Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M7/155 

О5

СО

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве бестрансформаторного преобразователя переменного напряжения в постоянное с понижением напряжения.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей.

На фиг. 1 представлена электрическая схема трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг. 2 - графики напряжений; на фиг. 3 и 4 - возможные варианты выполнения преобразователя.

Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг. 1) состоит из m 3 групп, 1, 2, 3, из двух последовательно соединенных диодов 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, причем каждая общая точка соединения диодов каждой группы соединена с одним из входных выводов 10-12 для подключения трехфазного источника питания, а аноды первых диодов всех групп объединены и их общая точка соединения образует один из выходных выводов 13. Преобразователь содержит также дроссели 14-16 и дополнительные диоды 17-19, причем каждый из диодов анодом подключен к общей точке соединения диодов одной из групп 1-3 одной фазы, а катодом - к катоду второго диода, принадлежащего другой группе, смежной по фазе, одни одноименные выводы всех дросселей объединены и их общая точка образует второй выходной вывод 20, а каждый из других выводов этих дросселей соединен с катодом второго диода соответствующей группы. Параллельно нагрузке 21 включен конденсатор 22.

Устройство по фиг. 3 отличается от устройства по фиг. 1 отсутствием дополнительных диодов 17-19, а устройство по фиг. 4 представляет собой однофазный вариант выполнения устройства по фиг. 3.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Начиная с момента времени to и до момента tj, напряжение между входны.ми выводами 10 и И возрастает, а затем уменьшается (фиг. 2а), а следовательно, также изменяется и напряжение между точкой соединения дросселя 14 с диодом 5 и выводом 13, которые являются входом LC-фильтра, образованного дросселем 14 и конденсатором 22, включенным параллельно нагрузке 21 (фиг. 26), а ток будет протекать по цепи: вывод 10, диод 5, дроссель 14, нагрузка 21, подключенная к выходным выводам 20 и 13, диод 6, входной вывод 11. С момента времени tj до iz напряжение Uio, 12 между входными выводами 10 и 12 становится больше, чем напряжение Ujo, и и сначала возрастает, и затем уменьшается (фиг. 2а), следовательно, также изменяется и напряжение между точкой соединения дросселя 14 с диодом 5 и выводом 13, являющихся входом LC-фильтра, а ток протекает по цепи: входной вывод 10, диод 5, дроссель 14, нагрузка 21, диод 8, входной вывод 12. С момента времени tj до tj напряжение Un,i3 между входными выводами 11 и 12 становится больше, чем напряжение Uio,iz., и сначала возрастает, а затем уменьшается (фиг. 2а), следовательно, также изменяется и напряжение между точкой соединения дросселя 14 с диодом 5 и выводом 13, являющихся входом LC-фильтра (фиг. 26), а ток протекает по цепи: вывод 11, диод 18, дроссель 14, нагрузка 21, диод 8, входной вывод 12. С момента tj до напряжение Unjio между входными выводами 11 и 10

5 становится больше, чем напряжение Uu.,u. и сначала возрастает, а затем уменьшается до нуля (фиг. 2а), следовательно, также изменяется и напряжение между точкой соединения дросселя 14 с диодом 5 и выводом 13 являющихся входом LC-фильтра

(фиг. 26), а ток протекает по цепи: входной вывод 11, диод 18, дроссель 14, нагрузка 21, диод 4, входной вывод 10. Начиная с момента времени t до tj, напряжение между точкой соединения дросселя 14 с диодом 5

5 и выводом 13 из.меняется так же, как и в течение времени t - t4 и т.д. Напряжение между точкой соединения дросселя 15 с диодом 7 и выводом 13 (фиг. 2в) и между точкой соединения дросселя 16 с диодом 9 и выводом 13 (фиг. 2г) имеет такую же форму, как и между точкой соединения дросселя 14 с диодом 5 и выводом 13. Отличие состоит только в том, что все напряжения сдвинуты один относительно другого на 120° (фиг. 26, в, г). Каждое из этих напряжений .может быть разложено в ряд Фурье и содержит в своем составе постоянную составляющую и гармоники, которые отделяются друг от друга с помощью LC-фильтров: первый фильтр-дроссель 14 и конденсатор 22, второй фильтр-

0 дроссель 15 и конденсатор 22, третий фильтр - дроссель 16 и конденсатор 22. Таким образом, для всех трех фильтров может быть установлен параллельно нагрузке один общий конденсатор.

Постоянная составляющая Uo, выделяющаяся на нагрузке, пропорциональна среднему значению площади за период кривой каждого из напряжений, приведенных на фиг. 2 б, в, г, которые приложены к входам

LC-фильтров. Так как эти площади равны между собой, то и постоянные составляющие на выходе каждого из фильтров также равны между собой, т.е. на нагрузке будет выделено напряжение, равное постоянной составляющей каждой из кривых

5 фиг. 2 б, в. г.

Вк;1ючение отдельных дросселей последовательно со вторыми диодами соответствующих групп позволяет, таким образом.

рассматривать работу преобразователя как работу трех однополупериодных выпрямителей с отдельными дросселями в цепи выпрямленного тока на общую нагрузку. При этом величина напряжения на нагрузке равна средней величине напряжения одного из параллельно работающих однополупериодных выпрямителей и определяется длительностью импульса напряжения, действующего на входе однополупериодного выпрямителя. При этом без учета дополнительных

диодов длительность импульса напряжения составляет 2/3 периода, а при наличии дополнительных диодов 17-19 эта длительность увеличивается до периода изменения напряжения питающей сети. В соответствии с этим на нагрузке 21 могут быть получены различные напряжения, величина которых меньще выходного напряжения известных трехфазных мостовых схем выпрямления с общим дросселем в цепи выпрямленного тока.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий m групп из двух последовательно соединенных диодов, причем каждая общая точка соединения диодов каждой группы соединена с одним и.з входных выводов для подключения т-фазного источника питающего напряжения, а аноды первых диодов всех групп объединены и их / общая точка соединения образует один из выходных выводов, дроссель и конденсатор, включенный между выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, в него дополнительно введены m-l дросселей, причем одни бдноименные выводы всех дросселей объединены и их общая точка соединения образует второй выходной вывод, а каждый из других выводов этих дросселей соединен с катодом второго диода соответствующей группы. 2. Преобразователь по п. 1, отяичающийся тем, что в него введены три дополнительных диода, каждый из которых анодом подключен к обид,ей точке соединения диодов одной из групп одной фазы, а катодом - i к катоду второго диода, принадлежащего смежной по фазе группе. (Л

а to ii iz tj t

6

t

фиг.2

t

V

V