Выходной блок многоячейкового преобразователя

Выходной блок многоячейкового преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированию выходных блоков многоячейковых преобразователей. Цель изобретения - повышение надежности и качества выходной энергии. Выходной блок многоячейкового преобразователя содержит трансформатор, первая 1 и вторая 2 вторичные одновитковые обмотки выполнены в виде стержней. На стержнях размещены две группы магнитопроводов 5 с первичными обмотками, разделенных изоляционными прокладками 7. На одноименных концах стержней закреплены теплоотводы 8 и 9. Диоды 10 и 11, установленные на теплоотводах, подсоединены к первому тоководу 15 через отверстие, в котором пропущены изолированные прокладками 16 вторые концы стержней. На вторых концах стержней закреплен второй токовод 18. Многозвенный LC - фильтр размещен на токоведущем стержне, соединенном с вторым тоководом. Каждое звено фильтра выполнено в виде секции, состоящей из двух пластин, между которыми размещен блок 19 конденсаторов и дроссель 22, выполненный в виде магнитопровода с уплотнительными прокладками, надетого на токоведущий стержень. Одна из пластин подключена к первому тоководу, а другая крепится на токоведущем стержне. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

us ®> n>) А1 (51) 4 Н OI L 25/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР! (21) 4357375/24-07 (22) 05.01.88 (46) 30.11.89. Бюл. К 44 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники. (72) А,Н,Евсюков, В.Ф.Кощевец и А.Ю,Башкиров (53) 621,315 (088 .8) (56) Патент С1ЧА N - 4292665, кл, Н 02 М 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

9 1387073, кл. Н 01 L 25/02, 1986.

2 (54) ВЫХОДНОЙ БЛОК МНОГОЯЧЕИКОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированию выходных блоков многоячейковых преобразователей, Цель изобретения— повышение надежности и качества выходной энергии. Выходной блок многоячейкового преобразователя содержит трансформатор, первая 1 и вторая 2 вторичные одновитковые обмотки выполнены в виде стержней. На стержнях размещены две группы магнитопроводов

5 с первичными обмотками, разделенных изоляционными прокладками 7.

1525775

10

На одноименных концах стержней за креплены теплоотводы 8 и 9. Диоды

10 и 11, установленные на теплоотводах, подсоединены к первому тоководу

15,через отверстие, в котором пропущены изолированные прокладками 16 вторые концы стержней. На вторых концах стержней закреплен второй токовод

18. Многозвенный .С-фильтр размещен на ToKoBepymeM стержне, соединенном с вторым тоководом,, Каждое звено

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированию выходных блоков многоячейковьтх пре образователей, и может быть исполь,зовано в устройствах электропитания ! на токи в сотни и тысячи ампер на

;основе преобразователей напряжения ,со звеном повыщенной частоты, Цель изобретения — повьпкение надежности и качества выходной энер гии.

На чертеже, приведена конструк: ция выходного блока многоячейкового преобразователя.

Выходной блок многоячейкового, преобразователя содержит трансформатор, первую 1 и вторую 2 вторичные ,;одновитковые обмотки, выполненные ,,в виде стержней, на которых размещены соответственно первая 3 и вто рая 4 группы из n ìàãíèòoïðoâîäîâ

5 с первичными обмотками 6, разделенных изоляционными прокладками

7, причем на одноименных концах первого 1 и второго 2 стержней закреплены первый 8 и второй 9 теплоотводы, на которых установлена первая 10 и вторая 11 группы диодов соответственно, причем теплоотводы выполнены из двух пластин: алюминиевой 12, снабженной ребрами, и медной 13, соединенных вместе и расположенных таким образом, что со стороны медной пластины 13 установлены первыми выводами диоды, вторые выводы которых подсоединены проводниками 14, расположенными снаружи магнитопроводов

5 с первичными обмотками 6, к первому тоководу 15, через отверстие в котором пропущены изолированные прокладками 16 вторые концы первого 1 и второго 2 стержней, на которых через изоляционную прокладку 17

45 фильтра выполнено в виде секции, состоящей из двух пластин, между которыми размещен блок 19 конденсаторов и дроссель 22, выполненный в виде магнитопровода с уплотнительными прокладками, надетого на токоведущий стержень. Одна иэ пластин подключена к первому тоководу, а другая крепится на токоведущем стержне. 1 ил. закреплен второй. токовод 18, блок конденсаторов 19, соединенных с первым тоководом 15, к секций фильтра, разделенных изоляционными прокладками 20, токоведущий стержень

21, соединенный с вторым тоководом

18, дроссель 22 в каждой секции фильтра, выполненный в виде магнитопровода 23 с уплотнительными прокладками 24, первую 25 и вторую 26 пластины, между которыми крепится блок конденсаторов 19 и дроссель

22, расположенный таким образом, что токоведущий стержень 21 проходит через отверстие в первой пластине

25, противоположные стороны которой крепятся к первому тоководу 15, магнитопровод 23 и отверстие во второй пластине 26, которая крепится к токоведущему стержню 21 при помощи контактной втулки 27, Выходной блок многоячейкового преобразователя работает следующим образом.

К первичным обмоткам 6, расположенным на магнитопроводах 5, прикладывается напряжение повьпденной частоты, сформированное однотактными инверторами. Число магнитопроводов равно числу одйотактных инверторов в преобразователе. Магнитный поток в каждом из и магнитопроводов можно

I модулировать независимо. Суммирование

ЭДС, наведенных этими магнитными потоками, происходит в каждом иэ двух общих контуров, которые образо" ваны стержнями 1, 2 проходящими соответственно внутри первой 3 и второй

4 групп магнитопроводов с первичными обмотками, Исключить влияние магнитопровода трансформатора, не участвующего в передаче энергии на ток в общем контуре, можно, закорачивая

1525775

10

20

В связи с расширением применения сверхпроводников в электротехнике, электромашиностроении и т.п. растет потребность в устройствах электроI питания с сильноточным низковольтным выходом, широким диапазоном регулирования и малым:..уровнем пульсаций выходной величины. Устройства электропитания этого класса наиболее целесообразно выполнять на основе преобразователей напряжения с многозонным широтно-импульсным регулированием в звене повышенной частоты.

Предложенный выходной блок может быть применен в таких преобразователях с выходным напряжением единицы десятки вольт при токе сотни — тысячи ампер. его первичную обмотку при помощи ключей соответствующего однотактного инвертора. В первый полупериод частоты преобразования выходное напряжение, наведенное в стержне 1, выпрямляется группой диодов 10, во второй полупериод выходное напряжение, наведенное в стержне 2, выпрямляется группой диодов 11, Выпрямленное напряжение подается на сглаживающий фильтр. Для эффективного использования блока конденсаторов

19 в сглаживающий фильтр введен одновитковый дроссель 22, выполненный в виде магнитопровода 23, расположенного на токоведущем стержне, между двумя пластинами, первая из которых припаяна к первому тоководу, а вторая крепится к токоведущему стержню при помощи контактной втулки. Та-кая конструкция позволяет увеличить коэффициент сглаживания пульсаций, а следовательно, и качество выходного напряжения, за счет увеличения количества I,C-секций, не увеличивая при этом количество контактов тоководов, и сохранить компактность выходного блока при увеличении габарита только по одной координате.

Введение дросселя в сглаживающий фильтр также позволяет повысить надежность выходного блока за счет снижения амплитуды тока через диоды выпрямителя и ключевые элементы инверторов многоячейкового преобразователя при включении, малой длительности импульсов для регулятора с НИМ, многозонной 111ИМ и переходных процессах.

Таким образом, по сравнению с известным устройством, предложенная компоновка позволяет ввести в сглаживающий фильтр одновитковый дроссель, что снижает амплитуду тока через диоды выпрямителя и ключевые элементы инверторов многоячейкового преобразователя при включении, малой длительности импульсов для регуляторов с 1 1ИИ и многозонной ИИИ и переходных процессах, а следовательно, повышает надежность.. В предложен ной конструкции введение дросселя не нарушает компактности выходного блока, не увеличивает габаритов фильтра (для однозвенного 1.Ñ-фильтра) и, что особенно важно, не увеличивается количество контактных соединений в цепи выходного тока.

Введение дросселя в сглаживающий фильтр позволяет повысить качество выходной энергии (увеличить коэффициент сглаживания) за счет повышения эффективности работы конденсаторов ,С-Фильтра. Зффвитивиость работы конденсаторов увеличивается с увеичением отношения полного сопротивления предвключенных (выходного блока и дросселя фильтра) и послевключенных (последующий дроссель и нагрузка) элементов и полного сопротивления блока конденсаторов. Особенно значительное влияние на коэффициент сглаживания фильтра введение дрос-селя оказывает на повышенной частоте, при прямоугольной форме тока и напряжения, низком выходном сдпротивлении многоячейкового преобразователя, низком выходном напряжении выходного блока. Параллельное включение большого количества конденсаторов с целью снижения коэффициента пульсаций не позволяет добиться коэффициента фильтрации С-фильтра, равного коэффициенту фильтрации LC-фильтра при одинаковых габаритах и надежности (из-за увеличения емкостного тэка}, т„к. проявляется нелинейный характер полного сопротивления конденсаторов, т.е. с уменьшением переменного тока через каждый отдельный конденсатор его полное сопротивление увеличивается ° Значит, полное сопротивление блока параллельно: включенных конденсаторов снижается при увеличении их количества в меньшей степени, чем при обратно пропорциональном законе, 1525775

10 рмула изобретения

Составитель О,Наказная

Редактор М.Циткина Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 7233/48 Тираж 696 Подписное г

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10f

Кроме того, предложенная конструкция предполагает установку К-секций

LC-"ôèëüòðà при сохранении компактноСти и увеличении габарита только по одной координате. Возможность ус ановки LC-фильтра любого расчетно о порядка позволяет компоновать фи ьтр с требуемыми (оптимальными)

А и ФЧХ из одинаковых (конструкти но). унифицированных узлов.

Выходной блок многоячейкового пр образователя, содержащий трансфо матор, первую и вторую вторичные од овитковые обмотки, выполненные в иде стержней, на которых размеще ы соответственно первая и вторая

rp . пы из и магнитопроводов с перви ными обмотками, разделенных изоля онными прокладками, причем на од оименных концах первого и второго ст ржней закреплены первый и второй 25 те лоотводы, на которых установлена пе вая и вторая группа диодов соотве ственно, причем теплоотводы выло иены из двух пластин: алюминиевой, сн бженной ребрами, и медной, соединенных вместе и расположенных так, чу со стороны медной пластины установлены первыми выводами диоды, вторые выводы которых подсоединены проводниками, расположенными снаружи магнитопроводов с первичными обмотками, к первому тоководу, через отверстие в котором пропущены изолированные прокладками вторые концы первого и второго стержней, на которых закреплены второй токовод, секцию фильтра с блоком конденсаторов, соединенного с первым тоководом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и качества выходной энергии, дополнительно введены k секций фильтра, разделенных изоляционными прокладками, токоведущий стержень, соединенный с вторым тоководом, а в каждую секцию фильтра введены дроссель, выполненный в виде магнитопровода с уплотнительными прокладками, первая и вторая пластины, между которыми установлены блок конденсаторов и дроссель, расположенный так, что токоведущий стержень проходит через отверстие в первой пластине, противоположные стороны..которой подключены к первому тоководу, магнитопровод и отверстие во второй пластине, которая прикреплена к токоведущему стержню при помощи контактной втулки.