Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК H02M7/155 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве управляемого вторичного источника электропитания при наличии двухфазной системы источников переменных ЭДС, сдвинутых по фазе на 90 эл. град, (ортогонально), и требования обеспечить высококачественный спектральный состав потребляемого от сети тока и подаваемого на нагрузку напряжения в широком диапазоне углов управления преобразовательными элементами {транзисторами, тиристорами и пр.).

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей путем улучшения гармонического состава потребляемого тока и выходного напряжения в управляемом режиме работы.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства, где двухфазная система источников ортогональных ЭДС представлена для наглядности и упро1336180

Источник (фиг. 1) работает следуюш.им образом.

В случае выполнения всех ПЭ неуправляемыми на выходе устройства формируется г система из четырех фазосдвинутых знакопостоянных импульсов 5ц |д, 1,4) при последовательном естественном открытии и последующем закрытии ПЭ кольца с первого по четвертый (фиг. 2). При отсутствии ПЭ 1-4 или их полном принудительном закрытии на 10 нагрузке 9 формируется знакопостоянное напряжение из cдJвинyтыx во времени импульсов S|l (jji-1,4) посредством ПЭ 5-8. Причем в том и другом случае в работе участвуют одни и те же части фазных секций вентильной обмотки.

В случае выполнения ПЭ 1-4 управляемыми, а ПЭ 5-8 - неуправляемыми, в работе последовательно участвуют обе группы: ПЭ 1-4 - при наличии на них сигналов управления и ПЭ 5-8 - при за15

щения в топологическом виде при изобра- 20 крытых ПЭ 1-4 (фиг. 3). Причем (фиг. 3) жении их сдвинутыми на 90 эл. град, (орто- броски напря жения в моменты закрытия гонально); на фиг. 2 - векторная диаграмма формирования знакопостоянных фазо- сдвигающих относительно друг друга импульсов 5ц и S n () выходного напряжения t/o при работе только четырех ПЭ вентильного кольца и, соответственно только четырех ПЭ лучевой схемы; на фиг. 3 - фазо- грамма выходного напряжения UQ при выполнении двухпозиционко управляемыми (т. е. управляемыми на включение и выключение) только ПЭ кольца, причем симметричного управления относительно максимума импульсов S и установки в качестве лучевых ПЭ неуправляемых вентилей; на фиг. 4 - то же, однопозиционно управляемых ПЭ (УПЭ) кольца (фиг. 2 а-г, и, л), причем при УПЭ кольца, управляемых только на включение (а, б), либо только на выключение (в, г, и, л), либо для случая двух- позиционно управляемых ПЭ (д-з, к), причем при установке лучевых ПЭ неуправляемыми ((Э-ж), либо одновременно с ПЭ кольца (з) или без ПЭ кольца (и-л) управляемыми, при симметричном (д. ж, к) или фазосдвину- том управлении.

ао и аз - углы управления преобразовательными элементами, соответствующие открытию и закрытию ПЭ.

Преобразователь содержит двухфазную электромагнитную систему с источником ортогональных ЭДС с выводами вентильных обмоток а, аг, AI, bz, соединенных между собой через четырехвентильное кольцо на ПЭ 1-4. Средние точки Oi и О2 подключены к парам дополнительных вентилей ПЭ5-8 и образуют выходные выводы для подключения нагрузки 9. При этом точка Oi подключена к объединенным анодам ПЭ 6 и 8, катоды которых соединены с выводами й|, Й2, а точка О2 подключена к объединенным катодам ПЭ 5 и 7, аноды которых соединены с выводами а, а.

25

30

35

40

(открытия) ПЭ I -4 существенно мень- ще, чем при наличии одного кольца на ПЭ 1 -4 в известном устройстве, что значительно улучшает гармонический состав потребляемого тока, снижает искажения входного напряжения, улучшает коэффициент мощности устройства, спектральный состав выходного напряжения, уменьшает уровень пульсации, улучшает массогабаритные и стоимостные показатели. Особенно ощутимы эти положительные эффекты при симметричном управлении преобразовательными элементами (фиг. 3). Возможны также другие законы управления, в том числе при раздельном управлении только ПЭ 1-4 кольца (фиг. 3 и 4 а-ж), либо только ПЭ 5-8 при закрытых ПЭ 1-4 кольца (фиг. 4 и-л, либо при одновременном последовательном управлении всеми ПЭ 1-8 (фиг. 4 з).

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двухфазную электромагнитную систему с источником ортогональных ЭДС, при этом каждый из вы- 45 водов одного источника подключен к объединенным анодам одной пары основных вентилей, а каждый из выводов другого источника подключен к объединенным катода.м другой пары тех же вентилей, соединенных между собой в четырехвентильное кольцо, средняя точка одного источника образует один выходной вывод и подключена к объединенным анодам одной пары дополнительных вентилей, а средняя точка другого источника образует другой выходной вывод и подключена к объединенным катодам другой пары дополнительных вентилей, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем улучшения

50

55

336180

Источник (фиг. 1) работает следуюш.им образом.

В случае выполнения всех ПЭ неуправляемыми на выходе устройства формируется г система из четырех фазосдвинутых знакопостоянных импульсов 5ц |д, 1,4) при последовательном естественном открытии и последующем закрытии ПЭ кольца с первого по четвертый (фиг. 2). При отсутствии ПЭ 1-4 или их полном принудительном закрытии на 10 нагрузке 9 формируется знакопостоянное напряжение из cдJвинyтыx во времени импульсов S|l (jji-1,4) посредством ПЭ 5-8. Причем в том и другом случае в работе участвуют одни и те же части фазных секций вентильной обмотки.

В случае выполнения ПЭ 1-4 управляемыми, а ПЭ 5-8 - неуправляемыми, в работе последовательно участвуют обе группы: ПЭ 1-4 - при наличии на них сигналов управления и ПЭ 5-8 - при за15

20 крытых ПЭ 1-4 (фиг. 3). Причем (фиг. 3) броски напря жения в моменты закрытия крытых ПЭ 1-4 (фиг. 3). Причем (фиг. 3) броски напря жения в моменты закрытия

(открытия) ПЭ I -4 существенно мень- ще, чем при наличии одного кольца на ПЭ 1 -4 в известном устройстве, что значительно улучшает гармонический состав потребляемого тока, снижает искажения входного напряжения, улучшает коэффициент мощности устройства, спектральный состав выходного напряжения, уменьшает уровень пульсации, улучшает массогабаритные и стоимостные показатели. Особенно ощутимы эти положительные эффекты при симметричном управлении преобразовательными элементами (фиг. 3). Возможны также другие законы управления, в том числе при раздельном управлении только ПЭ 1-4 кольца (фиг. 3 и 4 а-ж), либо только ПЭ 5-8 при закрытых ПЭ 1-4 кольца (фиг. 4 и-л, либо при одновременном последовательном управлении всеми ПЭ 1-8 (фиг. 4 з).

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двухфазную электромагнитную систему с источником ортогональных ЭДС, при этом каждый из вы- 5 водов одного источника подключен к объединенным анодам одной пары основных вентилей, а каждый из выводов другого источника подключен к объединенным катода.м другой пары тех же вентилей, соединенных между собой в четырехвентильное кольцо, средняя точка одного источника образует один выходной вывод и подключена к объединенным анодам одной пары дополнительных вентилей, а средняя точка другого источника образует другой выходной вывод и подключена к объединенным катодам другой пары дополнительных вентилей, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем улучшения

0

5

гармонического состава потребляемого токаветствующему выводу другого источника, а

и выходного напряжения в управляемом рекаждыи из анодов другой пары дополнижиме работы, каждый из катодов одной пары тельных вентилей подключен к соответствую- дополнительных вентилей подключен к соот-щему выводу одного источника.

каждыи из анодов другой пары дополни тельных вентилей подключен к соответствую- щему выводу одного источника.

фиг. 2

Фиг.З

siH- -„

52

s;Vи

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве управляемого вторичного источника электропитания при наличии двухфазной системы источников переменных ЭДС, сдвинутых по фазе на 90 эл. град., и требовании обеспечить высококачественный спектральный состав потребляемого от сети тока и подаваемого на нагрузку напряжения в широком диапазоне углов управления преобразовательными элементами. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей путем улучшения гармонического состава потребляемого тока и выходного напряжения в управляемом режиме работы. Положительный эффект обусловлен связями вентильных обмоток между собой через преобразовательные элементы 1-8, четыре из которых соединены между собой в четырех- вентильное кольцо и подключены к выводам обмоток а, 02, Ь, bz, а четыре других соединяют нулевые точки Oi, О2 одних обмоток с выводами других. 4 ил. в (Л со оо О5 00 Фиг. 1

Составитель Е. Мельникова

Редактор Г. ВолковаТехред И. ВересКорректор А. Обручар

Заказ 3812/53Тираж 659Подписное

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