Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1991 года по МПК H02M5/257 

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Целью изобретения является снижение установленной мощности и массогабаритных показателей.

На фиг. 1-3 приведены принципиальная схема предлагаемого устройства и ее варианты; на фиг, 4 - диаграммы напряжений, характеризующие его работу.

Устройство содержит вольтодобавоч- ный трансформатор 1 с вторичной обмоткой 2. первичными обмотками 3 и 4, двунаправленные управляемые ключи 5 и 6, источники вспомогательного напряжения 7 и 8, блок 9 управления, согласующий трансформатор 10.

Принципиальная структурная схема устройства содержит вольтодобавочный трансформатор 1, вторичная обмотка которого подключена между входным и выходным выводами, а одинаковые первичные обмотки 3 и 4 соединены согласно-последовательно через двунаправленные управляемые ключи 5, 6 в четырехплечевой мост, в диагонали которого включены источники вспомогательного напряжения 7, 8.

При указанной структуре соединения первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора, управляемых ключевых элементов и источников вспомогательного напряжения, обеспечивается двухтактный режим работы первичных обмоток 3 и 4 за счет их одновременного подключения об

о VJ

СА) СА GJ

щим двунаправленным управляемым ключом 5 (6) к источникам вспомогательных напряжений 7, 8 (8, 7) с соответствующим изменением направления протекания тока и знака вольтодобавки напряжения на вторичной обмотке 2.

За счет параллельной работы первичных обмоток 3 и 4 их сечение можно снизить примерно в 2 раза и тем самым снизить установленную мощность и массогабарит- ные показатели вольтодобавочного трансформатора.

Возможны различные модификации предлагаемого регулятора в зависимости от вида источников вспомогательных напряжений: переменного напряжения, двухпуль- сного выпрямленного, постоянного, импульсного с ШИР.

В простейшем случае использования в качестве вспомогательных источников - источников переменного напряжения (фиг. 2), гальванически между собой не связанного за счет, например, использования обмоток согласующего трансформатора 10 (фиг. 3), в качестве управляемых ключевых элементов используются встречно-параллельные пары тиристоров или симисторы, управляемые блоком управления.

Работу устройства поясняют временные диаграммы на фиг. 4, где изображены напряжения сети (Uc), напряжение на нагрузке (Ун), напряжение на соответствующих вспомогательных источниках напряжения U, Us. UE, напряжение на обмотках вольтодобавочного трансформатора Д U. Диаграммы приведены для различных режимов работы и способов регулирования.

При наличии положительной полуволны напряжения на выходе вспомогательных источников напряжения 7 и 8 подается управляющий импульс на двунаправленный управляемый ключ 5 в виде тиристора, прямого включения и через обе первичные обмотки 3, 4 вольтодобавочного трансформатора 1 протекают положительные полуволны тока, обеспечивающие формирование соответствующей вольтодобавки к сетевому напряжению с помощью вторичной обмотки 2 трансформатора 1. Соответственно при появлении на выходах вспомогатель- ных источников напряжения 7, 8 отрицательных полуволн напряжения запирается ранее открытый тиристор и подается отпирающий импульс на двунаправленный управляемый ключ 5 в виде тиристора обратного включения. Соответственно через обе первичные обмотки 3 и 4 трансформатора 1 протекают отрицательные полуволны тока, обеспечивающие на вторичной стороне вольтодобавку отрицательной полуволне

сетевого напряжения, (см. фиг, 4, диаграмма 11).

При необходимости снижения сетевого напряжения применяется схема фиг. 3. При

положительной полуволне напряжения на вспомогательных источниках напряжения 7 и 8 отпирается двунаправленный управляе- . мый ключ 6 на тиристоре прямого включения и через первичные обмотки З и 4

0 протекают полуволны тока в обратном направлении (показаны пунктиром на фиг. 3), обеспечивая формирование отрицательной вольтодобавки на выходе трансформатора, вычитающейся из положительной полувол5 ны сетевого напряжения. Соответственно при появлении отрицательных полуволн сетевого напряжения на вспомогательных источниках напряжения 7 и 8, отпирающий импульс подается на обратный тиристор

0 двунаправленного управляемого ключа 6, обеспечивающий протекание полуволн тока через первичные обмотки 3 и 4 в прямом направлении (сплошные стрелки на фиг. 4). На вторичной обмотке 2 трансформатора 1

5 формируется положительная вольтодобав- ка, вычитающаяся из отрицательной полуволны сетевого напряжения (см. диаграмму 12).

Фазовое регулирование углов включе0 ния двунаправленных управляемых ключей 5, б обеспечивает дополнительное плавное регулирование вольтодобавочного и вольто- вычитающего напряжений.

При использовании в качестве двунап5 равленных управляемых ключей элементов- транзисторов можно обеспечить не только широкую, но и широтно-импульсно модулируемую вольтодобавку с помощью дополни- тельного частотного регулирования

0 напряжения вспомогательных источников напряжения путем высокочастотной коммутации транзисторов (диаграмма 13). Формула изобретения 1. Регулируемый преобразователь пере5 менного напряжения в переменное, содержащий вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена последовательно между входным и выходным зажимами, а первичная обмотка выполнена

0 двухсекционной, соединена с двумя двунаправленными управляемыми ключами в четы- рехплечевой мост, в одну из диагоналей которого включен вспомогательный источник напряжения, отличающийся тем,

5 что, с целью снижения установленной мощности и массогабаритных показателей, секции первичной обмотки трансформатора выполнены гальванически развязанными и включены в смежные плечи моста согласно- последовательно через соответствующие

двунаправленные управляемые ключи, причем в другую диагональ включен аналогичный второй источник вспомогательного напряжения.

2. Преобразователь по п. 1,отличающий с я тем, что вспомогательные источники переменного напряжения выполнены в виде обмоток согласующего трансформатора.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - снижение установленной мощности и массогабаритных показателей. Устройство выполнено на основе вольтодобавочных трансформаторов, первичные обмотки которого соединены через два двунаправленных управляемых ключа в четырехплечевой мост с включением в одну из его диагоналей источника вспомогательного напряжения, при этом секции выполнены гальванически развязанными и включены согласно-последовательно в смежные плечи моста, во вторую диагональ которого включен второй аналогичный источник вспомогательного напряжения. Обеспечение двухтактного режима работы секций первичной обмотки трансформатора с одновременной их параллельной работой по току, обеспечивает возможность снижения расхода меди примерно в два раза с соответствующим снижением установленной мощности источников вспомогательного напряжения, за счет чего достигается поставленная цель. 4 ил.

ц.

HOrAzW

W д

ИГггос

VI , с-

(+ЈL 5 ч

/lift

14 Л-1

. 2 /

Фиг,1

eOU

н

Фиг. 2

. 1

Фиг.З

ФигЛ