Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК H02M7/12 

113

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в качестве низковольного источника электропитания при необходимости обеспечения повышенного качества преобразования энергии.

Цель изобретения -- улучшение качества преобразования энергии, массога баритных и стоимостн1з х показателей s,

На фиг, 1 приведена принциниаль- нал электрическая схема устройства в трансформаторном исполнении; на Фиг. 2 - поясняющая его работу диаграмма векторов токообразуюсцих ЭДС S. f l ,9 I в фазовой плоскости, формирующих постоянное выходное напряжение у с девятикратной частотой ггуль сации,

На фиг. 2 в скобках S указаны позиции работаюфдах вентилей; Г - частотная кратность пульсации, показывающая отношение частоты , пульсации выходного напряжения Г к частр- те f преобразуемых ЭДС,

Устройство по фиг, 1 содергкит девять преобразовательных элементов (вентилей) 1-9, которые сЕ:язывают между собой вентильные обмотки о t-,j с, и а.Ъ.,г., соединенные в две разнотипные трехлучевые звезд), а также дополнительно введенр5ые витки а ,8,,,,, ,,, первых секций . Эти и образуют, Е: свою очередь, также трехлучевую звезду обмоток , обратную звезде а,.

Обрше точки звезд образуют выход- libie выводы с подключенной к ним Piar-- рузкой, а обмотки а ,, связаны согласно с соответствующими шч синфазными обмотками , через вен-- тили 1, 4 и 7, обеспечивая арифметр:- че-ское сложение действую ци;х на об- 1 4отках ЭДС.

Вентили 2, 3, 3, 6, 8, 9 образуют шестивентильное кольп о-, к анодам попарно соединенных вентилей 2 и 9. .:i и 5, 6 и 8 которого ггрисоединены до™

полнительные витки Р.. а к катодам попарно соединенных вен- гилей 2 и 6 5 5 и 9, 3 и 8 подключены разноименные по фазе первым вторые секции a,jl)c.

При этом числа витков второй (R2)C2) и первой (a,,T:,,c,j) j а также витков обмоток а,, как суммарных витков первых секций и дополнительных витков могут быть установлены в соотношении UsinlO :2cosAO что обеспечивает увеличение частот82

ной кратности пульсации и сни(ение ее: уровня относительно прототипа.

Устройство работает следующим образом.

Благодаря согласно-синфазному соединению секций обмоток , через вентили , 4 и 7 на нагрузке фор1чируется три знакопостоян- чых импульса напряжения, сдвинутые

ло фазе на 20 зл.град. при том же сдвиге фаз ЭДС фазных обмоток. На ibn:r. 2 эти три импульса обозначены как S, , Р. , S , причем на стыке сум- 1уш:руемых векторов указаны также позиции открытых вентилей, что упрощает выявление элементов в каждом -м контуре токопрохо дения.

Остальные вентили, кроме данного, в этот момент закрыть; естественным

образом прикладывающимися к ним обратными напря «ениями, Возможное явление комм тации или одновременной параллельной работы внутренних вет- )зей при этом не рассматривается,

Связь включенных между собой секций p.J.c и через шестивентильное кольцо из вентилей 2, 3, 5, (i, 8 и 9 образует соединение совме- иенный неравноплечный двухсторонний

г. равными сторонами согласный зиг- заг - трехл:учевая симметричная звезда, что видно из фиг, 2 при рассмотрении следующих векторов и связываю5

11Ц-:х их вентилей:

и 9,

-7

с И 3, п , 8, а и 6, Ь,. и::агодаря этому на нагрузке Лормиру- ется еще шесть знакопостоянных им- тульсов, обозначе - ных на фиг. 2 соответственно как , FJ , , j, Sg , о . При указанных соотношениях витков токообразующие ЭДС S, , Sj, Р. ,, Sj., Sg, Pq равны по амплитуде, .длительности и форме предыдущим ЭДС (им- тульсам) Г: , S, Г- и сдвинуты по

, фазе относительно них и между собой

- /г,

лоследовательно нл 40 эл.град,

В результате переменная составляю- ща.я образующегося на выходе постоянного напряже:гшя п шьсирует с девяти

кратной частотой относительно часто- ть: fj преобразуем1.1х ЭДС ()5 а уровень пульсации k в теоретически идеальном anyчае составляет лишь 6s 16%.

Устройство более эффективно в ав- тотрансформаторнок исполнении;, а Го.кже при В1зедении ло крайней мере еще одной аналогичной структуры, подключенной выходами на автономную

31з

или на ту же нагрузку при последовательном либо параллельном соединении двух структур, в одной из которых первая звезда выполнена прямой (как на фиг. ), а во второй структуре - обратной при соответственно обратной (как на фиг. 1) и прямой вторых звездах. На нагрузке образуется напряжение, векторную диаграмму которого можно легко получить из фиг. 2, если на нее наложить еще одну такую же систему векторов S. , но перевернутую на 180°, т.е. обратную систему. Векторы одной системы располагаются симметрично между соответствующими смежными векторами другой системы, в результате чего обеспечивается 18-кратная частота пульсации, т.е. ее удвоение относительно описанного случая.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное ,содержащий три вентиля, шестивентильное кольцо с попарно объединенными анодами и катодами, трансформатор, вторичные обмотки которого разделены в каждой фазе на две секции, соединенные в две разнотипные трехлучевые звезды, общие точки которых образуют выходные выводы, секции первой звезды соединены синфазно-согласно через три вентиля с секциями второй звезды, к которым своими объединенными катодами подключено шестивентильное кольцо, отличающий ся тем, что, с целью улучшения качества преобразования энергии, массогабаритных и стоимостных показателей, секции первой звезды снабжены в каждой фазе дополнительными витками, свободные выводы которых соединены с соответствующими объединенными анодами шес- тивентильного кольца так, что каждая

84

из фаз секций первой звезды соединена с двумя разноименными по фазе секциями второй звезды, образуя основную преобразовательную структуру.

2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что все девять вентилей включены однонаправ- ленно относительно одного из выходных выводов в прямом или обратном

направлении.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что первая звезда вторичных обмоток выполнена прямой (обратной), а вторая

звезда - обратной (прямой).

4.Преобразователь по пп. 1-3, отличающийся тем, что числа витков второй и первой секций, а также суммы витков первой секции

и дополнительных витков установлены в каждой фазе в соотношении 1 : sinin° : 2cos4n°.

5.Преобразователь по пп. 1-4, отличающий ся тем, что

секции вторичных обмоток одной из

звезд выполнены в качестве первичных обмоток и снабжены в каждой фазе дополнительным отводом или витками, образующими входные выводы.

- Преобразователь по пп. 1-5,

отличающий ся тем, что он снабжен по крайней мере еще одной аналогичной структурой, выходные выводы которой выполнены автономными

35

лтноснтачьно выходных выводов основной структуры либо соединены с ними последовательно или параллельно.

7, Преобразователь по п. 6, о т - личающийся тем, что, с целью дальнейшего увеличения частотной кратности пульсации, первая звезда в одной из структур выполнена прямой, а в другой - обратной, при соответ- ственно обратной и прямой вторых звездах.

1 {

,

cpue.Z

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в качестве низковольтного источника электропитания при требовании обеспечения повышенного качества преобразования энерги {. Пель изобретения - улучшение качества преобразования энергии, массога- баритных и стоимостных показателей, В устройстве достигнута девятикратная частота ттульсации выходного напряжения. При этом тесть вентилей 2, 3,5, 6, 8, 9 соединены в кольцо, через которое каждая из фаз секции первой звезды соединена с двумя разноименными по фазе секциями второй звезды. Секпии первой звезды имеют отводы, подключенные к вентилям , 4,7. Может быть так же достигнута восемнадпатикратная частота пульсации при параллельном соединении двух преобразователей, в одном из которых первая звезда выполнена прямой, вторая - обратной, а в другом первая звезда выполнена обратной, а вторая - прямой. 6 з.п. ф-лы, 2 ил. (С (Л ff оэ О) о СХ) (риеЛ

Составитель Е Мельникова Редактор А. Огар Техред М. Ходанич

Заказ 2431/32 Тираж 660Подписное

ВНЮШИ Государственного комитета СССР

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

Производственно полнграсЬи:ческое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор И. Муска