Преобразователь постоянного напряжения в постоянный ток

Преобразователь постоянного напряжения в постоянный ток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий последовательно соединенные инвертор , индуктивно-емкостный преобра ,зователь, трансформатор и выпрямитель , отличающийся тем, что, с целью снижения величины пуль сации выпрямленного тока в нагрузке, ;он снабжен управляемым по частоте и напряжению источником тока тройной частоты и вторым трансформатором, вход которого подсоединен к выходу источника тройной частоты, а выход подключен к входу выпр1ямителя параллельно выходу первого трансформатора , двумя формирователями/импульсов, фазовым детектором,фильтром низких частот , двумя выпрямителями, сумматором и интегратором, причем входы формирователей подключены к дополнительным обмоткам первого и второго трансформаторов , а выходы - к входам фазового детектора, i выход которого через фильтр 1ШЗКИХ частот присоединен к управляю§ щему частотному входу источника тока тройной частоты, входы выпрямителей подключены к дополнительным обмоткам трансформаторов,а выходы через последовательно включенные сумматор и интегратор подключены к управляемому по. р напряжению входу источника тока тройной частоты. ч1 1 9 Со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NIIWHIAN

РЕСПУБЛИН

0% (!1) BC Н 02 М 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автооамоми саидетвпьству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕ 1А@ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3586270/14-07 (22) 04.05.83 (46) 07.10.84. Бюл. В 37 (72) И.В.Волков, В.Н.Губаревич, В.М.Рябейький, С.М.Исаков, В.П.Кабан и В.В.Ярою

1 (71) Институт электродинамики

АН Украинской CCP (53) 621. 314 ..58 (088 . 8) (56) 1. Мипях А.Н, Волков И.В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей.

Киев, "Наукова думка", 1974, с.198.

2. Там же, с. 203. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий последовательно соединенные ин вертор, индуктивно-емкостный преобра,зователь, трансформатор и выпрямитель, отличающийся тем, 1что, с целью снижения величины пуль- сации выпрямленного тока в нагрузке, . он снабжен управляемым по частоте и напряжению источником. тока тройной частоты и вторым трансформатором, вход которого подсоединен к выходу источника тройной частоты, а выход подключен к входу выпрямителя параллельно выходу первого трансформатора, двумя формирователями импульсов, фазовымдетектором,фильтром низких частот, двумя выпрямителями, сумматором и интегратором, причем входы формирователей подключены к дополнительным обмоткам первого и второго трансформаторов, а выходы - к входам фазового детектора,, выход которого через фильтр .низких частот присоединен к управляющему частотному входу истоЧника то- I ка тройнойчастоты, входы выпрямителей подключены к дополнительным. обмоткам трансформаторов,а выходы черезпослеМдовательно включенные сумматор и интеграторр подключены к управляемому по: напряжению входу источника тока

;. B .тройной частоты.

793

1 1117

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания потребителей с повышенным качеством выпрямительного тока. 5

Известны преобразователи постоянного напряжения в,постоянный ток, содержащие последовательно соединенные индуктивно-емкостный преобразователь, выпрямитель и нагрузку, параллельно которой подключен выход второго индук:тивно-емкостного преобразователя, вход. которого соединен с питающей сетью через преобразователь частоты, . позволяющий обеспечить нагрузку ста- 15 бильнь1м током с малым уровнем пульсации (1).

Недостаток этого устройства заключается в низкой эффективности ком,пенсации гармоник выпрямленного то- 20 ка иэ-за сложности обеспечения балан-, са фаз и амплитуд пульсирующей составляющей тока выпрямителя и второго индуктивно-емкостного преобразователя при изменении нагрузки. 25 рого через фильтр низких частот присоединен к управляющему частотному входу источника тока тройной частоты, входы выпрямителей подключены к дополнительным обмоткам трансформаторов, а выходы через последовательно включенные сумматор и интегратор подключены к управляемому по напряжениювходу источника тока тройной частоты.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— эпюры токов на выходах трансформаторов и в нагрузке.

Устройство содержит инвертор 1, индуктивно-емкостный преобразователь

2, трансформатор 3, выпрямитель 4 и нагрузку 5, а также регулируемый источник 6 тока тройной частоты и трансформатор 7.

Входы формирователей 8 подключены к дополнительным обмоткам трансформаторов 3 и 7, а их выходы присоединены к входам фазового детектора 9, выход которого через фильтр 10 низких частот подключен к управляющему

Известен преобразователь постоянного напряжения в постоянный ток, содержащий последовательно соединенные инвертор, индуктивно=емкостный преобразователь, трансформатор и вып- 0 рямитель 1 2).

Недостаток известного устройства— высокий уровень пульсаций тока в нагрузке.

Цель изобретения — снижение величи- 35 ны пульсации выпрямленного тока в нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения в постоянный ток содер- 40 жащий последовательно соединенные инвертор, индуктивно емкостный преобразователь, трансформатор и выпрямитель, снабжеи управляемым по частоте и напряжению источником тока трой- 45 ной частоты и вторым трансформатором, вход которого попсоединен к выходу источника тройной частоты, а выход подключен к входу выпрямителя параллельно выходу первого трансформатора,50 двумя формирователями импульсов, фазовым детектором, фильтром низких .частот, а также двумя выпрямителями, сумматором и интегратором, причем . входыфорьырователей подключены к до-, 55 полнительным обмоткам первого и второго трансформаторов, а выходы — к, входам фазового детектора, выход коточастотному входу источника 6 тока тройной частоты. Выходы выпрямителей

11, подключенных к дополнительным об= моткам трансформаторов 3 и 7. через сумматор 12 и интегратор 13 соединены с управляющим по напряжению входом источника 6 тока .тройной частоты.. Устройство работает следующим образом.

Инвертор 1 генерирует напряжение частотыЖ постоянной амплитуды, которое подается на индуктивно-емкостный преобразователь 2 источника напряжения в источник тока. С выхода последнего синусоидальный ток частоты через трансформатор 3 поступает на выпрямитель 4 и далее на нагрузку 5. Источник 6 тока тройной частоты генерирует синусоидальный ток частоты ЗШ.„ который через трансформатор 7 подается к входу выпрямителя 4. Таким образом, результирующий ток 1, подводймый к выпрямителю 4, определяется суммой выходных токов трансформаторов 3 и 7:

1=3 (з1пм11+ р зюЗси ), где Р = / „ j 1 З вЂ” амплитуды токов

=3 /э Э 1 соответственно частот ы,и Зщ,.

В связи с тем, что ток, подводимый к выпрямителю, приближается к прямоугольной форме, коэффициент пульсации выпрямпенного тока на выходе одп

Минимальное значений Ки для предлагаемой схемы выпрямителя: наблюдается при и равно К„= 0,332. При от3 сутствии третьей гармоники величина

Ки = 0,483 .

При появлении фазового рассогласования между токами основной и утроенной частот, также при нарушении соотношения между амплитудами токов величина К„ выпрямленного тока будет

15 возрастать. Это явление может наблюдаться, например, при изменении нагрузки, питающих напряжений, подводимьп. к инвертору 1 и источнику 6 тока тройной частоты и т.д.

При появлении фазового рассогласования между токами частот tug 3 (фиг. 2) включается в работу схема фазовой автоподстройки частоты, состоящая из блоков 8- 9. Формирователи

8 однотипные и предназначены для формирования узких прямоугольных импуль-. сов при переходе синусоид тока через нуль в положительном направлении (фиг. 2б, в). Полученные импульсы с частотами следования а„и 3м „ подаются на два входа фазового детектора

9, функции которого может выполнять, например, триггер с раздельными входами. Импульсы частоты м„: перебра- . Ы5 сывают триггер в единичное состояние, а ближайший импульс частоты 3+ перебрасывает его в нулевое состояние. В результате на выходе фазового . детектора 9 появляются однополярные 40 прямоугольные импульсы (фиг. 2г), которые преобразуются фильтром 10 в постоянное напряжение, предназначенное для управления инвертором 1.

Это напряжение поступает на управ- 45 ляющий частотой вход источника 6 тройной частоты и подстраивает его

Э 11177 нофазного двухполупериодного выпрямителя определяется выражением

93 частоту таким образом, чтобы скомпенсировать возникающую разность фаз между токами частот ы„и 3 ь„. В тех случаях, когда в устройстве возможные резкие изменения фазы источника

6 тока, превышающие 60 зл. град., то между формирователем 8, подключенным к трансформатору 7, и фазовым детектором 9 целесообразно установить делитель частоты на три. Статистическая точность слежения за фазой может быть повышена, если фильтр 10 заменить интегратором.

При отклонении амплитуды тока тройной частоты от оптимального (заданного значения) на выходе сумматора

12 появляется сигнал, определяемый разностью выходных сигналов выпрямителей 11. Этот сигнал через генератор 13 подается на управляющий по напряжению вход источника 6 тока тройной частоты для подстройки его амплитуды.

Так как в установившемся режиме напряжение на выходе сумматора 12 должно быть равно нулю, при равенстве чисел витков обмоток трансформатора 7 коэффициент р. устанавливается соотношением витков обмоток, подключенных к формирователю 8 и выпрямителю 4, трансформатора 3.

Положительный технический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в снижении коэффициента пульсации тока на выходе выпрямите лей. В результате анализа установлено, что в трехпульсных выпрямителях коэффициент пульсации выходного тока снижается в 3,95 раза, а в шестипульс. ньм — в 11,6 раза. Благодаря этому снижаются установленные мощности как сглаживающих фильтров, так и всей установки, поскольку мощность источника тока тройной частоты расходуется не только.на снижение величины коэффициента пульсаций, но и на увеличение среднего значения выпрямленного тока.

3 )17793

Фие.7

Фие 2

Заказ 7273/41 Тираж 666 По писное

В

Филиал ППП тент, г. Ужгород, ул.Проектная,4