Индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока Советский патент 1982 года по МПК G05F3/06 H02M5/06 

Изобретение относится к электротехнике. Известны индуктивно-емкостные преобразователи источника напряжения в источник тока, содержащие для каждой фазы нагрузки настроенные в резонанс на частоте питающей сети дроссель и конденсатор, соединенные одними выводами в Звезду с первым выводом для подключения нагрузки, а вторые выводы дросселя и конденсатора предназначены для подключения к соответствующим фазам питающей сети, коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, подключенного первым входом к датчику нагрузки и т.п. 1 и 2. Недостатком известных преобразователей является потребление тока из сети при обрыве цепи нагрузки, который является несимметричным, что при водит к возникновению несимметрии на ряжений в питающей сети (следует отметить, что режим обрыва .цепи нагрузки достаточно частый, если нагрузка представляет собой электросварочную или другую электродуговую нагр зкуУ. Кроме того, недостатком является наличие .прыганий напряжения на нагрузке Б аномальных режимах. Это явление можно объяснить следующим образом. В результате увеличения сопротивления нагрузки увеличивается нап ряжение на элементах НЭП и на нагрузке, что приводит, например, к насыщению выходного трансформатора НЭП, при этом напряжение на нагрузке резко падает, трансформатор выходит из насыщения и процесс повторяется снова до тех пор, пока проводимость нагрузки не станет равной или больше номинальной. Прыгания напряжения на нагрузке приводят к прыганиям потребляемого сетевого тока и, следователь3, Э но, к прыганиям напряжения сети. Кроме того, во время этого процесса ИЭП генерирует в сеть высшие гармоники, мощность которых весьма большая и соизмерима с номинальной мощностью ИЭП. . При использовании в качестве огра ничивающих элементов выходных трансформаторов напряжение на конденсаторной батарее превосходит номинальное в 2,5 раза, что снижает срок ее службы, кроме того, трансформатор должен иметь значительно завышенную установленную мощность. Цель изобретения - снижение потреб-15 ления энергии из сети при обрыве цепи нагрузки и повышение качества стабилизации тока нагрузки. Поставленная цель достигается за счет того, что преобразователь снабжен датчиком напряжения нагрузки и автотрансформатором со средней отпайкой, выводы которого предназначены для подключения к фазам питающей сети, соответствующим дросселю и кон денсатору, к средней отпайке через коммутирующий элемент подключена общая точка указанной Звезды, а второй вход блока управления подключен к датчику напряжения нагрузки. Преобразователь снабжен датчиком напряжения на конденсаторе, выход которого подключен к дополнительному входу блока управления. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя. Дроссель 1, конденсатор 2 и нагруз КЗ 3 соединены одними выводами в Зв ду, общая точка которой через комму тирующий элемент k подключена к сред ней отпайке автотрансформатора 5, вторые выводы дросселя, конденсатора и нагрузки подключены к фазам сети. Управляющий вход коммутирующего элемента 4 соединен с выходом блока 6 управления, входы которого соединены с датчиками тока 7 и напряжения 8 нагрузки и датчиком напряжения конденсатора 9. Преобразователь работает следующим образом. При превышении напряжения на нагрузке 3 свыше допустимого датчик нап ряжения выдаст сигнал, который посту пает на блок управления, в результате чего блок управления включает коммутирующий элемент (ключ) ,который общую точку соединения конденсатора 2, дросселя 1 и нагрузки. 3 соединяет со средней отпайкой авто- трансформатора 5. Таким образом, конденсатор и дроссель включаются на два одинаковые по величине и фазе напряжения и, так как они настроены в резонанс и, следовательно, полностью компенсируют друг друга, то из сети они не потребляют тока, а следовательно, и энергии. (Это утверждение справедливо, если пренебречь активными токами и током нама:- ничивания автотрансформатора, которые весьма малы по сравнению с номинальными - 1-5%). Поэтому при обрыве цепи нагрузки ИЭП практически не оказывает никакого влияния на питающую сеть, в отличие от устройстваналогов и прототипа, в которых при обрыве цепи нагрузки ИЭП потребляют из сети несимметричный ток, величина которого не ниже номинального (как правило, выше),что приводит к дополнительным потерям и к возникновению несимметрии напряжении в питаюЩ й сети, которая отрицательно сказывается на других потребителях. Нагрузка в результате включения коммутирующего ключа включается на источник напряжения - фаза питающей сети и Ьтпайка автотрансформатора, напряжение которого (U,) не превышает номинального напряжения на на1- рузке. При этом датчик тока осуществляет контроль за током нагрузки (jj) и, следовательно, за ее проводимостью (YH), так как УН -j. При восстановлении рабочих параметров нагрузки, а именно : ом номинальное значение проводимости нагрузки, датчик тока выдаст сигнал на блок управления, который отключает коммутирующий ключ, и ИЭП переводится в рабочий режим, в результате чего исключается прыгание напряжения на нагрузке. В ИЭП конденсатор является элементом, который чаще других выходит из строя из-за перенапряжений, поэтому устройство имеет еще,и датчик напряжения на конденсаторе 9, который через блок управления включает коммутирующий ключ при превышении напряжения на конденсаторе свыше допустимого. Это может,например, произойти, если выйдет из строя датчик напряжения на нагрузке или при изменении реактивной составляющей тока нагрузки.