Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1986 года по МПК H02M7/06 

Изобретение относится к электротехнике, касается вопросов преобразования, переменного тока источника в постоянный и может быть использовано в преобразовательной технике для питания нагрузки повьшенным напряжением.

Цель изобретения - улучшение удельных массогабаритных показателей путем повьшения выходного напряжения и скорости передачи энергии в нагрузку..

На чертеже представлена принципиальная преобразователя.

.Преобразователь содержит три входных вывода 1 , -2 и 3 для подключения источника переменного тока с фазами 4, 5 и. 6, два выходных вывода 7 и 8 для подключения нагрузки 9, четы- .ре вентиля, соединенные в две цепочки по jEpa диода 10-13 в каждой, четыре конденсатора 14-17 для умножения напряжения, ,циод 18 и токоограничи- вающий линейный дроссель с двумя полуобмотками 19 и 20. При этом вентили соединены в две цепочки по два последовательно включенных диода в каждой, катод диода 10 первой цепочки соединен с положительным выходным выводом 7, а анод диода 13 второй цепочки - с отрицательным выходным вьюодом В. К точке соединения диодов первой цепочки подключена одна обкладка конденсатора 14, другая обкладка которого подключена к первому входному выводу, а к точке соединения диодов второй цепочки подключена одна обкладка конденсатора 15, при этом конденсаторы 16 и 17 образуют посленого источника переменного тока (ТИПТ) могут быть соединены треугол ником или звездой.

При рассмотрении работы устройства положим, что выводу 1 соответствует фаза 4,-выводу 2 - фаза 5 и выводу 3 - фаза 6.

Время нач;1ла работы выпрямителя начнем отсчитывать с момента, когда напряжение на выводе 1 (относительн вывода 2) проходит через нуль и в дальнейшем возрастает. С этого моме та начинают заряжаться конденсаторы

«О

20

25

30

.15

15 и 17 до напряжения 1,73 U ., Чере 150 эл.град. от выбранного начала о счета времени конденсаторы 15 и 17 начинают разряжаться соответственно на конденсаторы 16 и 14, суммируя свои напряжения с напряжением источ ника, и заряжают конденсаторы 16 и 14 до напряжения 3,46 и„. Через 210 эл.град. напряжение конденсаторов 14 и 16 суммируется с линейным напряжением на входных выводах 1 и ТИПТ. Тогда напряжение на выходе вы прямителя в максимуме равно номинал ному значению 8,66 и,. В зависимости от величин1У сопротивления нагруз ки 9 она по разному подразряжает ко денсаторы 14 и 16. Их подзаряд такж тем.меньше, чем больше их емкость. достижении напряжением на выводах 1 и 2 максимального значения оно начи ет умен.ьшаться, становится равным, нулю, а затем изменяет свой знак. П этому, если конденсаторы 14 и 16 не разряжаются полностью, напряжение н нагрузке 9jпульсируя, и зменяется от трех до пяти амплитудных значений л

довательную емкостную ячейку, один вы- нейнсго напряжения ТИПТ f от 5,2 до

вывод которой соединен с отрицательным выходным вьюодом 8. Одна из полу- обмоток токоограничивающего линейного дросселя включена между входным выводом J и анодом диода 18, катод которого соединен с анодом вентиля 11 первой вентильной цепочки и выводом конденсатора 17 емкостной ячейки, точка соединения конденсаторов которой подключена к входному выводу 2. Вторая полуобмотка 20 дросселя включена между катодом вентиля 12 второй вентильной цепочки и входным выводом 3. Другая обкладка конденсатора 15

50

8,66 амплитуд фазового напряжения источника . В связи с тем, что емкости конденсаторов 5 и 17 на порядок пре- вышак1т емкости конденсаторов 14 и 16, конденсаторы 14 и 16 подзаряжаются тем быстрее, чем быстрее изменяется напряжение (в обратной полярности) на .выводах и 2. При относительно малых значениях сопротивления нагрузки 9 энергия может также передаваться в нагруз.ку через .диод 10 двум параллель ным каналам: конденсаторы 16, 17 и диод, а также диод 13 и конденсаторы 15, 14. Это напряжение в три раза

подключена к входному выводу 1, а ем- превьшает амплитуду линейного напря- .кость конденсаторов 15 и 17 не менее

жения ТЩТ (в 5,2 .раза U) . В случае, если сопротивление нагрузки 9 близко к нулю, энергия источ

чем на порядок превьшает емкость конденсаторов 14 и 16. Обмотки трехфаз241377

ного источника переменного тока (ТИПТ) могут быть соединены треугольником или звездой.

При рассмотрении работы устройства положим, что выводу 1 соответствует фаза 4,-выводу 2 - фаза 5 и выводу 3 - фаза 6.

Время нач;1ла работы выпрямителя начнем отсчитывать с момента, когда напряжение на выводе 1 (относительно вывода 2) проходит через нуль и в дальнейшем возрастает. С этого момента начинают заряжаться конденсаторы

«О

15 и 17 до напряжения 1,73 U ., Через 150 эл.град. от выбранного начала отсчета времени конденсаторы 15 и 17 начинают разряжаться соответственно . на конденсаторы 16 и 14, суммируя свои напряжения с напряжением источника, и заряжают конденсаторы 16 и 14 до напряжения 3,46 и„. Через 210 эл.град. напряжение конденсаторов 14 и 16 суммируется с линейным напряжением на входных выводах 1 и 2 ТИПТ. Тогда напряжение на выходе выпрямителя в максимуме равно номинальному значению 8,66 и,. В зависимости от величин1У сопротивления нагрузки 9 она по разному подразряжает конденсаторы 14 и 16. Их подзаряд также тем.меньше, чем больше их емкость. По достижении напряжением на выводах 1 и 2 максимального значения оно начина - ет умен.ьшаться, становится равным, нулю, а затем изменяет свой знак. Поэтому, если конденсаторы 14 и 16 не разряжаются полностью, напряжение на нагрузке 9jпульсируя, и зменяется от трех до пяти амплитудных значений линейнсго напряжения ТИПТ f от 5,2 до

8,66 амплитуд фазового напряжения источника . В связи с тем, что емкости конденсаторов 5 и 17 на порядок пре- вышак1т емкости конденсаторов 14 и 16, конденсаторы 14 и 16 подзаряжаются тем быстрее, чем быстрее изменяется напряжение (в обратной полярности) на .выводах и 2. При относительно малых значениях сопротивления нагрузки 9 энергия может также передаваться в нагруз.ку через .диод 10 двум параллельным каналам: конденсаторы 16, 17 и диод, а также диод 13 и конденсаторы 15, 14. Это напряжение в три раза

превьшает амплитуду линейного напря-

жения ТЩТ (в 5,2 .раза U) . В случае, если сопротивление нагрузки 9 близко к нулю, энергия источника может также передаваться по следующим каналам: через полуобмотку 20 дросселя и конденсатор 14, через полуобмотку 19 и конденсатор 16 или через обе полуобмотки дросселе одно- временно. В последнем случае ток в нагрузке ограничен сопротивлением двух включенных последовательно полуобмоток 19 и 20 линейного дросселя, поэтому выпрямитель трехфазного тока выполненньш согласно изобрете- не боится перегрузок и

нию

не требует применения ных устройств защиты ких замыканий.

специаль- от корот

В связи с тем, что конденсаторы 15 и 17 защищаются через полуобмотки 20 и 19 соответственно, передача энер

гии источника в эти конденсаторы осуществляется с высоким КПД и при их резонансном заряде напряжение на Обкладках в Т/2 раза превьшает амплитуду линейного напряжения ТИПТ. В этом случае конденсаторы 14 и 16 могут быть заряжены (в пределе) до напряжения, в 3,3 раза превьшающе- го амплитуду фазового напряжения. Передача энергии из конденсаторов 15 и 17 в конденсаторы 16 и 14 также осуществляется с высоким КПД. Поэтому при изменении сопротивления нагрузки 9 от бесконечности (при холостом ходе) до нуля (при коротком замыкании) выходное напряжение выпрямителя изменяется от 8,66 U до минимального значения, близкого к линейному напряжению ТИПТ. Конденсаторы 14-17 по завершении их разряда снова заряжаются в последовательности, рассмотренной выше.

45

В предлагаемом преобразователе выодное напряжение увеличивается на 8%, а скорость передачи энергии из ИПТ в нагрузку в 2,5 раза по сравению с устройством-прототипом, что беспечивает улучшение на 16% удельых энергетических показателей устойства в целом.

Составитель В.Оглоблев Редактор И.Рыбченко Техред Л.Олейник

Прео в посто ньк выв ка пере вывода тыре ве для умн тили со последо каждой соедине выводом ки - с водом, первой кладка обкладк вому вх единени подключ конденс четверт следова один вы цательн чающ улучшен ных пок ходного дачи эн дены пя линейны камм, о ду перв пятого нен со вой цеп костной конденс второму обмотка между с ки и тр другая ра подк воду, а того ко порядок третьег

Заказ 3608/51 631Подписное

ВНИШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

s10

t5

20

25

. о 45

24)3774

Формула изобретен И я

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий три вход- ньк вывода для подключения источника переменного тока, два выходных вывода для подключения нагрузки, четыре вентиля и четыре конденсатора для умножения напряжения, причем вентили соединены в две цепочки по два последовательно включенных диода в каждой, катод диода первой цепочки соединен с положительным выходным выводом, а анод диода второй цепочки - с отрицательным выходным выводом, к точке соединения диодов первой цепочки подключена одиа обкладка первого конденсатора, другая обкладка которого подсоединена к первому входному выводу, а к точке соединения диодов второй цепочки подключена одна обкладка второго конденсатора, при этом тре.тий и четвертый конденсаторы образуют последовательную емкостную ячейку, один вывод которой соединен с отрицательным выходным выводом, о т л и-, чающийся тем, что, с целью улучшения удельных массогабарнт- ных показателей путем повышения выходного напряжения и скорости передачи энергии в нагрузку, в него введены пятый диод и токоограничивающнй линейный дроссель с двумя, полуобмот- камм, одиа из которых включена между первым входньЕМ выводом и анодом пятого диода, катод которого соединен со свободным анодом диода первой цепочки и свободным выводом емкостной ячейки, точка соединения конденсаторов которой подключена -к второму входному выводу, вторая полуобмотка указанного дросселя включена между свободным катодом второй цепочки и третьим входным выводом, причем другая обкладка второго конденсатора подключена к первому входному выводу, а емкость его второго и четвертого конденсаторов не менее чем на порядок превьшает емкость первого и третьего конденсаторов.

35

40

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфаз- . ного переменного напряжения в повышенное постоянное. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит диоды (Д) 10, 11, 12, |3, конденсаторы (К) 14, 15, 16, 17,, дополнительньй диод Д 18 и токоограничивающий линейный дроссель (ЛД) с двумя полуобмотками 19 и 20. Катод Д 10 соединен с положи- выходным выводом. Анод Д 13 соединен с отрицательным выходным выводом и с К 16, последовательно соединенным с К 17. Свободный вывод К 17 соединен с катодом Д 18 и анодом Д 1, катод которого соединен с анодом Д 10 и одной обкладкой К 14, другая обкладка которого соединена с входным выводом 1. для подключения сети. Катод Д 13 соединен с анодом ,Д 12 и одной обкладкой К 15, другая обкладка которого соединена с входным выводом 1. Точка соединения К 16 и К 17 подключена к входному выводу 2. Между входным выводом 1 и анодом Д 18 включена полусбмотка 19, а между входным выводом 3 и катодом Д 12 включена полуобмотка 20. Д и К образуют схему.умножения напряжения. Введение Д 18 и ЛД позволяет увеличить скорость передачи энергии в на- .грузку и величину выходного напряжения и, тем самым, достичь поставленной цели. Г ил. I т /5