Мостовой источник питания Советский патент 1987 года по МПК H02M7/162 

113

Изобретение относится к электротехнике и может быть использо вано в качестве вторичного источника электропитания (ВИП) постоянного напряжения среднего диапазона при требовании обеспечить повьшенное качество преобразования энергии, создаваемой двухфазной системой источников ортогональнь1Х ЭДС, при одновременно пониженном суммарном числе амплитудных значений этих. ЭДС или числа витков йентильных обмоток электромагнитного аппарата (ЭМЛ) в случае реализации таких источников ЭДС в виде ЭМА,

Цель изобретения - упрощение. На фиг,1 дана принципиальная электрическая схема предлагаемого источника; на фиг, 2 - векторная диаграмма формирования знакопостоянных импульсов S, ( |U 1,12) выходного напряжения Up, поясняющая принцип действия источника.

На диаграмме в скобках при S. ука- могут быть установлены в соотношении

аа :аа -;:а х (Уз-1):1:(2- Т/З) при

заны номера естественным образом открытых преобразовательных элементов (ПЭ) при формировании данного fx-ro импульса S,, , циклически сдвинутого во времени на угол 30 эл, град

числах витков полусекций другой фазы, равных соответственно виткам первой и второй частей секции первой фазы: аа Ь.у ; а а

относительно смежных с ним импульсов, - ,, В действующих значениях на- а также указаны выводы (отводы) сек- пряжения на этих частях относитель- ций вентильной обмотки, между которыми в данный момент формируется наино среднего значения выходного напряжения указанные соотношения соответствуют следующим числовым величинам:

большее значение очередной диагонально среднего значения выходного напряжения указанные соотношения соответствуют следующим числовым величинам:

ной ЭДС (ДЭДС) по сравнению с други- 35 В „а ; вг; аг вг 0,21618; B.n.g .. j.

ми ДЭДС относительно выходных выводов .

Приняты следующие обозначения: И - частотная кратность пульсации; 4j - число секций двухфазной вентиль 0,3576; Ъд, 0,0958, что по суммарному числу витков дает Wg- 2,732, а по превьшению габаритной мощности

К„р1 1,15%, К.

Пр и

27%., КПР 14,1%

ной обмотки ЭМА; Б - число ПЭ в устройстве, образующих шестиячейковый вентильный мост Л6; В - число ПЭ (вентильных плеч) одновременно после- 5 довательно обтекаемых током нагрузки в каждом |« -м контуре токопрохож- дения; В „«у Uc,/V(j - расчетный коэффициент, показывающий отношение действующего значения напряжения на данной части вентильной секции (например, на а х) к среднему значе40 при работе на нагрузку индуктивного характера без учета потерь.

Источник работает следующим образом.

При наличии переменных ЭДС на сек- ;циях обмотки ЭМА, сдвинутых по фазе ортогонально относительно друг друга (этот сдвиг, на фиг. 1 показан двумя векторами возле соответствую- 50 Щих секций ), в устройстве формируется шесть диагональных ЭДС, после выпрямления которых посредством шес- тиячейкового вентильного моста на нагрузке 13 обеспечивается знакопосторитной мощности первичньпс (индекс Т), 5 янное напряжение U, содержащее две- вторичных (индекс И) и трансформа-.надцать фазосдвинутых импульсов S

(/ 1,12), На фиг, 2 показан принцип формирования указанных фазосдви- нутых импульсов, получающихся путем

нию V выходного напряжения Up;

К пр I ii коэффициент превьш1ения габаторного оборудования в целом (без индекса) относительно полезной мощности нагрузки (Крр РГ/РО - О;

Wj - суммарное число витков вентильной обмотки относительно базового числа витков с напряжением, равным амплитудному значению выходного напряжения в режиме холостого хода.

Мостовой ИСТОЧ1ШК питания (фиг, 1 ) содержит ПЭ (вентили) 1-12, собранные в шестиячейковый вентильный мост, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы + и -, к

которым может быть подключена нагрузка 13, Выводы переменного тока моста подключены к выводам а, х, Ъ. , у , Ъ. ) Уг трех секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитной системы двух источников переменных ЭДС, фазы которых сдвинуты ортогонально (на 90 эл.град) относительно друг друга. При этом отводы а и а секции одной фазы соединены со средними точками bj и ъ, двух секций другой фазы, а число витков частей первой фазы, поделенных отводами а и а ,

числах витков полусекций другой фазы, равных соответственно виткам первой и второй частей секции первой фазы: аа Ь.у ; а а

,, В действующих значениях на- пряжения на этих частях относитель-

,, В действующих значениях на- пряжения на этих частях относитель-

но среднего значения выходного напряжения указанные соотношения соответствуют следующим числовым величинам:

В „а ; вг; аг вг 0,21618; B.n.g .. j.

0,3576; Ъд, 0,0958, что по суммарному числу витков дает Wg- 2,732, а по превьшению габаритной мощности

К„р1 1,15%, К.

Пр и

27%., КПР 14,1%

5

40 при работе на нагрузку индуктивного характера без учета потерь.

Источник работает следующим образом.

313

векторного сложения соответствующих частей ортогональных ЭДС, а также номера соответствующих ПЭ, участвующих естественным образом в работе устройства в данном контуре токопрохож- дения,

В частности, при формировании импульса Sj ток нагрузки протекает по замкнутому контуру, содержащему следующие элементы: выходный вывод -, элемент 1, вывод х, вывод а, элемент 2, выходной вывод +, нагрузку 13, Через 15 зл, град наибольшее значение принимает ДЭДС между выводами а и у , и ПЭ 1 закрывается под действием образующегося на нем обратного напряжения. Открывается ПЭ 3, и второй контур токопрохождения содержит следующие элементы: выходной вывод -, ПЭ 3, вывод у , средняя точка Ъ{ J отвод а , вывод а ПЭ 2, выходной вывод +, нагрузку 13, При этом формируется импульс S, сдвинутых по фазе на 30 элвград относительно предыдущего импульса и по длительности равный тоже 30 эл.град.

Аналогично формируются остальные десять импульсов.

При этом при нагрузке индуктивного характера без учета потерь через половину ПЭ (ПЭ 2,3,6,7,10 и 11) протекает ток со средним значением всего лишь 1/4 тока нагрузки, а через ос- тапьные ПЭ (ПЭ 1,4,5,8,9, и 12) - в 2,5 раза меньше (1/9 часть ), что характеризует малые потери мощности в них,

Возможна также реализация предлагаемого источника в качестве инвертора, управляемого (стабилизированного регулируемого )выпрямителя и пр. Причем применима эффективная система управления за счет упрощенного алгоритма управления, согласно фиг. 2 сигналы управления в соответствующие моменты достаточно подавать лишь на один из ПЭ 1-12, при этом в следую54

шей, например, последовательности: ПЭ 1,3,4,6,5,7,8,10,9,11 ,12,2 (фиг.I), Возможно также двухпозиционное управление ПЭ (на включение и на выключение) с многоимпульсным управлением в течение одного интервала дискретности (30) при одно- и двухсторонней широтно-импульсной модуляции,

Формула изобретения

1. Мостовой источник питания, содержащий двухфазную электромагнитную систему из двух источников ортогональных ЭДС с одной секцией с основным отводом в первой и двумя секция- ми, первая из которых со средней точкой, во второй их фазах, причем выводы секции первой фазы и по одному одноименному выводу секций второй

фазы подключены к соответствующим точкам соединения разноименных выводов двух из двенадцати вентилей, отличающийся тем, что,

с целью упрощения, указанная средняя точка соединена с основным отводом секции первой фазы, которая снабжена дополнительным отводом, соединенным с введенной средней точкой второй

секции второй фазы, все указанные двенадцать вентилей соединены в шёс- тиячейковый вентильный мост, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, а к двум точкам соединения разноименных выводов остальных вентилей подключены свободные выводы второй секции второй фазы.

2. Источник по п. 1, о т л и - чающийся тем, что первая, вторая и третья части секции первой фазы, образованные ос;-1овным и дополнительным ее отводами, установлены в соотношении (УЗ-П : 1 : (2- тЗ ), а полусекции первой и второй секций

второй фазы равны соответственно первой и второй из указанных частей.

О .

. 3,2 -/tTj

/М, ..

m%;ifi

/I

/flX;f,2j

/2

с

3,

7 vh 2 /17:52 /lax

I

.Ч.

Г

7 - . I

/ 5 fM/71 s liL-iLi -. Vs - ll / ,

f -fcri

J7. J

/

J7. J

I

i / IV Т

g,b,9, I

ffl/

fy,.7,/ Jsib- -l -| /

b,/

x

;( б(Ь,а s yfXQ; ;

Редактор Н.Шулла

Составитель Е.Мельникова

Техред Н.Глущенко Корректор Л.Патай

Заказ 2525/52 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ 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

/flX;f,2j

/2

с

3,

7 vh 2 /17:52 /lax

I

.Ч.

7 - . I

- ll /

ri

. J

I

i

i a i rIV Т

I

b,/ 5. У г,

x

;( б(Ь,а;7,б) s yfXQ; ;

Й/г.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания постоянного напряжения. Цель изобретения - упрощение. В источнике с noNtoiubro вентилей 1-12, соединенных в шестиячейковый вентильный мост, осуществляется преобразование энергии с двенадцатикратной частотой пульсации выходного напряжения на нагрузке 13. При этом питание указанного моста производится от секций обмоток двух источников ортогональных ЭДС. 1 з.п. , 2 ил. ел It. j 1 J L O If Vn5fl5c 0.0958; даа , 8 y 0,216181 da Q 8,ff- 6;y, « - - Knpi t 5% ; ffnpu « V Л /i/ Щ 1 % I tQ - , 732 Фиг. 0, 13 со со 1С о ел Vn8 y - - / 8 y - - 0,,