Устройство для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M1/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике в выпрямительных агрегатах, к которым предъявляются повышенные требования по качеству выпрямленного напряжения.

Известны устройства для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, содержащие силовой дроссель и нагрузку, а параллельно нагрузке включенную последовательную резонансную цепочку, содержащую конденсатор и резонансный дроссель, а также элементы для регулирования линейного фильтра: блок синхронизации, фазочувствительный элемент, датчики напряжения и тока, интегратор, источник сме цения, усилитель, - позволяющие подстраивать собственную резонансную частоту фильтра 1 и 2.

Недостатком этих устройств являются низкая эффективность сглаживания и сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения собственно источника постоянного напряжения и нагрузки, сглаживающий дроссель, включенный между входным и выходным выводами, конденсатор, второй дроссель с двумя обмотками и усилитель постоянного тока, к выходу которого подключена одна обмотка второго дросселя, причем конденсатор и другая обмотка второго дросселя соединены между собой, образуя цепочку, включенную между выходным и общим выводами 3.

Однако это устройство характеризуется недостаточной эффективностью фильтрации вследствие колебаний частоты подавляемой гармоники или изменения параметров реактивных элементов резонансной цепи.

Целью изобретения является повышение эффективности фильтрации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и нагрузки, сглаживающий дроссель, включенный между входным и выходным выводами, конденсатор, второй дроссель с двумя обмотками и усилитель постоянного тока, к выходу которого подключена одна обмотка второго дросселя, причем конденсатор и другая обмотка второго дросселя соединены между собой, образуя цепочку, включенную между входным и общим выводами, дополнительно введены два резистора, включенная параллельно входу усилителя постоянного тока вторая цепочка, состоящая из последовательно соединенных двух конденсаторов, и два диода, причем каждый из конденсаторов второй цепочки зашунтирован одним из указанных резисторов, общая точка соединения этих конденсаторов подключена к общей точке соединения конденсатора и обмотки второго дросселя первой цепочки, катод первого диода соединен с выходным выводом, катод второго диода соединен с общим выводом, а анод каждого из диодов соединен с соответствующим концом второй цепочки.

На чертеже представлена принципиальная устройства для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.

Устройство содержит последовательно соединенные силовой дроссель 1 и нагрузку 2. Параллельно нагрузке 2 включена резонансная цепочка, содержащая конденсатор 3 и обмотки резонансного дросселя 4. Параллельно резонансной цепочке включена цепь, содержащая последовательно соеди ненные диод 5, подключенный катодом к дрос селю 1, RC-цепочки 6, 7 и 8, 9 и диод 10, включенный встречно диоду 5. Аноды диодов присоединены, к входу усилителя И, нагруженного на вторую обмотку дросселя 4.

Устройство работает следующим образом.

При настроенной резонансной цепочке 3, 4 на частоту подавляемой гармоники напряжения на реактивных элементах 3 и 4 имеют одинаковые амплитуды. Эти напряжения выпрямляются диодами 5 и 10, а переменная составляющая выпрямленного напряжения отфильтровывается конденсаторами 7 и 9. В результате на резисторах 6 и 8 выделяются постоянные составляющие напряжения, пропорциональные переменным напряжениям реактивных элементов (конденсатора и дросселя) 3 и 4. Вследствие противоположной полярности этих напряжений потенциалы анодов диодов 5 и 10 одинаковы и на входе усилителя 11 нуль напряжения. В результате в обмотке дросселя 4, соединенной с выходом усилителя 11, ток протекать не будет.

Если по какой-либо причине например вследствие отклонения емкости конденсатора от установленной или изменения частоты фильтруемой гармоники, собственная частота резонансной цепочки не совпадает с частотой фильтруемой гармоники, амплитуды напряжений на элементах 3 и 4 будут различны. В результате различны и постоянные составляющие выпрямленных напряжений на элементах 6 и 8. Поэтому напряжение, снимаемое с анодов диодов 5 и 10 и определяемое как разность напряжений на резисторах 6 и 8, отличается от нуля. В результате сигнал, поступающий на вход

усилителя 11, усиливается и появляется ток в обмотке, включенной на выходе усилителя П. Полярность тока выбирается такой, чтобы изменение индуктивности дросселя 4, обусловленное постоянным подмагничиванием, было направлено на обеспечение резонанса.

Уход частоты подавляемой гармоники в другую сторону от резонанса отслеживается автоматически изменением полярности напряжения, подаваемого на вход усилителя 11.

Таким образом, устройство позволяет обеспечивать резонансный режим фильтрации гармоник как при колебаниях частоты фильтруемой гармоники, так и при изменении параметров реактивных элементов резонансной ветви, благодаря чему увеличивается эффективность сглаживания фильтра.

) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и нагрузки, сглаживающий дроссель, включенный между входным и выходным выводами, конденсатор, второй 7 0. дроссель с двумя обмотками и усилитель постоянного тока, к выходу которого подключена обмотка второго дросселя, причем конденсатор и другая обмотка второго дросселя соединены между собой, образуя цепочку, йключенную между выходным и общим выводами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности фильтрации, дополнительно введены два резистора, включенная параллельно входу усилителя постоянного тока вторая цепочка, состоящая из последовательно соединенных двух конденсаторов, и два диода, причем каждый из конденсаторов второй цепочки защунтирован одним из указанных резисторов, общая точка соединения этих конденсаторов цодключена к общей точке соединения / конденсатора и обмотки второго дросселя & первой цепочки, катод первого диода соединен с выходным выводом, катод второго диода соединен с общим выводом, а анод каждого из диодов соединен с соответствующим концом второй цепочки.