Устройство для питания нагрузки выпрямленным током Советский патент 1981 года по МПК H02M7/02 

Изобретение относится- к электро- и преобразовательной технике и может быть использовано для питания нагрузки выпрямленным током. По основному авт. св. № 404168 известно устройство для питания нагрузки выпрямленным током, содержащее трехфазный источник переменного тока с нулевым выводом, трехфазный мост, иидуктивно-емкостной П-образный фильт с индуктивностью, включенный последовательно с нагрузкой, причем выходная емкость фильтра состоит из двух конденсаторов, включенных последовательно, регулирующий элемент, состоящий из двух тиристоров, включенный между общей точкой конденсаторов емкости«« нулевым выводом D3« Недостатком известного устройства является низкий КПД, обусловленный существенными потерями мощности в вентилях моста и ключевого элемента при заряде емкостей фильтра током величина которого по существу ог рани- чена только динамическим сопротивлением вентилей. Коммутационные потери в вентилях при этом также велики. Цель изобретения - повышение КДЦ и расширение диапазона регулирования выходного надряжения. Указанная цель достигается тем, что в устройство для питания нагрузки выпрямленным током дополнительно введена последовательная LC-цепочка, которая включена между общей точкой конденсаторов емкостного Ультра и ключевым элементом. На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариант выполнения схемы. Устройство (фиг. -1) содержит трехфазший источник 1 переменного напряжения с нулевым выводом 2, трехфазный мостовой выпрямитель 3, сглаживающий емкостной фильтр 4, выполненный ввиде двух последовательно включенных конденсаторов 5 и 6, общая точка которого через последовательно 3 ,соединенные конденсатор 7 и индуктив ность 8 подключена к одному из отводов ключевого элемента 9, другой вьшод которого соединен с нулевым вы водом 2 источника переменного напряжения, а также измерительное устройство 10, которое управляет работой тиристоров ключевого элемента 9, и сопротивление 11 нагрузки. Устройство работает следующим образом. При подключении трехфазного источника с нулевым выводом ко входным клеммам и при отсутствии управляющих импульсов на входе ключевого элемента 9 на выходе неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя 3 появляется выпрямленное напряжение, ко торое сглаживается П-образным LCфильтром 4. При этом на конденсаторах 6 устанавливается напряжение, близкое по величине к акплитуд,е линейного напряжения источника (которо несколько уменьшается с ростом тока нагрузки). При подаче управляющих им пульсов одновременно на оба тиристора ключа 9 один из них (в зависимости от полярности наибольиего из фазных напряжений источника в этот момент) отпирается (например, нижний по схеме), благодаря чему конденсато ры 6 заряжаются до напряжения, близкого к амплитуде фазного напряжения источника. При этом момент запирания тиристора определяется полупериодом свободных колебаний LC-цепи 7-8. Далее аналогичным образом отпирается верхний по схеме тиристор и заряжается верхний по схеме конденсатор 6. Описанные процессы повторяются перио дически с частотой поступления импульсов на вход ключевого элемента 9 благодаря чему на выходе фильтра 4 устанавливается напряжение, близкое к удвоенному фазному напряжению источника. Изменяя число импульсов управления (длину пакета импульсов)и паузы между пакетами в функции выход нога напряжения фильтра 4, можно осуществлять регулироватше (стабилизацию) выходного напряжения в пределах от удвоенного фазного до линейного напряжения источника. При этом важно заметить, что моменты запирания вентилей ключевого элемента 9 определяются индуктивностью и емкостью токоограничивающей цепи, обеспечивающей требуемую крутизну перехода тока тиристоров через ноль, чем достигается уменьшение коммутационных потерь в тиристорах. Кроме того, ограничение тока заряда конденсаторов фильтра реактивной цепочки 7-8 способствует уменьшению потерь мощности от протекания прямого тока тиристоров и диодов и повышению КПД заряда фильтра с 50 до 70-80%. Все это в совокупности позволяет повысить КПД устройства в сравнении с известньм не менее чем на 20-30%. На фиг. 2 представлен вариант схемы предлагаемого устройства, обеспечивающий возможность его использования с источниками, нулевой вывод которых недоступен или о сутствует. При этом диапазон регулирования выходного напряжения устройства расщиряется от амплитудного значения линейного напряжения до его удвоенного значения. Формула изобретения Устройство для питания нагрузки выпрямленным током по авт. св.№404168, отличающееся тем, что, с целью повьппения КПД и расщирения диапазона регулирования выходного напряжения, в него дополнительно введена LC-цепочка, включенная между общей точкой конденсаторов емкостного фильтра и ключевым элементом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 404168, кл. Н 02 М 7/02.