Регулируемый индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока Советский патент 1984 года по МПК H02M5/06 G05F3/06 H05B7/144 

2.Преобразователь по п. 1, о тлкчаю-щийся тем, что при питании его от однофазной сети переменного напряжения конец цепи

с выводами для подключения нагрузки, не соединенный с общей точкой звезды подключен к выводу конденсатора, присоединенному к выводу для подключения к сети.

3.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что при симметричной трехфазной нагрузке обмотки двухобмоточных и балластных

линейных дросселей установлены на двух трехстержневых сердечниках.

4.Преобразователь по п. 1 и 3, отличающийся тем, что первая и вторая обмотки двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки расположены на одном и том же стержне сердечника.

5.Преобразователь по п. 1 и 3, отличающийся тем, что Первая и вторая обмотки двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки расположены на разных стержнях.

1.РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТИВНОгЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА,содержа- щий для каждой фазы нагрузки цепь . из соединенных последовательно линейного балластного дросселя и выводов для подключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду с первыми выв.одами настроенных в резонанс на частоте питающей сети конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя, вторая обмотка которого с большим числом витков одним вьшодом соединена согласно с первой обмоткой в общей точке звезды, а другим выводом - сОДНИМ из выводов блока коммутации, причем вторые выводы конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя присоединены к выводам для подключения k сети, отличающийся тем, что,с целью расширения диапазона плавного регулирования величины тока нагрузки и улучшения его гармонического состава, второй вывод блока коммута- ; ции соединен с выводом конденсатора, (Л присоединенным к выводу для. подключе ния к сети. Фиг.

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при создании источников питания регулируемым по величине стабилизированным переменным .током нагрузок, сопротивление которых изменяется в широких пределах, например, для питания электротермических установок, лазерных ламп и различных дуговых нагрузок.

Известен регулируемый индуктивно-емкостной преобразователь (ИЕП), содержа,щии для калодой фазы нагрузки цепи с индуктивными и емкостными элементами, настроенные в резонанс по частоте питающей сети и соединенные в звезду с цепью, с выводами для подключения нагрузки и блоки коммутации на полупроводниковых элементах (например, тиристорах), синхронно изменяющие эквивалентные сопротивления реактивных элементов в лучах звезды при сохранении резонансной настройки схемы ll .

В этом устройстве цепи с реактивными элементами выполнены в виде набора нескольких линейных дросселей в одном из лучей звезды и нескольких конденсаторов - в другом, включаемых с помощью блоков коммутаций либо последовательно, либо параллельно относительно друг друга.

Недостатком этих устройств является сложность схемы и больщое количество используемых элементов.

Известен так5ке регулируемый ИЕП, содержащий для каждой фазы нагрузки цепь из соединенных последовательно линейного балластного дросселя и выводов для подключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду с настроенными в резонанс на частоте питающей сети конденсатором и первой обмоткой двухобмоточного дросселя, вторая обмотка которого с большим числом витков одним выводом соединена согласно с первой обмоткой в общей точке звезды, а другим выводомс одним из выводов блока коммутации,, второй вывод которого присоединен к выводу для подключения нагрузки,

связанному с балластным линейным дросселем, причем выводы цепи для подключения нагрузки, конденсатора и первой обмотки дросселя, не связанные в общей точке звезды, присоединены к выводам для подключения к трехфазной сети 2 .

В этом устройстве плавное регулирование действующего значения стабилизированного тока в нагрузке осуществляется за счет его модуляции с помощью тиристорного блока коммутации .

Основными недостатками этого устройства является малый диапазон, регулирования действующего значения тока нагрузки и значительное содержание высших ..1,армоник тока нагрузки. Оба недостатка обусловлены работой тиристорного коммутатора в цепи, шунтирующей балластный линейный россель, включенный последовательно с нагрузкой.

Целью изобретения является расширение диапазона плавного регулироваНИН действующего значения тока нагрузки и улучшение его гармонического состава.

Указанная цель достигается тем, что в регулируемом ИЕП, содержащем

для каждой фазы нагрузки цепь из

соединенных последовательно линейного балластного дросселя и выводов для подключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду, с первыми

выводами настроенных в резонанс на частоте питающей сети конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя, .вторая обмотка которого, с большим числом витков, одним выводом соединена согласно с первой

обмоткой в обь;ей точке звезды, а

другим выводом - с одним из выводов блока коммутации, причем вторые выводы конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя присоединены к выводам для подключения к сети, а второй вывод блока коммутации соединен с выводом конденсатора присоединенным к ыводу для подключения к сети, при питании от однофазной сети конец цепи с. выводами для подключения нагрузки, не соединенный с общей точкой звезды, подключен к выводу конденсатора, присоединенному к выводу для подключения к сети, при симметричной трехфазной нагрузке обмотки двухобмоточных и балластных линейньгх дросселей установлены на двух трехстержневых сердечниках, причем первая и вторая обмотки двухобмоточного дросселя одной фазы расположены на одном и том же или разных стержнях.

На фиг. 1 схематически изображен регулируемый ИЕП для питания одноФазной нагрузки от трехфазной сети; на фиг. 2 - регулируемый ИЕП для питания однофазной нагрузки от однофазной сети; на фиг. 3 - регулируемый ИЕП для питания трехфазной, симметричной нагрузки с расположением первой и второй обмоток двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки на одном и том же стержне; на фиг.4регулируе. ый ИЕП для питания трехфазной симметричной нагрузки с расположением первой и второй обмоток двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки на разных стержнях.

Регулируемый ИЕП (см.фиг.1) содежит цепь из соединенных последовательно линейного балластного дросселя 1 и выводов 2 и 3 для подключения нагрузки 4, соединенную в трехлучевую звезду с настроенными в резнанс на частоте питающей сети конденсатором 5 и первой обмоткой б двухобмоточного дросселя 7, вторая обмотка 8 которого выводом 9 соединена согласно с первой обмоткой б в общей точке 10 звезды, а выводом 11 через блок коммутации 12 с выводом 13 конденсатора, выводы 14 - 16 служат для подключения к сети переменного тока, точками отмечены начала обмоток.

Регулируемый ИЕП работает следующим образом.

При непроводящем состоянии блока коммутации 12 вторая обмотка 8 двухобмоточного дросселя 7 обесточена, а первая его обмотка 6 и конденсато 5, настроенные в резонанс на частоте сети, образуют вместе с нагрузочной цепью 1,2 3 ИЕП по схеме звезда стабилизирующий ток нагрузочной цеп на уровне, определяемом реактивными сопротивлениями обмотки б и конденсатора 5 на частоте питающей сети. В проводящем состоянии блока коммутации 12 вторая обмотка 8 двухобмоточного дросселя 7 подключена параллельно конденсатору 5, что за счет взаимоиндуктивной связи между первой б и второй 8 обмотками этого дросселя приводит к увеличению эквивалентных сопротивлений в лучах звезды подключенных к выводам 14

0 и 15 при сохранении настройки кх в резонанс, что и вызывает снижение тока, стабилизируемого в нагрузочной цепи 1,23,

Таким образом, непроводящему состоянию блока коммутации 12 соот5ветствует максимальное, а проводящему минимальное действующее значение тока нагрузки. Замыкания и размыкания блока коммутации 12 приводят к модуляции уровня стабилизи0руемого действующего значения тока нагрузки 4, а изменение соотношения между временем замкнутого и разомкнутого состояния блока коммутации, позволяет плавно изменять

5 величину уровня стабилизации этого тока. Следовательно, регулируемый ИЕП позволяет осуществить как плавное, так и ступенчатое регулирование тока нагрузки с помощью полупро0водникового коммутатора с непрерывным или дискретным управлением.

Блок коммутации 12 гальванически не связан с нагрузкой 4, а вторая обмотка 8 двухобмоточного дросселя

5 7 подключена через блок коммутации 12 параллельно конденсатору 5, поэтому последний оказывает фильтрующее действие для высших гармоник, возникающих в цепи блока коммутации 12, например, при управлении

0 тиристорами по способу фазово-импульсной модуляции. В результате этого улучшается гармонический состав тока нагрузки по сравнению с устройством-прототипом.

5

На фиг. 2 приведен вариант схемы регулируемого ИЕП для случая питания его от однофазной сети. Элементы схемы обозначены так же, как и на ,фиг. 1. Отличие схемы на фиг. 2

0 заключается лишь в том, что вывод 3 для подключения нагрузки 4 соединен с выводом 14 для подключения к сети, а не с выводом 16, как на фиг. 1.

5

На фиг. б и 4 приведены варианты регулируемого ИЕП при симметричной трехфазной нагрузке и размещении обмоток линейных балластных дросселей 1 разных фаз нагрузки на трех0стержневом сердечнике 17 и первых обмоток б и вторых 8 двухобмоточных дросселей 7 на трехстержневом сердечнике 18, причем на фиг. 3 пары обмоток б и 8, относящиеся к одной фазе нагрузки расположены на одном

5 стержне сердечника, а на фиг.4 на разных. Технико-экономический эффект от испольэовайия првАложеннного устрой ства (в разных схемах к конструктив .ных вариантах) заключается в расширении диапазона плавного регулирования действующего значения тока нагрузки и снижением максимального уровня высший гармоник в токе нагрузки при управлении тиристорным блоком коммутации по.способу фазоимпульсной мсщуляции с 18-20% до 8% по сравнению с устройством-прототипом. Эти преимущества регулируемого ИЕП позволяют расширить область применения схем с использо нием тиристорных коммутаторов для регулиро13ани я тока нагрузки ИВП.

}

/ I

Фмг.Ч