Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/155 

() РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

1 Изобретение относится к регули:руеуым выпрямителям и может быть использовано для управления различными технологическими процессами и электротехнологическими установками, особенно, где требуется сочетание глубокого регулирования пульсирующего напряжения с сохранением его кйчества.:,

Известно устройство для регулирования выпрямленного напряжения, содержащее один или несколько по числу фаз питающей сети переменного тока однофазных ферромагнитных удвоителей частоты, подключенных входными зажимами к питающей сети, а выходными зажимами через однополупериодные выпрямители к нагрузке. В случае получения пульсирующего напряжения с числом пульсаций питание указанного устройства осуществляется от преобразователя трехфазной системы напряжений в требуемую многофазную (преобразователя числа фаз, ПЧф) fll.

Недостатком данного устройства яв- ляется изменение коэффициента пульсаций с изменением глубины регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый преобразователь переменного напряжения в лостоянноё, содержащий подключенный к источнику питающего напряжения магнитно-тиристорный умножитель частоты, выход которого соединен с цепью первичной о1бмотки согласующего трансформатора, в цепь вторичной обмотки которого включен однофазный диодный выпрямитель, и линейный дроссель 2 .

Недостатками известного устройст-ва являются невозможность регулирования выпрямленного напряжения в сторону его понижения, непостоянный коэффициент пульсаций на всем диапа зоне регулирования.

Цель изобретения - получение выходного напряжения с постоянным коэфне регулирования. Поставленная цель достигается тем что в регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное содержащий подключенный к источнику питающего напряжения магнитно-тиристорный умножитель частоты, выход которого соединен с цепью первичной обмотки согласующего трансформатора в цепь вторичной обмотки которого включен однофазный диодный выпрямитель, и линейный дроссель, введен конденсатор, включенный параллельно первичной обмотке согласующего транс форматора, последовательно с которой соединен указанный линейный дроссель образующий с конденсатором колебательный контур, собственная частота которого не менее, чем в 1,5 раза превосходит выходную частоту магнитн тиристорного умножителя частоты. На фиг. дана блок-схема регулируемого преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема преобразователя для случая, когда кратность умножения частоты равна девяти; на фиг. 3 - эпюры токов и напряжений. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг. 1) содержит магнитно-тиристорный умножитель частоты в целое число раз, состоящий из двух блоков: блока 1 преобразования числа фаз (ПЧФ) и блока 2 тиристоров. На вход ПЧФ 3подается трехфазное напряжение промышленной частоты. Между нулевой точкой ПЧФ 1 и общей точкой тиристоров 2 включен блок 6 коммутации. Через однофазный согласующий трансформатор 7 однофазный выпрямитель 8 под ключен к блоку 6 коммутации. Нагрузка подключена к выводам 9 и 10. На фиг 2 магнитно-тиристорный умножитель частоты представлен в виде выходных фазных обмоток ПЧФ 11-19 к которым подключены встречно-параллельно соединенные тиристоры 20-37 свободные концы которых объединены и их общая точка соединения через линейный дроссель 38 соединена с одним выводом первичной обмотки согласующего трансформатора 39, ДРУГОй вывод которой подключен к общей точке соединения выходных фазных обмоток ПЧФ 11-19. К вторичной обмотке согласующего трансформатора 39 подтель, выполненный на диодах fO-tB. Выход постоянного тока выпрямителя соединен с выводами 9 и 10 для подключения нагрузки. Параллельно первичной обмотке согласующего трансформатора 39 включен конденсатор 4. Работа преобразователя происходит следующим образом. Тиристоры, подключенные к обмоткам 11-191 работают в следующей очередности: 21-30-23-32-25-3 -27-3629-20-31-22-33-2 -35-26-35-26-37-28. На фиг. За показано преобразование входного трехфазного напряжения, в девятифазное U, где цифрами П-19 показаны напряжения на обмотках (11-19). Выходное пульсирующее напряжение нагрузки U 9, Ю (фиг. Зв,д) опреДеляется напряжением на конденсаторе его мгновенное значение равно. где UH - мгновенное напряжение на нагрузке; UQ - мгновенное значение напряжения на конденсаторе 4; К - коэффициент трансформации по напряжению выходного согласующего трансформатора 39. Пусть при t (фиг. Зб,в,г,д) напряжение на конденсаторе k имеет полярность, как показано на фиг. 2, ауправляющий импульс подан на тиристор 21. Параметры дросселя 38 и конденсатора , а также значение приведенного к первичной обмотке однофазного трансформатора 39 активного сопротивления нагрузки выбраны таким образом, чтобы ток, протекающий через тиристоры, имел колебательный характер, т.е. вышеперечисленные элементы образуют колебательный контур, частота которогб .uj, где U) - круговая чгстота питающей сети; кратность промежуточного умножения частоты (в данном случае К 9). На интервале t2-t3 работы тиристора 21 конденсатор перезаряжается, меняя знак в момент t2, и напряжение на нем достигает максимального значения в момент tj, когда ток тиристора 21 спадает до нуля, а сам он закрывается. На интервале напряжение кон денсатора t уменьшается за счет его разряда на приведенное сопротивление нагрузки с постоянной времени. t K -RHC, где R - сопротивление нагрузки; С - величина емкости конденсатора 44. В момент времени tA включается ти . ристор 30 и колебательный процесс перезаряда конденсатора k повторяется. В момент времени tг заряд меня ет свой знак и достигает максимального значения при t. Далее работа устройства происходит аналогично вышеописанному. , Как показали расчеты, при выполнении соотношения ,..2г / н; f ЧТО всегда возможно при правильном выборе К и изменении угла регулирова ния otот 90 до 180 эл.град. длительность протекания тока через тиристоры не меняется, а коэффициент пуль саций выходного пульсирующего напряжения выпрямителя остается постоянным. На фиг. 36,в даны эпюры тока ijg на дросселе 38 и напряжения на нагрузке при угле регулирования, рав ном eL 90 эл.град., на фиг. Зг,д, даны эпюры тока и напряжения &А при угле регулирования, равном ot 150 эл.град. Цифрами обозначены но 4;;ра включающихся тиристоров. Техническими и технико-экономичес кими преимуществами регулируемого преобразователя переменного напряжения .в постоянное является то, что он позволяет полу14ить широкодиапазонное р1гулир6вание выпрямленного 1;)апряжения как в сторону увеличения, так и в сторону понижения с возможностью длительной работы на любом установле ном уровне при работе устройства на активно-индуктивную нагрузку. Снизить установленные мощности и габариты выходных реактивных фильтров вследствие постоянства коэффициента пульсаций, выходного напряжения, что соответственно повышает динамичность всег: го устройства. Кроме того, позволяет уменьшить влияние выпрямителя на пи-, такщую сеть, так как коэффициент искажений потребляемых из сети токов не меняется при регулировании выходного пульсирующего напряжения выпрямителя, формула изобретения Регулируемый преобразователь .переменного напряжения в постоянное, содержащий подк/яоченный к источнику питаюцего напряжения магнитно- тиристорный умножитель частоты, выход ко торого соединен с целью первичной , обмотки согласующего трансформатора, в цепь вторичной обмотки которого включен однофазный диодный выпрямитель, и линейный дроссель, о т л и ; чающийся тем, что, с целью получения выходного напряжения с постоянным коэффициентом пульсаций на всем диапазрне регулирования, введен конденсатор, включенный параллельно первичной;обмотке согласующего трансформатора , последовательно с которой, соединен указанный линейный дроссель, образующий с крнденсатором колебательный контур, С9бственная частота которого не менее, 1чем в 1,5 раза превосходит выходную частоту магнитнотиристорного умножителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при -экспертизе 1.Сарв В., Оявээр И, Саккс Т., Хунт Ю. Магнитные преобразователи ., электроэнергии с удвоением частоты. Таллин, 1972. 2.Авто|1ское свидетельство СССР tP , кл. Н 02 М 7/06, 1973.

j 5 Ф Ф Ф

j/

/ f

i i,

фиг.1

t/fl/ff 19 // 12 /J ff4 /5 16 /7

a

90м.ера. 35 37 г/ гз 25 21 /S J/ /J

38

A/U/kA Л Л Л Л Д V V М V V V У 26 3Z jf/- 36 го сХ г fSfffj7. гра5. 35 37 35 21 30 2Ъ А / А А zizisie фуг J / I/ гг г 25 А