Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/10 

00-

О

о ю о о

vj

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания в электросварке, а также в устройствах питания плазмотронов постоянного тока и ионноплазменных установках.

Цель изобретения - увеличение выходной мощности.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства; на фиг.2 - диаграммы токов и напряжений.

Через силовой трансформатор 1 и индуктивный элемент (балласт) 2 к питающей сети подключен вход трехфазного выпрямителя 3, выход которого соединен с выходными выводами для подключения через сглаживающий реактор 4 (при необходимости) нелинейной нагрузки 5, например плазмотрона. Выпрямитель включает диодный мост, одна ветвь которого состоит из диода 6 катодной группы, конденсатора 7 и диодов 8 дополнительной и 9 анодной групп. Вторая ветвь включает диод 10, конденсатор 11 и диоды 12 и 13 и третья ветвь - диод 14, конденсатор 15 и диоды 16 и 17. Кроме того, параллельно цепи из диодов 6 и 8 с конденсатором 7 включена цепь из диода 18, конденсатора 19 и диода 20. Причем конденсатор 19 и конденсатор 7 подключены к разноименным смежным фазам по отношению к указанной цепи из диодов 6 и 8. Аналогичным образом подключены к соответствующим ветвям диодного моста диод 21, конденсатор 22 и диод 23, а также диод 24, конденсатор 25 и диод 26.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим режим работы в режиме холостого хода. Если максимальное линейное напряжение существует между анодами диодов 8 и 12, первый из них отпирается и (вольтодобавочный) конденсатор 7 заряжается до амплитуды линейного напряжения. Диод 6 заперт в этом интервале. В интервале, когда максимальное линейное напряжение приложено между анодами диодов 12 и 16 и идет подзаряд вольтодобавочного конденсатора 11. заряженный до амплитуды линейного напряжения конденсатор 7 окажется подключенным в цепь: диод 17, обмотка трансформатора 1 (так как тока нет, индуктивные балласты не участвуют в процессе формирования выходного напряжения), конденсатор 7, диод 6, дроссель 4, нагрузка 5. В этом случае ЭДС трансформатора 1 и напряжение конденсатора 7 суммируются и на общей точке катодной группы формируется напряжение холостого хода (фиг.2).

В режиме короткого замыкания (КЗ) всегда попарно отперты диоды 6, 8, 10, 12 и 14, 16 и устройство выходит в режим обычного моста, выходное напряжение которого

нулевое за счет коммутационного перепада напряжения на индуктивных балластах 2. В этом случае вольтодобавочные конденсаторы 7, 11, 15 заряда не накапливают и к нагрузке это не передают.

0 Во всех рабочих режимах между точками Uxx, и , кз, где Id - выходной ток, а 1кэ -ток короткого замыкания, выходное напряжение повышается относительно нормального моста за счет заряда из сети и

5 разряда в нагрузку вольтодобавочных конденсаторов и уменьшается за счет коммута- ционного перепада на индуктивных балластах, причем перепад напряжения пропорционален току. Поэтому выходная

0 характеристика устройства описывается как прямая линия, соединяющая упомянутые точки. Упомянутая (идеализированная) характеристика -кривая 27 показана на фиг.2 для определенной емкости вольтодобавоч5 ных конденсаторов (условно 20 мкФ), на фоне вольтамлерной характеристики плазмотрона -кривая 28. Реальная экспериментальная характеристика имеет легковогнутый участок при токах Id - IK, что

0 по-видимому объясняется насыщением замкнутого сердечника индуктивного балласта. С целью более эффективного использования вольтодобавочных конденсаторов указанные конденсаторы выполняются рас5 щепленными 7, 19, 12, 22 и 15, 25(то есть по два с уменьшенными на половину емкостями) и присоединяются к дублирующим цепям, состоящих из диодов катодной группы 18, 21, 24 и дополнительной группы 20, 23 и

0 26. Выходная характеристика устройства с расщепленными вольтодобавочными конденсаторами показана на фиг.2, кривая 29. При заданной емкости конденсаторов, условно 2x10 мкФ, ток дуги увеличивается на

5 30%.

Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный диодный мост с анодной,, катодной и

0 первой дополнительной группами диодов, образующих параллельные ветви, включенные между выходными выводами для подключения нагрузки, причем в каждой ветви последовательно соединены по одному ди5 оду из указанных групп, общая точка соединения диодов анодной и дополнительной групп образует один из входов моста для подключения через индуктивный элемент и силовой трансформатор фазпитающей сети, а к общей точке соединения диодов катодной и этой же дополнительной групп подключен один из выводов одного из основных конденсаторов, другой вывод которого соединен с входом моста для подключения смежной фазы питающей сети относительно данной ветви, а также вторую дополнительную группу диодов и по числу этих диодов дополнительные конденсаторы, каждый из которых одним выводом соединен с катодом одного из диодов второй дополнительной группы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, введена третья дополнительная груп0

па диодов, каждый из которых соединен последовательно с одним из диодов второй дополнительной группы, образуя цепочку, включенную в том же направлении параллельно части одной из ветви указанного моста, включающей диоды первой дополнительной и катодной групп, а другой вывод каждого из дополнительных конденсаторов соединен с одним из входов диодного моста для подключения смежной фазы питающей сети относительно основного конденсатора соответствующей ветви диодного моста.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электросварочной технике, плазменных реакторах, в ионноплазменных установках и в системах дежурной дуги парокотельных установок на низкокалорийном топливе. Цель изобретения - увеличение выходной мощности. К диодам 8, 12, 16 одной группы мостового выпрямителя подключены дополнительные последовательные диоды 18, 20, 21, 23 и 24, 26, а средние точки упомянутых последовательных диодов присоединены посредством вольтодобавочных конденсаторов 19, 22, 25 к выходным выводам выпрямителя для подключения соответствующих двух соседних фаз падающей сети. Это позволяет лучше использовать установленную мощность электрооборудования. 2 ил.

Udo Ч

Idi Фиг. 2

28

i-кзг