Преобразовательное устройство Советский патент 1985 года по МПК H02M7/06 

I

11

Изобретение относится к преобра:эонательной технике, в частности к системам питания от общего источника электрической энергии (обладающего конечным значением импеданса) переменньсх силовых нагрузок и нагрузок, требующих определенной стабильности подводргмого напряжения .

Цель изобретения - снижение пульсаций выходн 1х напряжений путем повышения стабильности выходного напряжения второго канала в широком диапазоне изменения тока потребления первого канала.

На фиг. 1 приведена упрощенная принципиальная схема преобразовательного устройстваJ на фиг. 2 - схма устройства с переменным током в первом канале и включением первичной обмотки трансреактора непосредственно в цепь переменного тока этого канала, на фиг. 3 - схема устройства с выпрямленным током в первом канале и включением обмоток трансреактора в цепь двухполупериодпого выпрямителя со средней точкой.

Устройство (фиг, 1) содержит первый 1 и второй 2 каналы выпрямленного тока (выходы их обозначены соответственно 1 и 11), подключенные своими входами к выходам общего источника 3 электроэнергии переменното напряжения и связанные между собой трансреактором 4.

Первый канал имеет включенную последовательно входу-выходу его цепь 5 пульсирующего тока, содержащую первичную обмотку 6 (с числом витков Ш( ) трансреактора 4.

Второй канал имеет включенную поледовательно входу-выходу его цепь 7 пульсирующего тока, содержащую вторичную обмотку 8 (с числом витко 002) трансреактора 4, Первичная 6 и вторичная 8 обмотки трансреактора включены встречно относительно подведенных к ним с входов каналов напряжений .

Параллельно звену цепи пульсирующего тока, содержащему вторичную обмотку 8, включен в проводящем для тока второго канала направлении шунтирующий вентиль 9, выполненный, например, в виде полупроводникового диода.

92

Параллельно выходу второго канала включен конденсатор 10 фильтра, а выходу первого канала - конденсатор 11. На выходе второго канала может быть установлен ограничитель 12 напряжения, выполненный, например, в виде стабилитрона или любого другого известного устройства. Источником энергии переменного напряжения

3 здесь является сетевой трансформатор 13, а каналы 1 и 2 подключены своими входами к разным выводам вторичной обмотки этого трансформатора,

В цепях 5 и 7 пульсирующего тока первого и второго каналов имеется включенный последовательно с обмоткой трансреактора выпрямительный вентиль 14,

Соотношение чисел витков обмоток 6 и 8 трансреактора 4 удовлетворяет условию

Зп,2

где амплитуды пульсадий переменной составляющей токов соответственно

в первичной и вторичной обмотках трансреактора, замеренные при отключенном шунтирующем вентиле и

при номинальном токопотреблении с обоих каналов.

Схемы на фиг, 2 и 3 иллюстрируют частные случаи вьшолнения устройства. Так источник электроэнергии переменного напряжения может быть выполнен автономным и содержать инвертор 15 (фиг. 2), Каналы могут быть подключены как к одним и тем же выводам источника электроэнергии (фиг, 3) так и к разным его выводам, например, к. разным вторичным обмоткам его трансформатора (фиг, 2).

. Канал 1 силовой нагрузки может быть как переменного (фиг, 2), так и выпрямпенного тока (фиг. 1 и 3). Магнитопровод трансреактора может быть выполнен как с зазором так и без зазора,

Предпочтительным является выполнение устройства с включением обмоток трансреактора в цепи двухполупериодного и мостового выпрямителя

3

(фиг, 3), так как при этом исключается протекание по обмоткам постоянной составляющей пульсирующего тока

Преобразовательное устройство работает следуюнщм образом.

При протекании тока первого канала по цепям источника 3 энергии, напряжение, подведенное к входу второго канала, снижается на величину вызываемого этим током падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника энергии.

При номинальном токопотреблении второго канала и изменении токопотребления первого канала в диапазоне от максимальных до средних значений трансреактор 4 работает в режиме прямой трансформации и энергия из первичной обмотки 6 передается во вторичную обмотку 8.

Выделившееся на первичной обмотке 6 напряжение, величина которого определяется разностью полных токов, протекающих по обмоткам 8 и 6, в соответствии с коэффициентом транформации трансреактора 4 преобразуется в напряжение вторичной обмотки 8, которое, суммируясь с входным напряжением второго канала, кттенсирует потери напряжения на внутреннем сопротивлении источника 3 энергии, благодаря чему поБьт1ается стабильность выходного напряжения второго канала. Шунтирующий вентиль

05694

9 при этом закрыт напряжением обмотки 6.

При малых токах первого канала или при наличии больших фазовых 5 сдвигов переменньгх составляющих токов каналов работа трансреактора 4 характеризуется появлением фазовых периодов, в течение которых прираще ние мгновенного тока в цепи 7 пульtO сирующего тока второго канал превышает приращение мгновенного тока в цепи 5 пульсирующего (или переменного) тока первого канала (приведенного согласно витковому коэффнциен15 ту трансформации к вторичной обмотке 8).

В эти периоды вторичная обмотка 8 начинает оказывать существенное индуктивное сопротивление пульсирующему току второго канала, полярность напряжения вторичной обмотки 8 меняется на противоположную, шунтирующк вентиль 9 открывается, ток второго канала в основном проходит

5 по нему, минуя обмотку 8. Те.м самым исключается работа трансреактора в режиме обратной трансформации. I

В то же время прямая трансформация сохраняется в фазовые периоды, соответствующие преобладанию приращения приведенного мгновенного тока первого канала над приращением мгновенного тока цепи 7 второго канала.

ПРЕОБРАЗОВАТЕ.ТТЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый канал переменного или постоянного тока и второй канал постоянного тока, входы которых подключены к общему источнику переменного напряжения, выход первого канала образует выходные выводы для подключения силовых цепей с переменной нагрузкой, а выход второго канала образует выходные выводы для подключения преимущественно цепей управления, а также трансреактор, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь первого канала, а его вторичная обмотка включена последовательно в цепь второго канала, причем параллельно выходу второго канала включен конденсатор фильтра, а обмотки трансреактора пключекгы встречно относительно питающих их напряжений, отличающееся тем, что, с целью снижения г:ульсаций выходных напряжений путем повышения стабильности выходного напряжения второго канала в пироком диапазоне изменения тока потребления первого канала, параллельно цепи второго канала включен в проводящем для тока этого канала направлении дополнительно введенный шунтирующий вентиль.

fpu.J