ТРЕХФАЗНЫЙ УЛгНОЖИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1974 года по МПК H02M7/10 

По основному авт. св. N° 146856 известен каскадный трехфазный умножитель напряжения веитильно-конденсаторного типа с неуправляемыми вентилями, причем первый каскад умножителя выполнен по трехфазно мостовой схеме.

Для регулироваиия напряжения на выходе такого ул11ножителя необходимо изменять величину питающего трехфазного напряжения при ПОМОШ.И отдельного регулирующего устройства, например регулировочного автотрансформатора, щуб-трансформатора, потенциал-регулятора и т. д., что в целом резко снижает надежность у.мпожителя.

В предлагаемом умножителе с целью исключения указанных недостатков первый каскад его выполпен на управляемых вентилях, что позволяет обеспечить быстродействие регулирования выходного нанряжения.

Управление работой вентилей осуществляется специальным устройством, регулирующим режимы открывания и продолжительности работы вентилей.

Варианты выполнения каскадных ум:ножителей с управляемыми вентилями в первом каскаде показаны на чертежах.

На фиг. 1 изображен трехфазный умножитель с шестью управляемыми вентилями в первом каскаде; на фиг. 2 - трехфазный умножитель с управляемыми вентилями в первом

каскаде; на фиг. 3 - однофазный у.миожитель с четырьмя управляемыми вентилями в первом каскаде; на фиг. 4 - однофазный умножитель с двумя управляемыми вентилями в в первом каскаде, на фиг. 5 и 6 - разновидности однофазного умножителя с двумя управляемыми вентилями в первом каскаде.

В трехфазном умножителе все шесть вентилей 1-6 первого каскада управляемые, остальные вентили 7-18 - обьпшые выпрямители. Все вентили управляемые и неуправляемые должны выдерживать обратное напряжение, рав1юе величине амплитуды линейного рабочего напряження трехфазного источника

нитания. На это же напряжение рассчитаны и

конденсаторы 19-24. Трехфазное напряжение

подается на нижние клеммы 25-27, а высокое

снимается с клемм 28 и 29.

Трехфазный умножитель нанряжения (фиг.

2) имеет в нервом каскаде три управляемых вентиля 30-32. Здесь вместо трех нижних управляемых вентилей подсоединены вторичные обмотки трехфазного трансформатора, которые соединены в звезду. Нейтральный вывод является нижним выводом умножителя (клемма 33). Другие вентили 34-42 - неуправляе гыс.

Самые верхние вентили в схеме выпрямителя заменены индуктивными или активными

сопротивленияМП 43-45.

На фиг. 3 изображен однофазный двухполупериодный умножитель ианряжения, в котором веитили в мостиковой схеме нервого каскада- управляемые 46-49. Причем вентили 46 и 47 могут быть неуправляемыми, как и все остальные.

В устройстве имеется три колонны конденсаторов и две цс.ни веитилей, соединяющих зигзагом конденсаторы в этих колоннах. Все вентили должны выдерживать в обратном направлении нанряжепие не менее амплитуды приложенного переменного напряжения (тах) - Конденсаторы данного устройства так же, как и устройств, показанных на фиг. 4, 5 и 6, должпы быть рассчитаны па рабочее ностояиное напряжение не менее тах- Питающее однофазное нанряжение подается на клеммы 50, 51, а высокое напряжение ностоянного тока подается иа нагрузку с клемм 52 и 53.

Па фиг. 4 показано устройство для умножения напряжения, в котором тот же нринцип умножения осуществлен нри помощи двух колонн конденсаторов, но с меньшим количеством вентилей. Две цепи вентилей соединяют кондепсаторы зигзагом и крест-накрест. Два вентиля 54 и 55 управляемые, а остальные - неуправляемые. Вентилп 56, 57 н 58, 59, к которым подсоединены выходные клеммы устройства, могут выдерживать обратное панряжение , а другие вентили должны

быть раССЧИТаПЫ на LoGp 2t/max.

В устройстве (фиг. 5) вместо вептилей 56 и 57 (фиг. 4) подключены половины обмотки

питающего трансформатора, из средней точки которой сделан вывод на выходную клемму устройства. Вентили 60 и 61 должны иметь , а остальные вентили, в том числе

и 62, 63- f/o6p 2t/niax.

в устройстве, показанном на фиг. 6, высокое постоянное нанряжение снимается в точка к соединения двух активных или И|Нду«тивных сопротивлений 64, 65 и 66, 67, расположенных попарпо на копцах цепей вентилей. Сопротивлепия замепяют выпря мител-и. В схеме четыре вьитрямителя и два управляемых вентиля. Все они имеют t/oap 2t/maxВо всех этих устройствах число стуненей умножения теоретически может быть любым.

Принцип работы трехфазного умножителя, показанного на фит. 1 следующий. Если все управляемые вентили заперты и пе пропускают ток, то при любой величине напряжения питания в пределах до номинального, значения натфяжение на выходе у.множителя равно нулю. Пзменяя в определенной последовательности угол отпирания вентилей и продолжительность их работы, можно лри неизменной величине трехфазного напряжения питания регулировать напряжение на выходе умножителя в нределах до номинального значения. Это объясняется тем, что при малых углах работы конденсаторы заряжаются до меньших напряжений, т. с. регулируется .процесс заряда кондет саторов.

В табл. 1 наказан порядок работы управляемых вентилей лри чередовании фаз трехфазного питающего напряжения.

Таблица 1

На выходе схемы напряжение на холостом ходу равно тройной амллитуде линейного напряжения трехфазного источника напряжения.

В табл. 2 показан порядок работы трехфазного умножителя при тех же условиях (фиг. 2). 40 Па холостом ходу на выходе у.множителя

(фиг. 2) напряжение равно амплитуде линейного напряжения источника питания, умно2+

При числе ст неней п

женной на

напряжение равно U | п+ -

Умножение напряжения в устройствах (фиг. 3, 4, 5 и 6) происходит следующим образом.

В устройстве по фиг. 3 каждый полупериод с какими-то регулируе.мыми углами включения и продолжительности работы два управляемых вентиля лропускают ток: либо 46 и 49, либо 48 и 47. В первом случае непосредственно от источника питания заряжаются конденсаторы 68 и 69, а происходит подзаряд 70 и 71 от 72, 73 и 74 от 75, 76 от 77. На нагрузку разряжается центральная колоина и частично правая колонна (72, 75, 77). Во втором случае от источника непосредственно заряжаются конденсаторы 68 и 72, а подзаряжаются 70 и 75 от 69, 73 и 77 от 71, 76 от 74.

Центральная колонна конденсаторов постоянно разряжается на нагрузку. Если управляемые вентили открыты при амплитудном значении питающего напряжения, то на холостом ходу на выходе устройства напряжение достигает наибольшей величины равной 4 LmaxПри закрытом состоянии управляемых вентилей ток через нагруаку ,не протекает.

В устройстве по фиг. 4 поочередно каждый полупериод работают вентили 54 и 55. Если открыт вентиль 54, то от источника питания

Таблица 2

заряжается конденсатор 78 и одновременно подзаряжается 79 от 80, а 81 от 82. При этом на нагрузку разряжаются конденсаторы 80, 82 и 83 с подпором от источника питания.

Если открыт вентиль 55, то конденсатор 80 подключается к источнику питания, 82 подзаряжается от 78, а 83 от 79. В данном случае к нагрузке подключена правая колонна конденсаторов (78, 79, 81). Напряжения на этих

конденсаторах суммируются с напряжением источника питания. Максимальное выходное напряжение на холостом ходу 4 LmaxВ устройстве по фиг. 5 также поочередно работают вентили 62 и 63, и процесс заряда

конденсаторов аналогичен рассмотренному в устройстве но фиг. 4. Отличие состоит в том, что напрял еиие на выходе выпрямителя не превышает 3,5 Lmax, при этом упрощается конструкция вторичной обмотки трансформатора и уменьшается количество вентилей.

В устройстве но фиг. 6 схема более простая. Обе колонны конденсаторов подключены к нагрузке через индуктивные или активные сопроти1вления. Выходное напряжение не более

3,0 УшахПредмет изобретения

Трехфазный умножитель напряжения по авт. св. № 146858, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, первый каскад выполнен на управляемых вентилях.