на фиг. 9 (Зl. К каждому из попарно ,1k-ых отводов 109, 112, 110, 113, 111, 114 одноименными электродами подключены П вентилей каждая четверка которых образует закрытые мостики 115-117. Эти мостики своими входами соединены с (kx-fc+lf отводов 105/108, 104, 107, 103, ids упсялянутых частей 97 и 9S пеовой ФС ЭДС 95 а все их вентили

имеют одинаковое направление включения относительно отводов данной ЭДС. При этом амплитудно-фазовая сикя урия токообразующих ЭДС S. (, П ) обеспечивается выполнением l(l(k|-x отводов 103-114 на топологическом расстоянии от средних точек 101, 102, равном sin (2 k-l|e относительно амплитуды выходного напряжения в режиме холостого хода. В этом случае суммарное витковое число %в|, равное 4cosd, также существенно меньше, чем в прототипе, и, например, при , 16, 24 , 4, 5J составляет 3,87} 3,93; 3,97, что по отношению к прототипу соответственно в 2,83; 4,67 и 6,18 раза меньше. Это повышает КПД устройства и улучшает коэффициент использования его мощности, а также массо-габаритные и стоймостные показатели.

/- I

.y

a фиг. 5 ,, ,, fO

S9

fff 6

il(67)

J ffeff)

(6S)

,4f7ff)

) J77/J

a

S

. . .J-,

d ж.

V

й

-СГЭ