Преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1982 года по МПК H02M5/257 

Устройство относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике и может быть использовано в системах питания электро- и радиоаппаратуры,

Известны регуляторы переменного напряжения дискретного типа, в которых изменение величины напряжения на нагрузке производится путем переключения отводов трансформаторов с помощью управляемых ключей переменного тока 1 - 5 .

Недостатком таких устройств являются высокие весогабаритные показатели, так как для достижения высокой точности регулирования в схему приходится вводить большое количество кл19чей, однако одновременно в устройстве работают только два ключа (тиристора), причем время их непрерывной работы неограничеио. При этом приходится рассчитывать теплоотводы каждого тиристора из условия передачи через данный тиристор всей мощности регулирования и суммарная площадь теплоотводов оказывается весьма значительной и часто определяет вес и габариты устройства.

Наиболее близким к предложенному является преобразователь переменного

напряжения в переменное, содержащий согласующий трансформатор, первичная обмотка которого-подключена к входным выводам, и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого выполнена секционированной, а вторичная обмотка включена между входньм и выходным выводами, и управляемые ключи переменного тока,

10 соединяющие выводы вторичной обмотки согласующего трансформатора с выводами первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, каждый 1-й отвод вторичной обмотки основного

15 трансформатора, кроме последнего соединен через соответствующий управляемый ключ с (1+1)-ым отводе, а ее последний отвод - с первым отводом вольтодобавочного трансфор20матора соответственно. Достоинством этого устройства является высокая эффективность использования ключевых элементов и пониженная установленная мощность трансформаторного оборудо25вания 6 .

Однако требование гальванической развязки ключей между собой приводит к тому, что и в этой схеме каждый тиристор в составе ключа должен уста30навливаться , на свой теплоотводящий i

оадиатор, не имеющий электрических гоединений с другими элементами схемы. Массогабаритные показатели устройства остаются высокими. Монтаж таких устройств усложнен,так как охладители должны устанавливаться внутри корпуса устройства и не должны иметь электрических контактов с корпусом и друг с другом. Вероятность возникновения аварийных режи-, мов из-за возможных замыканий между охладителями вследствие ошибок монтажа или в процессе эксплуатации снижает надежность устройства. Применение в качестве управляемых ключей симметричных тиристоров не приводит к выигрышу в массе охладителей, так как при этом приходится использовать теплоотводы вдвое большей площади и изолировать их друг от друга и от корпуса прибора. Установка силовых полупроводниковых приборов на одном радиаторе через изолирующие прокладки также не дает желаемого эффекта, так как при этом ухудшается отвод тепла от тиристора, что заставляет завышать размеры радиатора, и недоиспользовать тиристоры по току. При этом сохраняется возможность возникновения аварийного режима из-за замыкания между собой двух тиристоров, при повреждении изоляторов.

Целью изобретения является снижение весогабаритных показателей устройства, упрощение монтажа и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве согласующий трансформатор выполнен с m вторичными обмотками, причем один из выводо каждой i-й вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен с (1+1)-ым выводом секционированной первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, а первый вывод первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора и другие выводы вторичных обмоток согласующего трансформатора через управляемые ключи переменного тока, соединены в одну точку.

В данном устройстве все управляемые ключи переменного тока имеют общую точку соединения. При этом, применив в качестве управляемых ключей симметричные тиристоры,-возможн установить все силовые полупроводниковые приборы на одном радиаторе без изолирующих прокладок, и площад радиатора выбрать из условия одновременной работы двух тиристоров. Масса и габариты охладителя (и следовательно устройства) существенно снижаются, монтаж такого устройства упрощается, надежность повышается.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит согласующий трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2, подсоединенную входцьам выводом, и вторичные обмотки 3-5 не имеющие непосредственной гальванической связи между собой, а также вольтодоб&вочный трансформатор 6, вторичная обмотка 7 которого включена между входными и выходными выводами, а первичная обмотка 8 разбита на несколько секций, число которых равно числу вторичных обмоток согласующего трансформатора, и управляемые ключей переменного тока К fK.. . , . .К.Один из выводов

каждой i-й вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен с (i+l)-M выводом первичной обмотки

вольтодобавочного трансформатора,

а ключи ICf ,К2,.. .К|м соединяют другие

выводы вторичных обмоток основного трансформатора и первый вывод первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора в одну точку.

Процесс регулирования протекает аналогично известному: замыкание двух любых ключей позволяет сформировать на нагрузке один уровень напряжения. Причем в данной схеме, как и в известной/возможно осуществить как вольтодобавку, так и вольтовычет.

Таким образом, в данном устройстве можно существенно снизить весогабаритные показатели, упростить монтаж и повысить надежность без введения в новых элементов и усложнения технологии намотки электромагнитного элемента.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий согласующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к вход1Йлм выводам, и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого выполнена секционированной, а вторичная обмотка включена между входным и выходным выводами,и управляемые ключи переменного тока, соединяющие выводы вторичной обмотки согласующего трансформатора с выводами первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью снижения весогабаритных показателей, упрощения монтажа и повышения надежности, согласующий трансформатор

выполнен с У вторичньми обмотками, причем один из выводов каждой т -и вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен с (- + 1)-м выводом секционированной первичной

обмотки вольтодобавочного трансферматора, а первый вывод первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора и другие выводы вторичных обмоток согласующего трансформатора через управляеАа:1е ключи переменного тока соединены в одну точку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 401980, кл. G 05 Р 1/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР 478289, кл. G 05 Р 1/28, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР 585487, кл. G 05 Р 1/16, 1975,

4.Патент CU1A 3732485. кл. G 05 Р 1/30, 323-43,5, 1973.

5.Патент США 3732486, кл. G 05 Р 1/20, 323-13.5, 1973.

6.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2886365/24-07,

кл. Н 02 М 5/257.