Устройство для уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя Советский патент 1988 года по МПК H02M1/14 

-0Хж чУ

f

чУ

J

-fi-tдь/ од

СО 00

00

N

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямителях, работающих при широко изменяющейся нагрузке. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит дроссель с обмотками 1 и 2 и управляемые ключи (тиристоры) 3-5. Обмотка I началом подключена к положительному входному выводу, а концом - через управляемый ключ 3 - к положительному выходному выводу. Обмотка 2 концом подключена к положительному выходному выводу, а началом - через управляемый ключ 4 - к положительному входному выводу. Управляемый ключ 5 анодом соединен с анодом ключа 3, а катодом - с катодом ключа 4. Между положительным входным и общим выводами включен конденсатор 6. Введение управляемого ключа 5 обеспечивает переключение обмоток с параллельного на последовательное их соединение. Это позволяет изменять величину тока, проходящего через обмотки 1 и 2. При этом большая величина индуктивности обмоток дросселя создается по мере необходимости, т. е. при снижении тока. Это позволяет уменьшить индуктивность дросселя при больших нагрузках и улучшить использование материала обмоток при малых нагрузках. 1 ил. ш (Л

-0-0Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямителях, работающих при широко изменяющейся нагрузке.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей при щироко изменяющейся нагрузке.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит секции обмотки 1 и 2 дросселя, расположенные на одном магнитопроводе. Последовательно с концом первой обмотки (секции) включен тиристор 3, а последовательно с началом второй обмотки (секции) - тиристор 4. Между концом первой обмотки 1 и началом второй обмотки 2 включен тиристор 5. Тиристоры 3 и 5 соединены анодами, а тиристоры 4 и 5 - катодами. При открытом состоянии тиристоров 3 и 4 обмотки (секции) дросселя соединены параллельно, а при открытом состоянии тиристора 5 - последовательно. Конденсаторная батарея 6 включена параллельно выходу устройства.

Устройство работает следующим образом.

При нагрузках больщих половины номинальной подается управляющее напряжение на тиристоры 3 и 4. Наиболее просто это осуществляется соединением анода каждого ти-ристора с его управляющим элекродом через диод, в результате чего тиристоры становятся аналогами неуправляемых вентилей. Ток дросселя делится пополам между обмотками 1 и 2. Сечение провода каждой обмотки выбирается, исходя из половины номинального тока. Индуктивность дросселя определяется числом витков одной обмотки. Эту индуктивность выбирают так, чтобы при снижении нагрузки до половины номинальной наступал переход от непрерывного тока дросселя к прерывистому. При этом управляющее напряжение снимается с тиристоров 3 и 4 и подается на тиристор 5. Тиристоры 3 и 4 закрываются естественным путем, поскольку с обмоток дросселя к ним через тиристор 5 прилагаются отрицательные напряжения в момент изменения полярности напряжения на дросселе с положительной на отрицательную. При открытом тиристоре 5 ток дросселя течет последовательно через обмотки 1 и 2. Поскольку этот ток не более половины номинального, то плотность тока секций не выще, чем при номинальной нагрузке, когда обмотки (секции) были соединены параллельно. Поскольку при последовательном соединении обмоток действующее число витков возрастает в два раза, то индуктивность дросселя (которая пропорциональна квадрату числа витков) возрастет в четыре раза. По этой причине уменьшение нагрузки от половины номинальной вновь сопровождается непрерывным током дросселя. Эта непрерывность тока сохраняется до

минимального значения нагрузки, которое в четыре раза меньше половины номинальной нагрузки, т. е. равна 12,5% номинальной нагрузки.

Следовательно, относительно высокая

жесткость внешней характеристики сохраняется при использовании предлагаемого устройства в пределах от номинального значения нагрузки до 12,5% этого значе0 ния. При этом расчетная индуктивность дросселя, соответствующая номинальному току нагрузки, в четыре раза меньше, чем в обычном фильтре, т. е. масса и габариты дросселя меньше в четыре раза.

В отличие от обычного фильтра, в котором устанавливается дроссель большой индуктивности, рассчитанный на протекание номинального тока, в предлагаемом устройстве большая индуктивность дросселя создается только тогда, когда она необходима, т. е. при снижении тока. При этом появляется возможность наращивания числа витков за счет уменьщения сечения обмотки, следовательно, эффект достигается за счет избавления от излишней индуктивности дросселя при больших нагрузках и улучше5 ния использования материала обмотки при малых нагрузках.

При увеличении нагрузки до половины номинальной, когда плотность тока об- моток достигает предельно возможного значения и когда отпадает необходимость в

0 большей индуктивности дросселя, управляющее напряжение снимается с тиристора 5 и подается на тиристоры 3 и 4. Тиристор 5 закрывается в момент изменения полярности напряжения на дросселе с отрицательной на положительную и обмотки

5 дросселя соединяются параллельно через тиристоры 3 и 4. Индуктивность дросселя уменьшается, кроме того, уменьшается в два раза плотность тока обмотки и появляется возможность увеличения нагрузки до

0

0

номинальной без токовой перегрузки обмоточного провода дросселя.

В связи с относительно малыми массой и габаритами тиристоров, по сравнению с дросселем, выигрыш от уменьшения массы и габаритов дросселя оказывается несоиз- 5 меримо больше, чем проигрыш от введения дополнительного тиристора.

Формула изобретения

Устройство для уменьшения пульсаций 0 на выходе выпрямителя, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно выходного напряжения выпрямителя и нагрузки, два управляемых ключа, включенные последовательно с обмотками дросселя, и конденсатор, 5 включенный между выходным и общим выводами, причем свободные выводы первого ключа и первой обмотки дросселя подключены соответственно к выходному и входному

1387134

34

выводам, отличающееся тем, что, с цельюрым ключами соответственно, свободные выулучшения массогабаритных показателейводы второго ключа и второй обмотки

при широко изменяющейся нагрузке, допол-дросселя соединены соответственно с входнительно введен третий управляемый ключ,ным и выходным выводами, причем обмотвключенный между общими точками соеди-5 ки дросселя подключены к входному и вынения обмоток дросселя с первым и вто-ходному выводам разноименными концами.