Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/32 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при выпрямлении переменного напряжения (тока).

Цель изобретения - повышение точности преобразования путем N-кратного уменьшения частоты переключения контактов реле по сравнению с частотой преобразуемого напряжения.

На фиг. 1 показана функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - эпюры напряжений на соответствующих элементах преобразователя.

В состав преобразователя входят формирователь 1 импульсов, распределитель 2 тетрад коммутаторов, первая-четвертая 3-6 группы коммутаторов, нагрузка 7 и шина 8 источника питания, причем каждая из групп коммутаторов состоит из N-ro количества коммутаторов 9, а каждый из коммутаторов 9 состоит из контакта 10, обмотки 11 и схемы совпадения 12. В состав формирователя 1 входят трансформатор 13, первый-четвер- тьы распределители 14-17 задатчиков, первая-четвертая группы переменных резисторов (задатчиков порога срабатывания пороговых элементов 18-21), причем

О

ю ел о

аждсыч.-пру i .8-Л и. ir .fw ен ных резнетjpop чогорыми величина /г ре замыкание Эо to яния контактов р npcnyf t аюишхток nai p s. , riepbbw ме верть 1К ООговыеч и -мкиты 25 риггер . .ь 1 27

Б состав patnpf-дег нтеля 2 е m CJPT- -WK У / с ч JD ((-аспредефчте; ь чь-я ется ret-v Oi DM бег/щей ец и и каждым {.t . ьреун, с-лей пред- - ачлйе зг8иныР| ком /тчтп ч о зЕляе oi. ен«р,чгир /м CServmef -динл ,« Прпэтгь i чцыииз распреде; HI--л включав tw мпульсов и (Ч-выолюи дешифр- тс j игчрый управляет №- опи честЕпм ч г ( ррле и зы

8ПДГ ь ИЗ ЧТОР 1 ч Ь

Фаьсфс чатмре 13 поочередно г ключа е«ся к псписму выводу одного из черемши ных pe3kiCiOpOBj Выход триггера 26 соединен . первыми входами о ем 12 совпадения в одящих в группы 3 и 4 а первые зходы с -ем 12 групп 5 и 6 подключены к выходу триггера 27, к первому входу которого подсоединены вторые входы распредели телей 14 1 выход порогового элемента 23 и вход распределителя 2,1-й выход которою подсоед гън втооым входам схем 12 групп 3-6 Рыхоя каждой схемы 1° через соответст щую г бмотку 11 подсоединен с выводу Ь шточника питания Перйые вы вод- КОНТРК -ОВ 10 4 и 5 соединены и первым t выводом АЛИ подключи ия нагрузи и 7 второй выходнои выоол под ключей ч, п- вы 1 выводам коыэмов 10 ipynn 3 о ъ вторыми выводами кснтзк, )т 10 групп 3 и 5 соединены ыором ЗхОдми вывод преобразователя (выпрямителя) и второй вывод первичной обмотки трансфер матора 13, яепяющийся вторым входе ч фор нироват ля 1 Первый перричипй оэмотки rpaht }))оматора 13 подсоелинеп ч первому вредному выводу выпп митепя г в орым BbuuAdM контактов 10 sovns 1 и 5 Первый вывод первой втоои ivoi фэнсформатора 13 соединен с шиной и пторой вывод этой обмотки с первы ми входами распределителей 14 и 15 Первые вывод второй вторичной о5мотки трансформатора 13 подсоединен к бщей шине, а второй вывод этой обмотки - к первым входам распределителей 16 и 17 Пер вый вход триггера 26 соединен с выходами порогового элемента 22, вход коmpi.ro че t эч 1-й переменный резистор группы 18 п ремзнных резисторов подсоединен к выходу распределителя 14 вход -риггера 27 соединен с выходом порог воги элемента 23,эход которого черзч i-rt nepf нениай резчстор группы Ч р ячк, их re

зис ороь подсоединен к l-му выходу распре- Р горой вход триггера 27 под- „падииьи , выходу по огового элемента 24, чо,ч которого 46ft I и чер менный резистор (i i 1C переменных ргзисгоров подктючен к «v йыхид. распоеделит ля 1Ь Вфрчи вход триггера б соединен с выхо ом пориг j80t с зле е i-)95 RXOO которого icue I f-- йм°м oin резистор группы 21

0 пер«мг. ре noflKHK5LeH к i-му э хоглу Я пр-дп и1- н 7 Каждый из пас сд. i - i / iw io а нолнигь например е г ме ,(-1чич выходы которого иоде , -j - (4 в)хидного де5 ооа о i .« ) рагора подсо

0 V т ДХОД I О КЛ Л4с1 1-ГО К

сге/1 чнеч оп,ни 1 i-jiuflop i-и обмотки pt iif к ii 1-й г еремсн- i- ji e порка1 MI к 5u группы перемен

С i- их ре с линяется с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора 13)

Преобразователь (выпрямитель) рабо- iaeT следующим образом Переменное на5 прихение U поступает на контакты 10 и на первичную обмотку трангформатора 13 Напряжение вторичных обмоток трансформа- гора 13 посредством распределителей 14-17 переменных резисторов 18-21 (за0 датчики упреждений) пороговых элементов 2i 25 и триггег-ло 26 и 27 ппеобразуется в сфепм рооаиые - розным упреждением относит ьно чач ла полуволны выпрямляемого эпрч- енк первое и второе

5 KOMN yTi/,jf ошие напряжения (см фиг 2) Причем каждое коммутирующее напряжение которым размыкают контакты формируют на нпсмя t ранее коммутирующего напряжена которым замыкают контакты

0 Упреждение размыкания на время t дости- тел -iT пороговые элементы настраивают л срабатчевние от дву разных /ровней п ч/иолны спрямляемого напря- Г; исгир м1, 18 2С задают упреж5 лени, равнее рремсни ззмыканмч тн актсв 10 а о° исторами 19 и 21 устаняв- ливают упре денис, равное времени раз- иыкания контактов 10. которое на t больше времрии замькнн /« Пр/ положительной фазе о коммутируклцаго напряжения

L (при единичном значение сигнала на выходе триг-|°рс. 6) е (.иннчные сигналы подают на первые входы схем 12 гпупп 3 и 4, замыкая ло г-гы 10 групп 3 и 4 и пропуская ток г;с 8олны то магруэке 7 Пару контактов 10

о групп 5 и 6 размыкоют на воьмя t ранее появления положительной фазы первого киммутирующеео напряжения Благодаря такому замм анию/р.имыканпю при поло- ж те 11 ной фазе перво«т м мутирующего

напряжения выпрямляемый ток направляют согласно (синфазно) положительной поп- уволне выпрямляемого напряжения. При этом через нагрузку 7 пролодит вся (без обрезания начала и конца) полуволна тока. За время положительной -разы второго ком- мусируюи его напряжения (напряжения на выходе 1ригг -рл 27) чамькают пару контакте 10 . улп 5 и R, между которыми зключа- от нг у -к/ 7 а на впемя t pas--ее поя линия noi d-xni ильной ф.чэы ьторого комм -гирую и его напря ен:1я размыкают пару юнтак- гое 10 групп 3 и 4. 3 п.зульт ге за врем. г оложительнхчй фазы второго коммутирующего напряжение .ыпрямляемыи ток направляют в с т р е о отри нательной пплуволне выпрямляемого лрял-.ения Смену направления выпрямляемого IOKJ осуществляют з с ет того чтс при каждом замыкании/размыкэнии контактов 1П перекрещивают (перебрасывают) выводы нагрузки 7. Перекрашивание позволяет во время положительной фазы второго коммутирующего напряжения пропускать по нагрузке 7 ток в том же направлении, ч го и при положительной фазе первого коммутирующего напряжения По окончании второй полуволны тока которат такж - по нагру е 7 пропускается целиком (бел / ние чала и конца), заканчивается i i, згал выпрямления С началом третьей полуволчы выпрямляемого напряжения (с началом оче редного этапа выпрям 1ения) под воздейст вием выходно о напряжения порогового элемента 23 осуществляется перелод единичного сигнала на соседний выход г зс лре делителей 2. 14-17 В результате распредели -елем 2 включают в работу очередную тетраду коммутаторов 9, а распределителями 14-17 - очередную тетраду задатчиков упреждения принадлежащих группам 18-21 переменных резисторов В остальном работа выпрямителя продолжается аналогично его работе в тече- ие перво го периода выпрямляемого напряжения В результате смены тетрад коммутаторов 9 и тетрад задатчиков упреждения формируют N первых и N вторых коммутирующих напряжений, разбивая процесс выпрямления на N этапов и управляя на i-м этапе i-й парой коммутирующих напряжений, сдвинутых по фазе в привязке к индивидуальным задержкам реле Тячой привязкой (подстройкой) как бы симметрируют реле (уравнивают время замыкания и размыкания все реле), добиваюсь замыкания/размыкания контактов при нулевом значении выгрямлч мого напряжении, т е без обрезания нагана л конца полуволны.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает возможность для каждого периода выпрямляемого напряжения выделять резервную (не участвующую в выпрямлении в 1-м периоде) тетраду коммутаторсв 9. В результате этого частота срабатывания любого коммутатора 9 в N раз меньше частоты выпрямляемого напряжения а ресурс выпрямителя повышается в N раз по сравнению с ресурсом коммутатора

9 причем наладка предлагаемого выпрями- еля проста. Кроме того использование устройства позволит повысить точность эталонных и рабочих средств, предназна- «енных для измерения электрических велиЬ чин переменного тока (напряжение, ток, мощное,ь, электроэнергия), а также повысить КПД силовых (срапнительно маломощных) выпрямителей

Формула изобретения

0Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержащий четыре релр с соответствующими контактами, выходные выводы для подключения нагрузки, фгрмиоователь импульсог в состав которо5 го входит трансформатор, четыре переменных резистора четыре пороювых элемента и лвя триггера причем первые выводы первой и второй вторш -ых обмоток трансформатора подсоединень к общей шине, выход

0 первого триггера является первым выходом грормировртеля импульсов, а второго триггера - вюрым выходом формирователя ИМПУГЫОВ, выводи первичной обмотки трансформатора являются вхтами форми5 рователя импульсов первый вывод первого переменного резистора через первый пороговый элемент соединен с первым входом первого триггер, первый вывод второго переменного резистора чеоез второй порого0 вый эаемент подключен к первому входу второго триггера, гервый вывод третьего переменного резистора через третий пороговый элемент подсоединен к второму входу второго триггера, а первый оывод четверто5 го переменного резистора через четвертый порогонми элемент соединен с вторым входом первого три гера первый выходной вывод гоединен с первыми выводами кочтактО тсрога и третьего реле, а второй

0 выходной чывод подключен к первым выво- Дг.. онт к- ов первого и четвертого реле, „-тс рь-е РГ.ВОДЫ контактов первого и третье- гп рс, е | оедине)-|Ы с первым входом форми- ,.(вате/ Я импульсов, который является

5 вредным выводом для подключения источника переменного напряжения, второй вход формирователя импульсов является втсргм }ходмым выводом и соединен с вторыми выводами контактов второго и четвертого t леотли вющиис твм ч г с целью повышения точности , ,,- ния путем М-кратного уменыиеь ч частоты переключения контактов реле г сравнению с частотой ш зогфазуемогг нрпряж - ния, дополнительно введены етыое rpvr j реле по М-1 дополнительных репе Р каждой группе, чять распределителей к ччеотво выходов ка, адг- 3 которых равн г4, чети- ре группь1 pcspt.vieHHbix резистгрч.о г о М-1 дополз ic/ibribx переменных резисторов „ каждой группе с. четыре группы cxef совпадения по f, совпадения т каждой труп пе, при этом второй вывом первой вторичной обмотки трансформатор с единен с первыми входами первого и второго распредели еяей -яорые входы первмо- чствег rt.ro распределителей сое/ чнрьы г выходом ьтопоо порогового элемента а также с входом тяюго распределитеп и с первым входом второго триггера выхои о торого подсоединен к первым входам /.ем совпадения третьей и четвертой групп схем совпадения, вторые входы 1-й схемы совпа дения каждой группы схем совпадения под ключены к I му выходу пятого распределителя, вход которого ярзляется третьим выходом формирователя импульсов, выход 1-й схемы совпадения соединен с выводом i-f обмс ки реле, первые ьыводы контактов второй и третьей групп дополнительных рс е под ,оедиие,ы к neppoMv ьы ходному воду а первые в ;воды

oaneptoni г ьеи групп дополчи- тет чых - к и выходному зывоЛ/ Ь Т ОЙ Ьь(ВОд 0ТОРОЙ ВТОРИЧНОЙ

фонсФорма орз nt;AC08AMnef к первым -рходар TjjeTiem ичеп f iioro рэ пррде- те- ЛРИ B opovi в -в(д пергО о пеоеменногп - :оеди iti с первым o,i i ii р°тое ь пел1 . ос1 ь ы 1 401 оч v г т. , гг чррел дин -IT at- j МР( и у ре --по г nt.pi о и r,, i п , и е ны ре. и rj и

0ЈГ ыPXjJO Э noporoBCf JKL

°НГЭ t-TOp fi Ri-мРО З Rr ОШО ЧврГ1 1РЬЧ,)Г

rjpe i i рв ь TOM ETopo( (: d(, n ,1 ; i VJj - ,ы пь1 i,,,oi ч пррег Иых ,j63 - «пголн1 тегьнь п

Дь И С

лен.а второ вь од п э ро соедини рзг.1редр 1ите/ -i ходов которого че- ных резисторов

O

0

pne.ii гч

КОГО, i T0pr)iСрПИ | ,.) , „

р(а Л i X ;Р Н f ОрОИ Р АИj| О (1Г П | RO Г .. Тр--лТ ,1(1 ЧJ i I-

С repp v - мr)s is

кэ-tgv и HJ oi а 1ьны иез один из черегтретьей Гранин допол ч тельных переменных резьстпров подсоединен к входу сго порогов io слв(ь- та а второй вывод четвертого перрг ct опз резистора с еди мен с первым выхо м четвертого распределителя КЭУ liW ИЧ ОСТЧЛ ,4fcJX ВЫХОДОВ ХО Ср НГ iPpLJ 1ИН 43 П реМРННЫХ p(J4Ht. торов че i p jn rpvnnv-i доголнительг ь х переменны ,( рои ПР, it г входим

етс с гг ГО Чиг OrOi lr ЛГМ Ч(Тг

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться при выпрямлении переменного напряжения (тока). Цель изобретения - повышение точности преобразования путем М-кратного уменьшения частоты переключения контактов реле по сравнению с частотой преобразуемого напряжения. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, М-выходной распределитель 2 тетрад коммутаторов, N тетрад коммутаторов и нагрузку 7. Первый выход формирователя 1 соединен с первыми входами первых полутетрад коммутаторов, первые входы вторых полутетрад коммутаторов подсоединены к второму выходу формирователя, третий выход которого соединен с входом распределителя. Входы формирователя подключены параллельно нагрузке. Выпрямление осуществляется благодаря замыканию и размыканию контактов коммутатоое З-б, через которые соединяется нагрузка с источником выпрямляемого напряжения. С наступлением очередного периода выпрямляемого напряжения взамен отработавшей тетрады коммутаторов под воздействием сигналов формирователя и распределителя для работы подключается очередная (одна из N) тетрада коммутаторов, Благодаря этому достигается N-кратное увеличение ресурса выпрямителя, следствием которого является наивысшая точность выпрямления. 2 ил. Р w Ј

Фиг, 2