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

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано в качестве эффективной системы электропитания, обеспечивающей высокое качество преобразования энергии.

Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии путем повьшения кратности частоты пульсации выходного напряжения,

На.фиг,1 Изображена принципиальная электрическая схема устройства, где в качестве источников переменных ЭДС показаны однофазные вентильные ч обмотки трансформаторов; на фиг.2 - векторная диаграмма формирования в фазовой плоскости t-знакопостоянных импульсов Вд (jti 1,12) выходного напряжения U циклически сдвинутых относительно друг друга на угол 2Q - 2У/712 7Г/6 30 эл,град,5 поясняющая принцип действия устройства. В скобках при S, на фиг.2 указаны номера преобразовательных элементов (ПЭ)5 проводящих ток нагрузки в дан- ном |U-KOHType токопрохождения в течение периода 20 огибающей выходного ршпряжения, а также приведены обозначения отводов и выводов обмоток, имеющих в данном цикле наиболь- шее значение потенциала относительно отрицательного выходного вывода устройства. Через ViV и Wy- обозначено суммарное число витков вентильных обмоток относительно базовых чисел ви гков с напряжением на них, равным соответственно амплитудному и среднему У значениям напряжения U в режиме холостого хода (ХХ),

Система (фигЛ) содержит два шес- тивентильных кольца на ПЭ 1-12 и два , источника переменных ЭДС, реализованных на вентильных обмотках с отводами и выводами a,aj и и средними точками О и О . Средние точки образуют выходные вьгооды с подключенной к нцм нагрузкой 13 и наряду с отводами соединены между собой посредством первого кольца на ПЭ с нечетными номерами (ПЭ 1,3,5,759,11). Выводы обмоток соединены через второе шестивентипьное кольцо,образованное ПЭ с четными номерами {ПЭ 2,4,6,8,10, 12), в рассечку трех объединенных анодов которого (ПЭ 2 и 4, 6 и 12, 8 и 10) включены обмотки индуктивного элемента. Средние точки этих обмоток соединены с вьгоодами a aj. и средней

Q

s 5 О g

0

5

0

5

точкой о одной из вентильных обмоток.

Устройство работает следующим образом.

Как видно из фиг.2, устройство формирует на нагрузке две системы фазосдвинутых импульсов, одна из которых содержит импульсы с нечетными номерами S ,S,S j,S,,S 3,8 ,-, а другая - с четными S2,S,S,, ,S,j . Импульсы S , S J, S , S .( формируются посредством ПЭ 1,5,7,11 путем вьтрям- ления ЭДС, снимаемых непосредственно с отводов ,, а импульсы S, и Sg - посредством ПЭ 3 и 9 путем выпрямления суммарных ЭДС, векторно oбpaзyюшJ xcя сложением ЭДС с отводов а и Ъ,, а, и Ъ .

Другая система из шести импульсов S с четными номерами ( jj- 2,4,6,8,- 10,12) формируется посредством другого вентильного кольца на ПЭ 2,4,6,8, 10,12 при попарно параллельной работе смежных по фазовому сдвигу ЭДС, снимаемых однако не с отводов, как ранее, а непосредственно с вьшодов вентильных обмоток.

При этом параллельная работа ЭДС обеспечивается энергией, накапливаемой в обмотках индуктивного элемен™ та, которые своими вьшодами связьшают эти источники ЭДС между собой в па-- раллель и для формируемого ими импульса создают фазовый сдвиг относительно образующих его смежньк ЭДС.

Так, импульс S (фиг.2) формируется в системе (фиг.1) при параллельной работе двух источников ЭДС, одна из которых действует непосредственно между выводом и средней точкой О (при этом ток нагрузки проводит ПЭ 2), а другая (суммарная) ЭДС, сдвинутая по фазе относительно предыдущей на определенный угол формируется путем геометрического (векторного ) сложения двух фазосдвинутых ЭДС, последовательно согласно снимаемых с выводов а и bi через ПЭ 4. Ток нагрузки в последнем случае протекает по контуру: отрицательньй вывод нагрузки Н - средняя точка О - вывод а - ПЭ 4 - вывод Ь - средняя точка О - положительный вьшод нагрузки.

Аналогично формируются остальные импульсы данной системы с четными fi.( l 4,6,8,10,12), а каждый последующий импульс сдвинут по Лазе

31356154

(во времени) относительно предьщуще- го импульса данной систеьа 1 на опре- деленный угол, как сдвинута по фазе и вся система фазосдвинутых импульсов с четными относительно предыду- для подключения источника энергии

щей системы S . с четными .

Амплитуды этих импульсов можно обеспечить одинаковыми, а фазовый сдвиг импульсов последовательно равным 30 эл. град., если витки всех трех обмоток индуктивного элемента выполнить равными между собой, а части источников ЭДС (числа витков вентильных обмоток ЭМА) от средней

постоянного тока, как это осуществ ляют в других известных устройства обладающих свойством обратимости.

10 Формула изобретени

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащи два источника фазосдвинутых ЭДС,

точки до каждого отвода и до вывода 15 формируемых посредством вторичных обмоток, каждая из которых имеет два отвода и среднюю точку, при этом выводы и отводы одной обмотки соединены с выводами и отводами другой

35

бой три пары вентилей, соединенных попарно одноименными электродами, одна из обмоток соединена с парами

точки, подключенные к соответствующим парам катодов (анодов) обоих, колец, образуют выходные выводы, о т л и энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения, дополнительно введен индуктивный элемент, каждая из трех обмоток

установить в том и дpvгoм источниках в соотношении 1:2V3.

При этом через нечетные ПЭ, т.е. ПЭ кольца без индуктивн огр элемента, протекают импульсы тока длительностью20 обмотки через соответствующее шести- 30 эл. град, за период преобразуемых вентильное кольцо, представляющее со- ЭДС с амплитудой, равной току нагрузки (при индуктивном ее характере). Через четные ПЭ, т.е. ПЭ кольца, содержащего обмотки индуктивного эле-25 объединенных катодов, другая - пара- мента, ток нагрузки за тот же период ми объединенных анодов, а средние ЭДС протекает двумя разделенными во времени импульсами длительностью по 30 эл.град. каждый и амплитудой, в

два раза меньшей тока нагрузки. ТакимЗО чающийся тем, что, с целью образом по среднему значению тока улучшения качества преобразования через ПЭ и, следовательно, по потерям активной мощности в них все ПЭ могут быть установлены однотипными, что положительно сказьшается на общей унификации системы.

В случае допустимого вьшолнения ПЭ зшравляемыми от вводимой системы управления (не показана) в вентильные кольца устройства могут быть установлены любые типы ПЭ, в том числе одно- или двухпозиционно управля- емые (иа включение и выключение) либо с проводимостью в одну, а затем в обратную сторону при необходимости 45 и ч а ю щ и и с я тем, что отводы обеспечить в нагрузке реверс тока вторичных обмоток равноудалены от (при реверсивной нагрузке). Кроме того, оба источника ЭДС могут быть вьтолнены в виде конструктивно единой

электромагнитной системы, в том чис- 50 обмоток от их выводов и отводов до ле магнитоуправляемой от той же систе- средних точек установлены в соотно- мы управления, реализуемой в микросхемном, в частности в микропроцессорном исполнении.

Возможна реализация устройства 55 полуобмотки каждой из обмоток индук- в качестве инверторной системь;, обес- тивного элемента включены между собой печивающей преобразование энергии встречно.

которого вьшолнена со средней точкой и включена в рассечку одного вентильного кольца, между парами объе- Д1шенных анодов, а средние точки 40 индуктивного, элемента подключены к выводам и средней точке соответствующей обмотки. ,

2. Преобразователь по п.1, о т их средних точек.

3. Преобразователь по п,2, о т - личаю.щийся тем, что части

шении 2 Уз:1.

4. Преобразователь по пп.I - 3, отличающийс.я тем, что

постоянного тока в энергию переменного тока, для чего достаточно выполнить средние точки О и О (см. схему на фиг.1) в качестве входных выходов

постоянного тока, как это осуществляют в других известных устройствах, обладающих свойством обратимости.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два источника фазосдвинутых ЭДС,

ных обмоток, каждая из которых имеет два отвода и среднюю точку, при этом выводы и отводы одной обмотки соединены с выводами и отводами другой

обмотки через соответствующее шести- вентильное кольцо, представляющее со- объединенных катодов, другая - пара- ми объединенных анодов, а средние

бой три пары вентилей, соединенных попарно одноименными электродами, одна из обмоток соединена с парами

обмотки через соответствующее шести вентильное кольцо, представляющее с объединенных катодов, другая - пара ми объединенных анодов, а средние

точки, подключенные к соответствующим парам катодов (анодов) обоих, колец, образуют выходные выводы, о т л и обмотки через соответствующее шести- вентильное кольцо, представляющее со- объединенных катодов, другая - пара- ми объединенных анодов, а средние

энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения, дополнительно введен индуктивный элемент, каждая из трех обмоток

чающийся тем, что, с целью улучшения качества преобразования

чающийся тем, что, с целью улучшения качества преобразования

и ч а ю щ и и с я тем, что отводы вторичных обмоток равноудалены от

которого вьшолнена со средней точкой и включена в рассечку одного вентильного кольца, между парами объе- Д1шенных анодов, а средние точки индуктивного, элемента подключены к выводам и средней точке соответствующей обмотки. ,

2. Преобразователь по п.1, о т и ч а ю щ и и с я тем, что отводы вторичных обмоток равноудалены от

обмоток от их выводов и отводов до средних точек установлены в соотно-

их средних точек.

3. Преобразователь по п,2, о т - личаю.щийся тем, что части

обмоток от их выводов и отводов до средних точек установлены в соотно-

полуобмотки каждой из обмоток индук тивного элемента включены между соб встречно.

шении 2 Уз:1.

4. Преобразователь по пп.I - 3, отличающийс.я тем, что

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективной системы электропитания, обеспечивающей высокое качество преобразования энергии. Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения. Эффект обусловлен введением в схему индуктивного элемента на трех обмотках со средней точкой. Каждая из обмоток включена между ано- дами вентилей 2,4,8,10 и 6,12. Средние точки обмоток подключены к выводам а, , a j и средней точке 0. Выходные выводы для подключения наг,- грузки 13 образованы средними точками О и о вторичных обмоток. В устройстве достигается двенадцатикратная частота пульсации выходного напряжения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л со сд 05 СД 4 (fx/&f

Составитель Е.Мельникова Редактор Н.Слободяник Техред л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

5807/51

Тираж 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