Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 758435

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (5 l ) M. Кл.

Н 02 М 7/12 (22) Заявлено 16.05.77 (21) 2484744/24 — 07 с присоединением заявки .%

Государственный комитет СССР (23) Приоритет ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.08.80. Бюллетень ¹ 31 (53) УД К621.314.6 (088.8) Дата опубликования описания 23.08.80 (72) Авторы изобретения

О. Г. Потанин, А. Г, Николаев и В. А, Наймушин (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ников переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматических системах, в которых отклонение электрической величины от заданного значения контролируется одним из блоков системы для восстановления заданного ее значения и может применяться для электропитания высоковольтных потребителей постоянного тока сравнительно небольшой мощности от низковольтных источИзвестен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двухполупериодный мостовой выпрямитель, собранный йо схеме умножения напряжения и подключенный входом через повышающий трансформатор к источнику питания, а выходной диагональю к выходным выводам нагрузки 11). Недос- татками этого устройства являются низкое значение КПД, так как питание нагрузки осуИ ществляется через значительное по величине активное (омическое) сопротивление обмоток трансформатора, а также невозможность регулирования напряжения на нагрузке.

Известен также преобразователь переменного напряжения в постоянное !2), содержащий мостовой выпрямитель, подключенный к источнику питания через индуктивно-емкостной преобразователь, выполненный на линейном дросселе, обмотка которого имеет вывод средней точки, и конденсаторе, и трансформатор. Для регулирования величины напряжения на нагрузке к выводам первичной обмотки .е трансформатора подключены два встречно-параллельно соединенных тиристора. Такой преобразователь имеет завышенное количество полупроводниковых элементов и нерациональное их использование, поскольку одни элементы (тиристоры) используются только для регулирования напряжения на нагрузке, а другие .(вентили выпрямителя) — только для выпрямления переменного тока.

Использование такого количества тиристоров и диодов вызывает дополнительные потери электрической энергии на их омических сопротивлениях, а следовательно, невысокий КПД преобразователя; который еще более уменьшается за счет применения трансформатора. Все это

758435

3 приводит к завышенным массо-габаритным показателям.

Известен также преобразователь переменног напряжения в постоянное, содержащий двухполупериодный однофазный мостовой выпрямитель, выполненный на двух управляемых вентилях и двух конденсаторах, соединенных по схеме удвоения напряжения, и подключенный диагональю постоянного тока к выходным выводам, а общей точкой соединения управляемых вентилей к одному из входных выводов для подключения источника питания, токоограничивающии линейн др

ый оссель, обмотка которого одним концом о подключена к обшей точке соединения конденсаторов, и блок контроля напряжения и управления вентилями 13) .

Недостатками этого преобразователя являются сравнительно узкий диапазон регулирования напряжения на нагрузке, пр ичем максимальное значение напряжения на нагрузке не превышает удвоенной амплитуды напряжения . источника переменного тока; кр к оме того, энергия от источника передается в нагрузку только электрическим способом,, что с точки зрения улучшения массо-габаритных показателей хуже, по сравнению с передачеи энергии одновременно электрическим и р и электромагнитным способами. Далее, линейный дроссель выполняет роль только токоограничивающего реактивного сопротивления и, в этом э м смысле, является пассивным элементом электрической цепи. Кроме того, при использовании низковольтных источников электрическои энергии на добротность индуктивно-емкостного контура в сторону резкого ее уменьшения е ия в значительной степени влияет включение последовательно с ними вентиля, величина прямого падения напряжения на котором зависит от типа применяемого вентиля.

Целью изобретения является увеличение диапазона регулирования напряжения на нагрузке и улучшение удельных энергетических показателей.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем двухполупериодный однофазный мостовой выпрямитель, выполненный на двух управляемых вентилях и двух конденсаторах, соединенных по схеме удвоения напря жения, и подключенный диагональю постоянного тока к выходным выводам, а общей точкой соединения управляемых вентилей к одному из входных выводов для подключения источника питания, токоограничивающии линеиный дроссель, обмотка которого одним концом подключена к общей точке соединения конденсаторов, и блок кочтроля напряжения

4 и управления вентилями, обмотка токоограни чивающсго линейного дросселя снабжена отводом, который через дополнительно введенный конденсатор подключен к другому входному выводу, а второй конец дросселя подключен

5 к общей точке соединения управляемых вентилей указанного выпрямителя.

На фиг. 1 дана принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в постоян10 ное на фиг. 2 дан один из вариантов выполнен ия пр еобразо ва геля.

Преобразователь (фиг. 1) содержит однофазный источник 1 переменного тока, к которому выводами 2 и 3 подключен управляемый

15 двухполупериодный мостовой выпрямитель, выполненный на двух тиристорах 4, 5 и двух конденсаторах 6, 7, соединенных по схеме удвоения напряжения, и выходной диагональю подключенный к выходным выводам для под20 ключения нагрузки 8. Общая точка соединения тиристоров подключена к выводу 3. Токоограничивающий линейный дроссель 9 одним концом подключен к общей точке соединения конденсаторов 6, 7, другим — к общей точке

25 соединения тиристоров 4, 5, а отводом — через дополнительный конденсатор 10 к выводу 2.

Кроме того, преобразователь содержит блок 11 контроля напряжения и управления тиристорами.

Устройство по фиг. 2 вместо конденсаторов

6, 7 содержит тиристоры 12, 13, а линейный дроссель 9 включен по схеме понижающего. автотрансформатора. В этом случае конденсатор 10 целесообразно исключить из схемы.

Устройство по фиг. 1 работает следующим образом.

Пусть в один, например, положительный полупериод изменения напряжения источника 1 потенциал на выводе 2 выше потенциала на

40 выводе 3. В этом случае составляющая тока источника (ток нагрузки) будет протекать по цепи: вывод 2, конденсатор 10, часть обмотки (верхняя по схеме) линейного дросселя 9, конденсатор 7, нагрузка 8, тиристор 4, вывод

3, В следующий отрицательный полупериод изменения напряжения источника 1 ток нагрузки потечет по цепи: вывод 3, тиристор 5, нагрузка 8, конденсатор 6, часть обмотки дросселя 9, конденсатор 10, вывод 2. Налее процессы будут повторяться. При оцслонении

50 величины напряжения на нагрузке от заданного значения происходит сравнение этой величины с заданным (эталонным) значением в блоке

11 контроля напряжения и управления тиристорами, формируется сигнал управления, пода55 ваемый на управляющие электроды тиристоpos 4, 5, пропорциональный величине рассогласования, что позволяет изменять угол управле ния тиристорами, и, тем самым, регулировать

758435 фиаl

ЦНИИПИ Заказ 5649/47 Тираж 783 Подписное

Филиал 11П11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 величину среднего значения напряжения на нагрузке.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двухполупериодный однофазнъгй мостовой выпрямитель, выполненный на двух управляемых вентилях и двух конденсаторах, соединенных по схеме удвоения напряжения, и подключеннъгй диагональю постоянного тока к выходным выводам, а общей точкой соединения управляемых вентилей к одному из входных выводов для подключения 15 источника питания, токоограничивающий линейный дроссель, обмотка которого одним концом подключена к обшей точке соединения конденсаторов, и блок контроля напряжения и управлениявентилями, отличаюшийся эр тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования напряжения на нагрузке и улучшения

6 удельных энергетических показателей, обмотка токоограничивающего линейного дросселя снабжена отводом, который через дополнительно введенный конденсатор подключен к другому входному выводу, а второй конец дросселя подключен к общей точке соединения управляемых вентилей указанного выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Исаков Ю. А. и др. Основы промышленной электроники. Техника, Кое, 1976, с, 373, рис. 19,,10а.

2. Вакуленко В. М. Тиристорное управление индуктивно-емкостным преобразователем при зарядке емкостных накопителей энергии.

"Проблемы технической электродинамики", Киев, Вып. 29, 1971, с. 62, рис. 1.

3. Закревский С. И. и др. Источники питания электрических нагрузок с переменными п»раметрами, Киев, "Проблемы технической электродин»мики", вып. 45, 1974, с, 126. рис. 1.