Индуктивный делитель тока Советский патент 1978 года по МПК H02M1/00 

(54) ИНДУКТИВНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ТОКА параллельно соединенные между собой диод и конденсатор, которые включены и в корот козамкнутый контур делителя, так, что анод диода соединен с конном одной второй обмо ки. Это обеспечивает присутствие в короткозамкнутом контуре не только переменной составляющей тока равной среднеарифметическому значению токов всех параллельных ветвей, но и его постоянной составлшошей, В результате в каждом магнитопроводе ком пенсируется постоянная составляющая намаг ничивающей силы, обусловленная током соот ветствующей параллельной ветви. Насыщения магнитопроводов не происходит и их мо но выполнять без немагнитного зазора. Поэ му становится возможным получить требуемые значения магнитных сопротивлений маг нитопроводов делителя, а следовательно и индуктивностей его обмоток при габаритах магнитопроводов, а значит и делителя в целом, значительно меньших чем в извёстных делителях. На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема индуктивного делителя тока между четырьмя параллельно включенными ветвями; на фиг, 2 - кривые изменени во времени тока одной из параллельных ветвей, тока короткозамкнутого контура, ра ности этих токов, образующей намагничи- вающий ток магнитопр овода и напряжения на конденсаторе. Индуктивный делитель тока содержит маг нитопроводы 1, число которых равно числу параллельных ветвей, и на каждом магнитоп воде две обмотки 2 и 3, причем обмотки 2 включены в разные параллельные ветви, а обмотки 3 соединены в короткозамкнутый контур последовательно и согласно, диод 4 и конденсатор 5, параллельно соединенные между собой и включенные в этот же коро-р козамкнутый контур, причем анод дио/ца 4 соединен с кондом одной из обмоток 3, При протекании токов в параллельных ветвях в короткозамкнутом контуре также появляется ток, величина которого равна ср1еднеарифметическому от величин токов всех параллельных ветвей. Если токи параллельных ветвей равны между собой, что величина тока в короткозамкнутом конутере равна величине этих токов. Поэтому ток короткозамкнутого контура не оказывает реакции на обмотки 2, В случае неравенств токов параллельных ветвей между собой. ток короткозамкнутого контура отличается по величине от токов параллельных ветвей, Поэтому он оказывает реакцию на обмотки 2 и в этих обмотках наводится ЭДС взаимо индукции. Если- в одной из обмоток 2 велич на тока превьииает величину тока кс зоткозамкнутого контура, то разница ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции положительны, что приводит к снижению тока в этой ветви. ЕСЛ.И же в ней величина тока меньше величины тока короткозамкнутого контура, то разница отрицательна, что приводит к увеличеншо тока в этой ветви. Процесс возникновения ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции идет во всех обмотках 2 делителя, что способствует выравниванию токов в параллельных ветвях. На фиг. 2 кривая 6 изображает изменение во времени тока одной из параллельных ветвей, кривая 7 - изменение во времени тока короткозамкнутого контура; кривая 8 - изменение во времени тока намагничивания, полученного как разность токов изображенных на кривых 6 и 7, кривая 9 - изменение во времени напряжения на конденсаторе 5. Расхождение кривых 6 и 7, из соображения больщей отчетливости рисунка, взято завышенным, С появлением тока в обмотках 2 появляется ток и в короткозамкнутом контуре. Но иэ-за разницы этих токов ток короткозамкнутого контура проходит через ноль раньще, чем ток обмотки 2 становится равным нулю, В момент изменения направления тока в короткозамкнутом контуре диод 4 закрывается и ток протекает через конденсатор 5, начиная его заряжать. В момент прекр&щения тока в обмотках 2 ток в короткозамкнутом контуре перестает нарастать, Магки рная энергия, имеющаяся к этому моменту времени в магнитной системе делителя, начинает переходить в энергию злектростати ческого поля конденсатора 5. В момент окончания этого процесса намагничивающий ток и ток в короткозамкнутом контуре меняют направление .и начинается процесс обратного перехода энергии электрического поля конденсатора 5 в магнитную энергию делителя, Так как направление тока в короткозамкнутом контуре изменилось, то конденсатор начинает разряжаться. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает нуля, ток в корот козамкнутом контуре отличен от нуля и продолжает протекать в ту же сторону, что и прежде. Поэтому конденсатор должен продолжать перезаряжаться, а напряжение на нем должно изменить знак. Однако параллельно с конденсатором включен диод, который при этом открывается и энергия, запасе ная в магнитной системе делителя, рассеи вается в короткозамкнутом контрре с постоянной времени, определяемой его индуктив«ностью и активным сопротивлением, Намаг ничивающий ток и ток короткозамкнутэго контура начинают уменьщаться. В момент очередного появления тока в обмотках 2

намагничивающий ток быстро уменьшается. В момент равенства его нулю ток в короткозамкнутом контуре равен току в рассматриваемой параллельной ветви и с этого момента вре «1ени электромагнитные процессы в предлагаемом делителе повторшотся«

Как видно из кривых на фиг, 2 ток рассматриваемой параллельной ветви и ток короткозамкнутого контура близки между собой и содержат как переменные, так и с постоянные составляющие. Кроме того, ток намагничивания за период меняет знак, а это означает, что происходит перемагничиваниеь магнитопроводов делителя. Материал магнитопроводов работает на полных циклах кривой намагничивания, а на котором магнит ная проницаемость материала наивысшая, Таким образом, во-первых, за счет почти поной компенсации постоянной составляющей тока намагничивания, и во-вторых, за счет дополнительного перемагничиванйя магнитопровода делителя удается получить требуемое магнитное сопротивление , а следовател но и индуктивность обмоток делителя, при малых его габаритах.

Использование новых алементов - диода и конденсатора - выгодно отличает предлагаемый индуктивный делитель от прототипа, так как почти полностью ликвидируется поотоянная составляющая намагничивающей сипь в магнитоПроводах, а также материал маг нитопроводов рабЬтает на полных циклах кривой каМагничйВаниЯ) при работе на которых магнитная проницаемссть материала наивысшая. В результ те будут снижены

габариты отдельных магнитопроводов, а следовательно делителя в целом, что приведет к экономии материалов. Кроме того, умеЕшшение габаритов делителя приведет к увеличению его конструктивности п создает предпосылки к упрощению конструкции ciwoвых шкафов статических преобразователей.

Формула изобр

е т е и и я

Индуктивный делитель тока между параллельно включенными ветвями одного плеча статических преобразователей, содержащий мЙгнитопроводы, число которых равно числу парШ1лельных ветвей, и на каждом магнитопроводе по две обмотки, при этом первые обмотки включены каждая в одну из параллельных ветвей, а все вторые обмотки соединены между собой последовательно и согласно, образуя кс откозамкнутый контур, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, в короткозамкнутый контур включены параллельно соединенные диод IJ конденсатор, причем анод диодг соединен с концом одной из вторых обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,. Некоторые вопросы происводства и применения средств силовой преобразовательной технрки в народном хозяйстве. Всесоюзная конференция, Москва 968, секция И вып. 2, с, 21-27,

2, Быков Ю, М, , Шипилло В, П, Исследвание индуктивных схем выравнивания токов параллельно включенных вентилей. Электричество, № 7, 1968, с,67-72,

фцг.1