Преобразователь постоянного напряжения в постоянный ток Советский патент 1984 года по МПК H02M3/28 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителей с повышенным качеством выпрямительного тока,5

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянный ток, содержащие последовательно соединенные индуктивно-емкостный преобразователь,. вьшрямитель и нагрузку, параллельно О которой подключен выход второго индук;тивно-емкостного преобразователя, вход которого соединен с питающей сетью через преобразователь частоты, позволяющий обеспечить нагрузку ста- 15 бильным током с малым уровнем пульсации СО

Недостаток этого устройства заключается в низкой эффективности ком.пенсации гармоник выпрямленного то- 20 ка из-за сложности обеспечения балан- , са фаз и амплитуд пульсирующей составляющей тока вьшрямителя и второго индуктивно-ёмкостного преобразователя при изменении нагрузки.25

Известен преобразователь постоянного напряжения в постоянньй ток, содержащий последовательно соединенные инвертор индуктивно-емкостный Преобразователь, трансформатор и вып- рямитель С 2J.

Недостаток известного устройства высокий уровень пульсаций тока в наг-; рузке.

Цепь изобретения - снижение величи- 35 ны пульсации выпрямленного тока в нагруз.ке.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения в постоянный ток содер- 40 жащий последовательно соединенные инвертор, индуктивно-емкостньй преобразователь, трансформатор и вьтрямитель, снабжен управляемым по частоте и напряжению источником тока трои- 45 кой частоты и вторым трансформатором, вход которого попсоединен к выходу источника тройной частоты, а выход подключен к входу выпрямителя параллельно выходу первого трансформатора ,50 двумя формирователями импульсов, фазовым детектором, фильтром низких частот, а также двумя выпрямителями, сумматором и интегратором, причем вxoдыфop fi poвaтeлeй подключены к до- , 55 полнительным обмоткам первого и второго трансформаторов, а выходы - к, .входам фазового детектора, выход которого через фильтр низких частот при-соединен к управляющему частотному входу источника тока тройной чистоты, входы выпрямителей подключены к дополнительным обмоткам трансформаторов, а выходы через последовательно включенные сумматор и интегратор подключены к управляемому по напряжениювходу источника тока тройной частоты.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 эпюры токов на выходах трансформаторо и в нагрузке.

Устройство содержит инвертор 1, индуктивно-емкостный преобразователь 2, трансформатор 3, выпрямитель 4 и нагрузку 5, а также регулируемый источник 6 тока тройной частоты и трансформатор 7.

Входы формирователей 8 подключены к дополнительным обмоткам трансформаторов 3 и 7, а их выходы присоединены к входам фазового детектора 9, выход которого через фильтр 10 низких частот подключен к управляющему частотному входу источника 6 тока тройной частоты. Выходы выпрямителей 11, подключенных к дополнительным обмоткам трансформаторов 3 и 7. через сумматор 12 и интегратор 13 соединены с управляющим по напряжению входом источника 6 тока .тройной частоты.

. Устройство работает следуквдим образом.

Инвертор 1 генерирует напряжение частоты iVf постоянной амплитуды, которое подается на индуктивно-емкостный преобразователь 2 источника напряжения в источник тока. С выхода последнего синусоидальный ток частоты через трансформатор 3 поступает на выпрямитель 4 и далее на нагрузку 5. Источник 6 тока тройной частоты генерирует синусоидальный ток частоты ЗСО который через трансформатор 7 подается к входу выпрямителя 4. Таким образом, результирзпощий ток 1 , подводимый к вьтрямителю 4, определяется суммой выходных токов трансформаторов 3 и 7:

: ,s «%t- sin3u; t,

где F- jtrtPitr -imi-am амплитуды токо соответственно частоты.,и Sit,.

В связи с тем, что ток, подводимый к вьтрямителю, приближается к прямоугольной форме, коэффициент пульсации выпрямленного тока на выходе однофазного двухполупериодного выпрями теля определяется вьфажением Минимальное значекла К для предл гаемой схемы вьшрямителя наблюдаетс при . 1 и равно ICo 0.332. При от f и . сутствии третьей гармоники величина Кп 0,483:При появлении фазового рассогласования между токами основной и утроенной частот, также при нарушении соотношения между амплитудами токов величина К„ выпрямпенного тока будет возрастать. Это явление может наблюдаться, например, при изменении нагрузки, питаюпщх напряжений, подводим к инвертору 1 и источнику 6 тока тройной частоты и т.д. При появлении фазового рассогласования между токами частот и 31и (фиг. 2) включается в работу схема фазовой автоподстройки частоты, состоящая из блоков 8-9. Формирователи 8 однотипные и предназначены для фор мирования узких прямоугольных импулы сов при переходе синусоид тока через нуль в положительном направлении (фиг. 26, в). Полученные импульсы с частотами следования Зи подаются на два входа фазового детектора 9, функции которого мажет выполнять, например, триггер с раздельными входами. Импульсы частоты ш перебрасывают триггер в единичное состояние , а ближайший импульс частоты ЗЦц перебрасывает его в нулевое состояние, В результате на выходе фазового детектора 9 появляются однополярные прямоугольные импульсы (фиг. 2г), которые преобразуются фильтром 10 в постоянное напряжение, предназначенное для управления инвертором 1. Это напряжение поступает на управляющий частотой вход источника 6 тройной частоты и подстраивает его частоту таким образом, чтобы скомпенсировать возникающую разность фаз меязду токами частот uj и Зи/. В тех случаях, когда в устройстве возможные резкие изменения фазы источника . 6 тока, превьш1ающие 60 эл. град., то между формирователем 8, подключенным к трансформатору 7, и фазовым детектором 9 целесообразно установить делитель частоты на три. Статистичес кая точность слежения за фазой может быть повышена, если фильтр 10 заме- нить интегратором. При отклонении амплитуды тока тройной частоты от оптимального (заданного значения)на выходе сумматора 12 появляется сигнал, определяемый разностью выходных сигналов выпрямителей 11. Этот сигнал через генератор 13 подается на управляющий по напряжению вход источника 6 тока тройной частоты для подстройки его амплитуды. Так как в установившемся режиме напряжение на выходе сумматора 12 должно быть равно нулю, при равенстве чисел витков-обмоток трансформатора 7 коэффициент /U устанавливается соотношением витков обмоток, подключенных к формирователю 8 и выпрямителю 4, трансформатора 3. Положительный технический эффект от применения предлагаемого устройств ва заключается в снижении коэффициента пульсации тока на выходе выпрямите лей. В результате анализа устаиовле- но, что в трехпульсных вьотрямителях коэффициент пульсации выходного тока снижается в 3,95 раза, а в шестипульсных - в 11,6 раза. Благодаря этому снижаются установленные мощности как сглаживающих фильтров, так и всей установки, Поскольку мощность иcтoчниka тока тройной частоты расходуется не тольк9 на снижение величины коэффициента пульсаций, но и на увеличение среднего значения выпрямпенного тока.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий последовательно соединенные инвертор, индуктивно-емкостный преобра,зователь, трансформатор и выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью снижения величины пуль сации выпрямленного тока в нагрузке, ;он снабжен управляемым по частоте и напряжению источником тока тройной частоты и вторым трансформатором, вход которого подсоединен к выходу источника тройной частоты, а выход подключен к входу выпр1ямителя параллельно выходу первого трансформатора, двумя формирователями/импульсов, фазовым детектором,фильтром низких частот, двумя выпрямителями, сумматором и интегратором, причем входы формирователей подключены к дополнительным обмоткам первого и второго трансформаторов, а выходы - к входам фазового детектора, i выход которого через фильтр 1ШЗКИХ частот присоединен к управляю§ щему частотному входу источника тока тройной частоты, входы выпрямителей подключены к дополнительным обмоткам трансформаторов,а выходы через последовательно включенные сумматор и интегратор подключены к управляемому по. р напряжению входу источника тока тройной частоты. ч1 1 9 Со

IfSiaoit / Jjii/rJifff

/ .

,

I i/i

I V

I I

II I I

ll I I

i

,«p

1

/X

4

jj

I Л

4-/ .

I I

II

I I

Hu

ТГ

Й

fl