Устройство для ослабления пульсаций постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02M1/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования электрической энергии переменного тока в энергию постоянного тока с малым уровнем пульсаций и может быть испсжьэовано в устройствах электропитани радиоэлектронной аппаратуры подвижных средств, построенных по методу выСЬксм частотного гфеобрааования параметров электроэнергии со звеном постоянного тока, в качестве сетевых выгфямителей. Известны устройства электропитания радиоэлектронной аппаратуры, содержащи подключенный к питающей сети трехфазный мостовой выпрямитель. Достоинством таких устройств является подключение трехфазного мостового выщзямителя непосредственно к питающей сети, что позволяет резко улучшить массо-объемные характеристики устройст электропитания в целом, так как из схемы исключается громоздкий низкочастотный трешс(|юрматор СЦоднако наличие в выпрямленном напряжении пульсаций 1ФИВОДИТ к необходимости установка фильтров, что ухудшает внешнюю характеристику выпрямителя, или к усложнению схем импульсных стабилизаторов наифяжения. Кроме того, существенно искажается форма . тока, потребляемого таким вьшрямител&м из сети. Известны устройства для вьпфямления трехфазного тока, содержащие трансформатор со схемой соединения звезда треугольник - звезда и два последовательно включенных вьпфямителя 23. Достоинством устройств является уменьшение величины пульсаций, улучшение внешней хареикт истики вьтрямителя. Однако такие устройства громоздки иэ-за наличия низкочастотного трансформатора. Наиболее близким к хфедлагаемому является устройство для получения малых пульсаций выходнсяпо напряжения выпрямителя, содержащее многопульсный выпрямитель, подключенный ко вторичны обмоткам трансформатора, и две или несколько групп коммутаторов на полугфоводниковых приборах, подключающих в течение каждого полупериода отводы первичной обмотки трансформатора к сети, другие концы первичных обмоток соединены в звеэду, а нулевой вывод соединен-с нулевым выводом питающей сети З. Устройство обладает малым уровнем пульсаций выпрямленного напряжения, улучшены внешние характеристики выпрямителя, Недостаток устройства заключается в повышении массо-габаритных показателей, наличии высших гармоник в потребляемом из сети токе. Цель изобретения - улучшение массогабаритных и энергетических показателе Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ослабления пульсаций постоянного тока, содержащее основ ной трехфазный мостовой вьшрямитель, трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду, нулевой вывод которой объединен с нуле вым выводом питающей сети, а каждая из фаз через коммутатор соединена с фазами питающей сети, последовательно с основным трехфазным мостовым вьшря мителем включены три вспомогательных мостовых вы1фямителя, соединенных параллельно по постоянному току, в диаго наль переменного тока каждого на которых включена вторичная обмотка трех, фазного трансформатора, каждый из коммутаторов выНопнен в ввде транзистора, включенного в диагональ выпрямительного моста и по цепи управления соединен с специально введенным датчиком тока - усилителем своей фазы, а выходные выводы образованы объединенными катодами основного трехфазного мостово го вы1фямителя и объединенными анодам вспомогательных мостовых вьшрямителей На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу схемы. Принципиальная схема содержит питающую сеть 1, выводы фаз которой через датчики тока - усилители 2, подключень к трехфазному мостовому выпрямителю 3 К каждой фазе сети подключены через коммутаторы на транзисторах 4, включе ных в диагонали вы1фямительных мостов 5 и управляемых каждый от датчиков тока - усилителей 2 своей фазы, выводы первичных обмоток трехфазного трансфс матора 6, соединенных в звезду, нейтраль которой соединена с нейтралью сети 1. К вторичным обмоткам трансформатора 6 подключены вспомогательные мостовые выпрямители 7, соединенные по постоянному току параллельно и подключенные последовательно с основным вьпфямителем 3 к нагрузке 8. На фиг. 2 гфиведены графики, поясняющие работу схемы. На фиг. 2 а приведены графики выпрямленного напряжения основного трехфазного мостового выпрямителя и фазных напряжений сети; на фиг. 2 б - график фазного тока, потребляемого основным трехфазным мостовым выгфямителем; на фиг. 2 в - график фазного тока, потребляемого трехфазным трансформатором; на фиг. 2 г - график вьшрямленного нагфяжения вспомогательных вьшрямителей; на фиг. 2д - график напряжения на нагрузке; на фиг. 2 е - график суммарного потребляемого из сети фазного тока. Устройство работает следующим образом. В цепи основного выпрямителя 3 фазные токи, потребляемые от сети, протекают в течение 120 эл.град. (фиг. 26). Датчики тока - усилителив2 вьфабатывают импульсы для управления транзисторами 4 таким образом, что они открыты в интервалах полупериода, когда в дайной фазе ток основного выпрямителя не протекает, т.е. при углах О-ЗО эл, град, и 15О-18О эл. град., и закрыты в течение интервала гротекания фазного тока основного вьшрямителя. В интервалах 0-30 эл. град, и 15О18О эл. град, каждого полупериода в обмотках трансформатора 6 протекают токи (фиг, 2 в) и на выходе вспомогательных мостовых вьшрямителей 7 форМ1фуется напряжение, показанное на фиг. 2г. Выхфямленные напряжения основного (фиг. 2а) и вспомогательных (фиг. 2г) выпрямителей складываются таким образом, что пульсации напряжения на нагрузке (фиг. 2д) существенно уменьшаются. Кроме того, фсфма фазных токов, потребляемых от сети (фиг. 2е), улучшается, прн этом через трансформатор 6 в нагрузку 8 поступает незначительная доля мощности. Применение устройства позволяет существенно расширить область применения неуправляем.ых мостовых трехфазных вьшрямителей, подключаемых непосредственно к питающей сети за счет уменьшения в несколько раз величины пульсаций напряжения на нагрузке, что значительно улучшает внешнюю х эактеристику сетевого вьтрямителя, и за счет улучшения кэрмы кривой потребляемого из сети тока, что повьш1ает коэффициент мощности сетевого вьифямителя. Это достигается введением в схему дополнительного трехфазного трансформатора и шести вьпфямт льных мостов, что незначительно увеличивает массу и объем устройства, так как через эти дополнительные элементы проходит всего около 8% мощности, потребляемой нагрузкой.

Формула изо бор е т е н и я

Устройство для ослабления пульсаций постоянного тока, содержащее основной трехфазный мостовой выщзямитель, трехфазный трансформатор, первичная обмотка .которого соединена в звезду, нулевой вывод которс объединен с нулевым вьшодом питающей сети, а каждая из фаз через коммутатор соединена с фазами питающей сети, отличающееся тем, что; с целью улучшения массо габ итных и энергетических показателей, последовательно с основным трехфазным мостовым вьшрямитвлем включены три вспомогательных мостовых вьшрямвтеля, соединенных шфаллельно по постоянному току, в диагональ переменвого каждого из котсфых включена вторичная обмотка трехфазного тр нйформатера, каждый из

коммутаторов выполнен в виде транзистора, включенного в диагональ вьшрямительного моста и по цепи у1фавления соединен с спеаиаяьно введенным датчиком тока - усилителем своей фазы, а выходные выводы образованы объединенными катодами основного трехфазного мостового выпрямвтеля и объединенными анодами вспомогательных мостовых выхфямителей.

Источники внфсфмацин, гфинятые во внимание оря экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 562807, кл. Н О2 М 7/О4, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 57985, кя. Н 02 М 1/14, 1939.

3.Заявка ФРГ № 2422196, кл. Н 02 М 1/4, 1976.

jr

i