Индуктивно-емкостный преобразователь напряжения Мотовилова Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 

Описание патента на изобретение SU1403282A1

д8

Похожие патенты SU1403282A1

название год авторы номер документа
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОТОВИЛОВА 1989
  • Мотовилов Дмитрий Николаевич
RU2016483C1
Трансформатор мотовилова 1979
  • Мотовилов Дмитрий Николаевич
SU767915A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ ГРУППЫ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЕЙ 1988
  • Панченко Виктор Никитович
  • Панченко Дмитрий Викторович
RU1764494C
Трансформаторно-тиристорный непосред-СТВЕННый пРЕОбРАзОВАТЕль чАСТОТы 1977
  • Мыцык Геннадий Сергеевич
  • Дудин Вячеслав Викторович
SU817919A1
Трансформатор мотовилова 1978
  • Мотовилов Дмитрий Николаевич
SU809451A1
Преобразователь переменного напряжения (его варианты) 1983
  • Голубев Виталий Владимирович
  • Липковский Константин Александрович
  • Новский Владимир Александрович
  • Тонкаль Владимир Ефимович
  • Шидловский Анатолий Корнеевич
SU1140211A1
Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя (его варианты) 1984
  • Загорский Виктор Теодорович
  • Валеев Рауф Джавитович
  • Коваливкер Геннадий Наумович
SU1264270A1
Индукционная установка для нагреваМЕТАллОВ 1979
  • Шипицын Виктор Васильевич
  • Лузгин Владислав Игоревич
  • Новиков Алексей Алексеевич
  • Рухман Андрей Александрович
  • Ухов Валент Сергеевич
  • Дрягин Вениамин Викторович
  • Головщиков Владимир Васильевич
  • Волков Дмитрий Иванович
  • Житов Сергей Валерьевич
SU851791A1
Преобразователь переменного токаВ пОСТОяННый 1978
  • Руденский Владимир Владимирович
  • Соколов Сергей Дмитриевич
  • Добровольскис Теодорос Пранцишкович
SU817926A1
Преобразователь переменного напряжения в постоянное 1985
  • Тонкаль Владимир Ефимович
  • Иванов Геннадий Васильевич
  • Гречко Эдуард Никитович
SU1325640A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 403 282 A1

Реферат патента 1988 года Индуктивно-емкостный преобразователь напряжения Мотовилова

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в повышающих трансформаторных преобразователях напряжения. Цель изобретения - повыще- ние КПД, надежности и улучшение массо- габаритных показателей. Использование наряду с обмотками 34-37 трансформатора в качестве преобразовательных элементов конденсаторов 8-11 приводит к снижению использования развязывающих вентилей между указанными обмотками при том же коэффициенте передачи. Каскадное построение управляемых вентилей 30-32, потенциально связанных с точками равномерного распределения потенциала в трансформаторе, позволяет осуществить высоковольтное преобразование высокой частоты без использования узлов принудительной коммутации тиристоров. Введением регулирующих вентилей 28, 29 и различного подключения источника питания 5 и нагрузки 4 обеспечиваются ступенчатое регулирование выходного напряжения и работа преобразователя с пониженным коэффициентом передачи. Пропорциональное деление напряжения поровну между обмотками 34-37 и конденсаторами 8-II обеспечивает равномерную загрузку тиристоров 30-32 и высокий коэффициент их использования. 5 з. п. ф-лы, 18 ил. S ел

Формула изобретения SU 1 403 282 A1

. i

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в повышающих трансформаторных преобразователях напряжения.

Цель изобретения - повьшление КПД надежности и улучшение массогабаритных по- казателей.

На фиг. 1 приведена электрическая схема преобразователя для случая преобразования постоянного напряжения с коэффициентом передачи «девять, ступенчатым регулированием напряжения, с регулируемым каскадным исполнением управляемого ключа и регулируемым подключением преобразовательных трансформаторов и конденсаторов, с автотрансформаторным повышающим подключением преобразователя к источнику и нагрузке; на фиг. 2-6, 8 и 16-18 - варианты выполнения отдельных узлов преобразователя; на фиг. 7 и 9-15 - диаграммы напряжений на отдельных .элементах устройства, где Т - период, д t,, Atj, - проме- жутки времени работы соответствующего элемента.

На фиг. 1 -18 приняты следующие обозначения: 1, 2, 3 - первый, второй и третий входы (входные выводы) преобразователя; 4 и 5 - активная нагрузка и источник постоянного напряжения; 6 и 7 - вторые полюса (выводы) для подключения нагрузки и источника напряжения; 8 и 11 - преобразовательные конденсаторы; 12-14 - токоог- раничивающие резисторы; 15-18 - первые вентили (диоды, а в общем случае - симис- торы); 19-24 - вторые вентили, в том числе с несколькими п-р-переходами для обеспечения заданного прямого напряжения на вентиле, достаточного для протекания за- данного тока через резисторы 12-14 (в общем случае это не только диоды, но симис- торы, встречно-параллельно включенные пары тиристоров); 25-27 - управляемые вентили, в том числе 26, 27 - симметричные, четвертые вентили преобразовательных секций, предназначенные для регулирования напряжения путем отключения конденсаторов; 28-29 - регулирующие вентили каскадного ключа, предназначенные для управления тиристорами каскадного ключа и регулирования с их помощью напряжения путем отключения обмоток; 30-32 - управляемые вентили (тиристоры) каскадного клк ча, работающие синфазно с управляемым ключом и предназначенные для уменьшения напряжения на ключе 33 и для регулирования напряжения схемы путем отключения отдельных обмоток 34-36. Они могут иметь также и симметричное исполнение по фиг. 3 в случае преобразования переменного напряжения; 33 - полностью управляемый ключ (транзистор, полностью управляемый тиристор или симистор и т. п., тиристор с узлом гащения); 34-37 - силовые обмотки

5

0 0

5 0 5 0 5

45

50

трансформатора Мотовилова; 38 и 39 - две си.мметричные группы, в каждой из которых по четыре преобразовательные секции с обмоткой, конденсатором и вентилями; 40, 41 - регулирующий вентиль и токоог- раничивающий резистор в случае симметричного исполнения вентилей каскадного ключа 30-33 по схеме фиг. 3, предназначенные для регулирования пере.менного напряжения путем отключения соответствующих обмоток и конденсаторов, с помощью вентилей каскадного ключа; 42-43 - обмотка и генератор тока намагничивания, которые не обязательны, но улучшают технико-экономические параметры трансформатора Мотовилова.

Обмотки 34-37 одинаковы при идеаль- ньТх вентилях в схеме и отличаются соответствующим расчетным количеством витков при учете падения напряжения на реальных вентилях в схеме.

При использовании источника 5 с противоположной ориентацией напряжения направление включения всех вентилей соответственно противоположное. На фиг. 2 показано включение для этого случая вентилей 31, 23, 29. Вентили 28, 29 могут быть как симметричные, так и несимметричные. При использовании источника 5 переменного напряжения в качестве вентилей 15-24 используются встречно-параллельно соединенные тиристоры или симисторы (фиг. 3), включенные посредством управляющего сигнала в соответствующее полярности напряжения источника 5 направление. В качестве управляемых вентилей 30-32 также используются встречно-параллельные тиристоры (фиг. 3) или симисторы с аналогичным подключением управляющих входов. Управляющие входы вентилей 25-29 и ключей 33 подключены (не показаны) к выходам блока управления для подачи на них управляющих импульсов согласно тому или иному режиму работы и регулирования напряжения преобразователя.

При инвертирующем трансформаторно.м подключении преобразователя к источнику и нагрузке коэффициент передачи схемы равен «восемь (фиг. 4).

При понижающем подключении преобразователя обеспечивается режим понижения напряжения с коэффициентом передачи, равным «8/9 (фиг. 5).

На фиг. 6 показано более простое исполнение части схемы фиг. 1 для случая, когда не требуется регулирование напряжения.

На фиг. 7 даны временные диаграммы включенных состояний ключей и вентилей в обеих частях схемы 38 и 39.

Вариант исполнения преобразователя с ггараллельным соединением первых вентилей для случая, когда не требуется регулирования напряжения преобразователя отключением элементов схемы показан на фиг. 8.

Диаграмма (фиг. 9) проводящих состояний ключей и вентилей на двух нолуперио- дах работы схемы фиг. 1 в обеих частях этой схемы 38 и 39 дана для случая, когда в работу введены все обмотки и конденсаторы, причем вентиль 19 постоянно заперт, а вентили 26-29 постоянно отперты посредством соответствующих импульсных сигналов из блока управления на управляющие и силовые электроды вентилей (в случае оп- тронных тиристоров - только на управляющие электроды). Эти же диаграммы справедливы для вентилей схем фиг. 6 и 8.

Идеализированные эпюры напряжений на элементах одной симметричной части схемы 34 для условий работы полного ввода в работу обмоток и конденсаторов следующие:

фиг. 10 - напряжения на вентилях;

фиг. 11 - напряжения на анодах вентилей 30-33 относительно входа 3 (напряжения в узловых точках каскадного ключа 30- 33);

фиг. 12 - напряжения на конденсаторах и диодах 20, 21. При замкнутом ключе 33 конденсаторы заряжаются до напряжения U источника 5, а при разомкнутом ключе 33 - разряжаются на величину д U на нагрузку 4;

фиг. 13 - напряжения на обмотках трансформатора. Положительные значения соответствуют положительному напряжению на отмеченных на схеме выводах обмоток;

фиг. 14 - напряжение на нагрузке 4;

фиг. 15 - напряжение на замедляющем конденсаторе 44 (см. фиг. 16) и паразитных емкостях схемы, служащих для повыщения надежности работы вентилей каскадного ключа при их выключении. При этом величина емкости конденсатора Ск в сумме с паразитными емкостями С„ выбирается по расчету такой, чтобы время заряда от нуля до 2U, от 2U до 4U были больше времени выключения соответствующих вентилей 33, 32;

л. Чз; (C. + CJ. W--:i;

где i - ток заряда конденсатора, равный сумме токов обмоток, которые до момента выключения вентилей протекали через ключ 33. Таким образом, до момента достижения напряжений на анодах 33 и 32 максимальных значений 2U и 4U эти вентили уже успевают поочередно включиться, что обеспечивает поочередное параллельное подключение к ним по одной последовательно соединенной паре обмотка-конденсатор, напряжение на которых уже не превыщает после переключения вентилей указанных значений. Если бы., например, вентиль 32 не успел выключиться, то напряжение на нем превысило бы 2U, поскольку вентиль 31 соответственно не выключился (по условиям работы каскадного ключа) и к вентилю 32 оказалось бы

приложенным напряжение элементов И, 36. 10, 35 ... Поэтому наличие дополнительного замедляющего конденсатора предупреждает перенапряжения на вентилях каскадного ключа в случае их недостаточно высокого быстродействия или малой паоазитной емкости схемы и, таким образом, повышает надежность их работы при выключении. Аналогичные замедляющие конденсаторь могут

0

быть подключены между анодом любого из

5

вентилей 30-33 и входом 3.

На фиг. 17 и 18 даны примеры выполнения блока управления тиристором 25.

Указанное выполнение блока управления не является обязательным.

5 Фиг. 17 дана для случая гальванического исполнения цепи управления тиристора 25. При этом блок управления содержит блок импульсных сигналов 44, выполненный на микросхемах, дифференциальный усили0 тель мощности 45 с развязывающим трансформатором 46, первичные нолуобмотки которого вк тючены в качестве коллекторных нагрузок, а вторичная 47 подключена к катоду и управляющему электроду тиристора 25.

В случае оптронного исполнения Цепи управления (фиг. 14) блок управления содержит в качестве усилителя мощности транзисторный ключ 48, коллекторная нагрузка которого подключена к управляющим элек0 тродам тиристора 25.

Предлагаемый преобразователь (фиг. 1) содержит первый, второй и третий входы 1, 2, 3, подключенные к источнику и нагрузке 5 и 4, и две симметричные части схемы 38 и 39 с грунпами обмоток 34-37, ориентиро5 ванными одноименно внутри каждой группы и разноименно - между группами. Входы обмоток - начала обмоток одной группы и концы другой, кроме последней обмотки 37, подключены через первые вентили 16-18,

.-. а обмотка 37 - непосредственно к второму входу 2 преобразователя, причем вентили ориентированы одинаково. Выходы обмоток 34-37, кроме первой обмотки 34, подключены к первым выводам управляемых ключей 33 (здесь раздельными первыми вывода мп

5 управляемых ключей являются аноды кас- кадно включенных тиристоров 30-32 и клю ча 33) через вторые вентили 22-24, направленные к обмоткам тем же выводом, что и первые вентили 16-18 предыдущих обмоток 34-36, а выход первой обмотки 34 под - ключен через третий вентиль 19 к первому входу 1 схемы преобразователя. При этом подключение вентилей 16-18 к входу 2 может быть как последовательным (фиг. I). так и паралле, 1ьным (фиг. 8).

входами и выходами некотсфых смежных обмоток 34-36 (фиг. 1, 6, 8) подключены преобразовательные конденсаторы 8-10, а между входами остальных смежны.х

обмоток 36-37 (фиг. 8) - вентили, ориентированные своими выводами к одноименным выводам первого 18 и второго 24 вентилей соответствующих смежных обмоток 36, 37. В данном случае таким вентилем является вентиль 11 (фиг. 8). Введением кон- лТ,енсаторов повышается КПД за счет использования индуктивно-емкостного принципа преобразования напряжения, при котором для увеличения выходного напряжения данного трансформатора наряду с ЭДС обмоток используется напряжение на конденсаторах 8-10. Предлагаемое устройство, кроме того, отличается тем, что в устройстве (фиг. 6, 8) преобразовательный конденсатор 8 подключен между выходом первой обмотки 34 и ее третьим вентилем 19, а между входом обмотки и средней точкой конденсатора 8 и вентиля 19 согласно с ним включен первый вентиль 15. Здесь упрощение схемы достигнуто для случая нерегулируемого режима работы. Параллельно третьему вентилю 19 (фиг. 1) первой обмотки 34 включены последовательно соединенные четвертый вентиль 25 и преобразовательный конденсатор 8, а первый вентиль 15 включен между средней точкой соединения четвертого вентиля 25 и конденсатора 8 с одной стороны, и входом первой обмотки 34 - с другой стороны, причем первый 15 и четвертый 25 вентили ориентированы одинаково с другими первыми вентиля.ми 16-18 в цепи между ис- точпиком 5 и нагрузкой 4. Здесь описано частное исполнение первой преобразовательной секции из элементов 15, 34, 19, 25, 8 в случае ее регулируемого исполнения, при этом вентиль 25 предназначен для регулирования напряжения преобразователя путем отключения конденсатора 8, а вентиль 19 - для замыкания выхода обмотки 34 на нагрузку нри отключенном конденсаторе 8, вентиль 15 на фиг. 1, 6, 8 -- для заряда конденсатора 8 от источника 5. Часть преобразовательных секций схемы фиг. 1, связанных с обмотками 35, 36, кроме первой 34, содержит третьи вентили 20, 21, включенные параллельно конденсаторам 9, 10, последовательно с которыми включены четвертые вентили 26, 27. Здесь дано частное, регулируемое исполнение преобразовательных секций, кроме первой, с теми же пазначения.ми элементов 9, 10, 26, 27, что и элементы 19, 25 первой преобразоВательпой секции. На фиг. 1, 2 и 3 между выходом первой обмотки 34 и смежными выходами вторых вентилей 22-24 других обмоток включены управляемые вентили 30-32 каскадной схемы на управляемых вентилях 30-32, 33, подключенные управляющими электродами через токоограничивающие резисторы 12-14, 41 к входам вторых вентилей 22-24 и выходам обмоток 35-37. Здесь дан случай каскадного исполнения и подключения управляющего ключа на вентилях 30-33. при это.м рсзис0

0

5

торы 12-14, 41 служат для задания амплитуды отпирающего импульса на управляющий электрод соответствующего вентиля 30-32, а сама каскадная схема с последовательным подключением вентилей 30- 32 между обмотками 34-37 служит для уменьщения напряжения на полностью управляемом ключе 33 и распределения основной части этого напряжения поровну между вентилями (полууправляемыми тиристорами) 30-32.

На фиг. 1, 6 первые вентили 16-18 соединены последовательно, а последовательно с токоограничивающими резисторами 12- 13, 41 вентилей 30-32 каскадной схемы включены регулирующие вентили 28-29, 40 каскадного ключа. При встречно-параллельном исполнении вентилей 31 (фиг. 3) каскадного ключа цепи управления тиристоров с токозадающими резисторами 13, 41 и регулирующими вентилями 29, 40 выполняются ана,1огично вентилю 31 в виде встречно-параллельно включенных тиристоров (фиг. 3). Регулирование по напряжению посредством отключения обмоток 34-36 осуществляется с помощью ключевых элементов- вентилей 28-29, 40. При этом сами преобразовательные ячейки (секции) могут быть выполнены как регулируемыми посредством четвертых вентилей (фиг. 1), так и нерегулируемыми (фиг. 6). При этом вентили 28-29, 40 служат для управления состоянием вентилей 30-32 каскадного ключа, а последовательное соединение вентилей 16- 19 - для образования цепи протекания тока из источника 5 в нагрузку 4 при чении части преобразовательпых секций в , процессе регулирования и разрыве таким образом последовательной цепь; обмоток и конденсаторов.

Согласно фиг. 4 нагрузка 4 подключена между первым 1 и вторым 2 входами схемы, а источник 5 - между входами 2 и 3. Здесь описано трансформаторное, гальванически независимое подключение источника и нагрузки.

Согласно фиг. 5 источник включен между входами 1 и 3, а нагрузка 4 - между входами 2 и 3 схемы. Здесь описан случай понижающего включения источника 5 и нагрузки 4. Нагрузка 4 может быть подключена .между первым и третьим (1 и 3), а источник 5 - между входами 2 и 3 схемы преобразователя. Здесь описан случай автотрансформаторного подключения нагрузки и источника преобразователя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Нерегулируемый режим работы преобразователя.

Вентили 25-29 постоянно открыты соответствующими сигналами из блока управления на управляющие электроды этих вентилей. Вентили 19-21 постояп1Ю заперты об0

0

5

0

5

ратным напряжением, поступающим или с конденсатопов 8-11, или напряжением источника 5, подаваемым через вентили 16- 18 на вентили 20, 21 и напряжением с нагрузки 4 (из второй, симметричной части схемы 38) на вентиль 19. Ключи 33 в обеих частях схемы 38 и 39 замыкаются аарафаз- но (см. фиг. 7). При замкнутом ключе 33 все обмотки и конденсаторы группы 39 (38) подключены параллельно между входами 2 и 3 через вентили 15-18, 22-24, 30-32 и ключ 33. Напряжение U на конденсаторах при этом считаем практически постоянным, что допустимо в расчетах при достаточно большой емкости конденсаторов. Ток заряда параллельно соединенных конденсаторов 8-11 при этом па интервале замкнутого состояния ключа 33 ограничивается паразитными индуктивными и активными сопротивлениями схемы и источника 5. В параллельно соединенные конденсаторы 8-11 и обмотки 34-37 поступает энергия из источника 5, к которому они подключены. Эта энергия частично накапливается в конденсаторах схемы, а частично передается электромагнитным путем между обмотками 34-37 предлагаемого трансформатора во вторую симметричную часть схемы 38 (39), рабо- таюпдую на данном интервале времени при разомкнутом ключе 33.

Во второй группе 38 (39) преобразовательных секций, работающих при разомкнутом ключе 33 в этот период времени, все обмотки и конденсаторы соединены последовательно между входами 1 и 2 через вентиль 25, и через них в нагрузку 4 из источника 5 протекает ток, равный току в обмотке первой группы 39 (38) и отношению суммарного напряжения обмоток и конденсаторов и источника 5 Ц 9U к сопротивлению нагрузки 4 R. Аналогично работает и схема по фиг. 6, которая эквивалентна схеме фиг. 1 в нерегулируемом режиме. В обеих схемах переменный ток намагничивания данного трансформатора протекает по обмотке 42 и создается в ней генератором тока 43 в соответствии с работой ключей 33 и амплитудой напряжения источника 5, так и в известном устройстве, обеспечивая этим режим постоянного тока силовых обмоток 34-37, который обладает известными преимуществами, позволяет экономить количество витков силовых обмоток при том же коэффициенте трансформации.

Каскадная схема (фиг. 1, 2, 3) работает в нерегулируемом режиме следующим образом.

При замыкании 33 ток из обмотки 37 протекает через диод 24 и токозадающее сопротивление 14, рассчитанные соответственно, и открывает тиристор 32. Через последний протекает ток из обмотки 36, аналогично открываются и тиристоры 31, 30.

При размыкании ключа 33 токи через во: тили 32, 24 прекращаются и тиристор 32 пирается, затем аналогично запирают1 ui- ристоры 31, 30. Быстрому запиранию li .jMic- торов 30-32 способствует импульс обратного напряжения, поступающий в виде напряжения обмотки 36 и конденсатора 11 (35 и 10, 34 и 9) при еще открытом тиристоре 32 (30, 31) на запертый диод 24 и резистор 14 в момент запирания ключа 33. Этот импульс вызывает обратный ток из управляющего электрода тиристора, и таким образом осуществляется быстродействующее, комбинированное выключение тиристора 32. Схемы выключения каскадных клю5 чей по фиг. 2 и 3, предназначенные для работы при отрицательном и переменном напряжениях соответственно, работают аналогично. При этом в схеме на фиг. 3 вентиль 29 постоянно включен (ключ замкнут) при

Q отрицательном значении, а вентиль 40 - при положительном значении напряжения источника 5 (плюсом к выводу 2, минусом к выводу 7), а в остальные периоды времени эти ключи постоянно разомкнуты, и таким образом выводят из работы соответствующий

верхний или нижний тиристор вентиля 31 (фиг. 3), в котором на данном периоде времени нет необходимости. Поскольку в момент выключения ключа 33 напряжения на обмотках не могут измениться мгновенно на

0 црямо противоположные из-за наличия во всякой реальной схеме паразитных емкостей, то напряжение на ключе 33 в момент запирания тиристора 32 практически не превышает величины напряжения источника 5 на конденсаторе 11, даже если считать, что напряжение на обмотках 37, 36 успеет уменьшиться в два раза по сравнению с начальным напряжением U. После запирания всех тиристоров на каждый из них с обмоток и конденсаторов, соединенных последовательно, подается напряжение одного конденсатора и одной обмотки, т. е. удвоенное напряжение источника 5. Такое же напряжение подается на ключ 33 с обмотки 37 и источника 5.

5

0

Режим регулирования коэффициента передачи преобразователя и напряжения на выходе.

Регулирование отключение.м конденсаторов. При снятии управляющего сигнала с вентиля 25 он автоматически запирается в

момент переключения ключа 33, когда ток в конденсаторе 8 меняет направление на противоположное. После этого цепь конденсатора 8 после полной зарядки от источника 5 оказывается разорванной вентилями 25, 15 (фиг. 1), а выход обмотки 34 при размыкаНИИ ключа 33 подключается к нагрузке 4 через диод 19. Соответственно напряжение ;i;i нагрузке меньше на U, а коэффициент перс- дачи равен восьми. Аналогично путем онития управляющего сигнала с вентилей 26, 27 достигается выключение из работы соответствующих конденсаторов 9-11 и умень- щение (регулирование) выходного напряжения на 2U, Зи.

Регулирование посредством цепей управления вентилей каскадного ключа 30- 33 позволяет отключать, выводить из работы одновременно конденсатор и обмотку той или иной преобразовательной секции или .. включения симметричных приборов одновре- : ТОЛЬКО обмотку в том случае, если конденса-менно с изменением полярности переменного

: тор уже выведен посредством вентиля 25напряжения источника 5 на входах 2 схемы

: (26-27). Для отключения обмотки 34 при ; выведенном конденсаторе 8 снимается сигнал управления с вентиля 28, и он запира- : ется. Тогда при замыкании ключа 33 тирис- 15 : тор 30 остается запертым, а обмотка 34 раз- ; ряжается на нагрузку 4 по цепи вентиль 19 - ; обмотка 34 - вентили 16-18 - вывод 2 - I источник 5 - вывод 7. После нескольких

; периодов работы ключей 33 обе обмотки 34 20 ие регулирующими вентилями и повышает в группах 38, 39 обесточиваются и схема ра-надежность и КПД.

Возможно использование форсирующих дросселей, включенных послед овательно с вентилями 22-24 (на фиг. 1 не показано). Эти дроссели предназначены для формирования коротких импульсов включающего напряжения и тока Б параллельных с ними цепях управления из элементов 28, 12, 29, 13, 14 силовых тиристоров каскадной цепи 30- 33 (фиг. 1) и позволяют применять силовые

счет изменения мест подключения источника 5 и нагрузки 4.

Использование в качестве вентилей 15- 18, 22-25, 28-29, 30-32 и 33 симметрич- 5 ных приборов (симисторов, встречно-параллельно включенных транзисторов или тиристоров) обеспечивает работоспособность уст- тройства при трансформации переменного напряжения путем изменения направления

(фиг. 1); она может быть перестроена на работу с противоположными по знаку напряжениями и токами в схеме.

Выполнение вентилей 26-29 в виде встречно-параллельно включенных диода и тиристора (причем диод ориентирован катодом к ближайшему преобразовательному конденсатору 9 или 10) упрощает управлеботает далее с коэффициентом передачи «семь, определяемым оставшимися в работе конденсаторами 9-11 и обмотками 35- 37. При отключении аналогичным образом обмотки 35 при отключенном конденсаторе 9 запираются тиристоры 29 и 31, обмотка 35 разряжается на нагрузку 4 по цепи источник 5 - вентили 18, 17 - обмотка 35 -

25

вентили 20, 15, 25 - нагрузка 4. При этом

вентиль 25 вводится в постоянную работу од- зо вентили 22-24 с минимальным прямым нановременно с выводом из работы тиристо-пряжением (максимально экономичные).

ра 30 путем подачи управляющего сигналаПараметры дросселей определяются расчетным или (и) экспериментальным путем по критерию включения силовых вентилей 30- 32 при минимально коротком импульсе на- 35 пряжения на дросселе в момент замыкания ключа 33 и отпирания вентилей (диодов)

на управляющий электрод вентиля 25 из блока управления, после чего напряжение на конденсаторе 8 устанавливается близким к нулю вследствие вольт-секундных интервалов на обмотке 34 и падения ее переменного равенства напряжения на токоограни- чительном дросселе (на фиг. 8 этот дроссель не показан).

Этот дроссель предназначен для увеличения реактивного сопротивления цепи обмотки 34 в дополнение к сопротивлению индуктивности рассеяния, чтобы исключить циркуляцию ВЧ переменного тока в контуре обмотка 34 - конденсатор 8 - вентиль 15 в режиме регулирования напряжения.

Аналогичным образом выводится из работы обмотка 36 посредством тиристора 32, если цепь управления последнего выполнить аналогично тиристорами 30, 32. Ввод обмо22-24).

Формула изобретения

40

45

1. Индуктивно-емкостный преобразователь напряжения, содержащий первый, второй и третий входы для подключения соответственно источника первичного напряжения и нагрузки и две симметричные группы преобразовательных секций, каждая из которых включает обмотку преобразовательного трансформатора, ориентированную одинаково с обмотками секций данной группы и в обратном направлении с обмотками секций другой группы, а также развязываюток и конденсаторов в работу и повыщение о вентиль, подключенный входом к вы- напряжения на нагрузке осуществляется входу обмотки, и входной и выходной венобратном порядке.тили, принадлежащие данной обмотке, приРабота схем подключения источника и нагрузки по фиг. 4 и 5 протекает аналогично, так как соотношение напряжений на входах 1-3 преобразователя и направление токов 55 в схеме не изменяются. Изменение коэффичем секции в каждой группе выходом развязывающего вентиля соединены последовательно с входом обмотки, а в последней секции - с первым входом, выходным и входным вентилями - с аналогичными вентилями следующей секции, входом обмотка первой секции подключена к второму входу, а

циента передачи до восьми в схеме фиг. 4 и до «8/9 в схеме на фиг. 5 достигается за

включения симметричных приборов одновре- менно с изменением полярности переменного

счет изменения мест подключения источника 5 и нагрузки 4.

Использование в качестве вентилей 15- 18, 22-25, 28-29, 30-32 и 33 симметрич- ных приборов (симисторов, встречно-параллельно включенных транзисторов или тиристоров) обеспечивает работоспособность уст- тройства при трансформации переменного напряжения путем изменения направления

напряжения источника 5 на входах 2 схемы

(фиг. 1); она может быть перестроена на работу с противоположными по знаку напряжениями и токами в схеме.

Выполнение вентилей 26-29 в виде встречно-параллельно включенных диода и тиристора (причем диод ориентирован катодом к ближайшему преобразовательному конденсатору 9 или 10) упрощает управле22-24).

Формула изобретения

1. Индуктивно-емкостный преобразователь напряжения, содержащий первый, второй и третий входы для подключения соответственно источника первичного напряжения и нагрузки и две симметричные группы преобразовательных секций, каждая из которых включает обмотку преобразовательного трансформатора, ориентированную одинаково с обмотками секций данной группы и в обратном направлении с обмотками секций другой группы, а также развязываю вентиль, подключенный входом к вы- ходу обмотки, и входной и выходной венчем секции в каждой группе выходом развязывающего вентиля соединены последовательно с входом обмотки, а в последней секции - с первым входом, выходным и входным вентилями - с аналогичными вентилями следующей секции, входом обмотка первой секции подключена к второму входу, а

ее другой вывод через выходной вентиль и управляющий ключ - к третьему входу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД (надежности и улучшения массогаба- ритных показателей, в части N секций параллельно развязываюш,ему вентилю включена цепочка из последовательно соединен- Hbix дополнительного перезаряжающего вентиля в М секциях, где , и преобразовательного конденсатора в N секциях и каждая секция дополнительно снабжена регулирующим вентилем, цепь управления которого включена между выходом обмотки и управляющим входом вентиля и состоит из то- коограничительного резистора, форсирующего дросселя и управляющего вентиля, причем каждый из регулирующих вентилей, кроме последнего, включен между выходными вентилями смежных секций, а последний регулирующий вентиль включен между выходным вентилем предыдущей секции и выходом обмотки последней секции.

/J

. 2

ФигЛ

19 И Ф/

ЙФиг. 6

0

5

0

2.Преобразователь по п. I, отличающийся тем, что последовательно в цепь обмотки последней секции включен токоограничиваю- щий дроссель.3.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в качестве венти.чгй использованы симметричные управляемые вентили.4.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что зарядная ветвь перезаряжающего вентиля выполнена в виде диода, а разрядная - в виде тиристора.5.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что форсирующий дроссель каждой секции цепи управ,1ения регулирующим вентилем включен последовательно в цепь выходного вентиля данной секции.6.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно в каждую секцию введен замедляющий конденсатор, включенный между анодом регулирующего вентиля и одним из входов преобразователя.

29

фиг 5

ае.5

Фиг. 7

г/, /J

fpue. /4

// 2u

3tl 12

y/f W-

3/

i/ I J/ ,

9&a5 X

4

cfJueJS

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1988 года SU1403282A1

Трансформатор мотовилова 1979
  • Мотовилов Дмитрий Николаевич
SU767915A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Трансформатор мотовилова 1978
  • Мотовилов Дмитрий Николаевич
SU809451A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Мотовилов д
Н
Теория и практика общих закономерностей подобия
Информ- электро, № 20-ЭГ-Д83, с
Способ сопряжения брусьев в срубах 1921
  • Муравьев Г.В.
SU33A1
Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1

SU 1 403 282 A1

Авторы

Мотовилов Дмитрий Николаевич

Даты

1988-06-15Публикация

1986-08-11Подача