Индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока

Индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРКтКНИЯ ""8 З ЗО

Союз Соеетскнх

Соцмалистических

Республик.Ф

Ч с Ф

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 300376 (21) 2342983/24-07 (51) М. (л

3 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет6 05 F 3/06

Н 02 М 5/04

Государствеммы» коммтет

СССР мо делам мзобретеммм м открытмм

Опубликовано 15.1081. бюллетень 89 38

Дата опублмковамия описания 151081 (53) УДК 621. 316..72(088.8) д

P.A.Ãðèãîëèøâèëè и 3,Г.Тадумадзе,I Г j.„1 7 . (."е (, .

1ст1: а 1 к ю., (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИНДУКТИВНО-EMKOCTHHA ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ

ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания нагрузок неизменным током.

Известен индуктнвно-емкостный преобразователь источника напряжения в

5 источник тока, содержащий для каждой фазы нагрузки дроссель и конденсаторную батарею с равными по величине реактивными сопротивлениями на частоте питающей сети, в котором указанный дроссель выполнен нелинейным (1).

Недостатком этого, устройства яв-.

i ,ляется то, что из-за наличия дросселя с ферромагнитным сердечником .в. резонансной цепи при широком измене- 15 нии напряжения резонанс в цепи нарушается, и оно не может быть использовано для питания нагрузок с широким изменением сопротивления °

Известен также индуктивно-емкост- 20 ный преобразователь, содержащий дроссель и конденсаторную батарею с рав« ными по величине реактивными сопротивлениями на частоте питающей системы напряжений, одни выводы которых соединены с первыми выводами нагрузочной цепи в звезду, а вторые выводы дросселя, конденсаторной батареи и нагрузочной цепи соединены с выводами для подключения к питаю- .30 щей трехфазной системе напряжений, и дополнительный дроссель, один вывод которого подключен к общей точке звезды (2).

Недостатком данного устройства является низкая надежность из-эа перенапряжений холостого хода.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства., Для этого дополнительный дроссель выполнен нелинейным, а его второй конец подключен к нулевой точке питающей системы.

При однофазной нагрузке вторые выводы дополнительного дросселя подключены к выводу нейтрали питающей системы напряжений.

При трехфазной нагрузке вторые концы дополнительных дросселей соединены в звезду .

На фиг. 1 представлена схема преобразователя для однофазной нагру-.на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений на элементах преобразователя; на фиг. 3 = преобразователь для . питания трехфазной нагрузки, вариант; на фиг. 4 — экспериментальная вольт-амперная характеристика.

Индуктивно-емкостный преобразо- . ватель источника напряжения в источ873230 ник тока ИЕП состоит из силового согласующего трансформатора Т> и реактивных элементов — дросселя .и батареи конденсаторов С. Последние соединены в звезду, одним

:лучом которой является первичная обмотка фазы силового трансформатора Тр, вторым лучом, отстающим от первого по фазе, — дроссель L и тре- тьим — батарея конденсаторов, реак1 тивное сопротивление которой равно реактивному сопротивлению дросселя.

Дополнительный дроссель Др подключен к общей точке звезды и нейтрали питающей системы. На фиг, 2 приведена вектоРнаЯ диагРамма, где По, исо(UL0 — соответственно напряжения на трансформаторе Тр, конденсаторной батареи С и дросселе L при номиналь I н >м режиме работы: UXX ° Псо (. UJ,Of— соответственно напряжения на трансформаторе Тр, конденсаторной батарее gQ

С и дросселе L при холостом режиме работы без дополнительного дросселя

Ц f ff

Др; U Xyq f Uf-.pq f П(,О(— соответственно напряжения на трансформаторе Тр, конденсаторной батарее С,и дросселе >5 при холостом режиме работы с дополнительным дросселем Др.

Как известно, ток нагрузки такого устройства II не зависит от сопротивления нагрузки Н Хи =И(0лj)(), где п коэффициент трансформации силового трансформатора; U> — напряжение питающей сети; х — реактивное сопротивление батареи конденсаторов(равное сопротивлению дросселя). Это придает

35 индуктивно-емкостному преобразователю свойства источника тока и обеспечивает стабилизацию тока нагрузки при изменении величины сопротивления нагрузки. Однако при переходе источника в режим холостого хода при НН" о<>тео- 40 ретически V> и соответственно стремятся в бесконечность напряжения на все элементы установки. Практически при наличии согласующего трансформатора железо сердечника трансформатора насыщается уже при (JxX= 1,2Пн (фиг. 2), нагрузка становйтся чисто индуктивной и, как показано на векторной диаграмме (фиг. 2),.напряжение на конденсаторной батарее увеличивается примерно в 2,6 раза, а на дросселе в .1,6 раза. Соответственно для обеспечения работы известного устрОйства, рассчитанного на номинальный режим, в режиме холостого хода необходимо увеличение установленной мощности конденсаторной батареи С в 6,75 раза, а дросселя L в 2,5 раза.

Для ограничения возрастания напряжений на элементах устройства меж- О ду нейтралью питающей сети P (фиг.l) и искусственным нулем индуктивноемкостного преобразователя включен дополнительный дроссель Др с железным сердечником. Железо сердечника дросселя выбрано таким образом, что при номинальном режиме работы устройства оно еще не насыщено, сопротивление дросселя велико, и ток, проходящий через него, мал, вследствие чего при номинальном режиме работы дополнительный дроссель Др пот ребляет мало энергии. При переходе устройства в режим холостого хода напряжение на дополнительном дросселе возрастает и его железо насыщаетI ся. При этом на согласующем трансформаторе Тр, конденсаторной батарее С и дросселе L устанавливаются соот-! If ветственно напряжения U x x () со, UI. (фиг. 2) . При этом установленная мощность дополнительного дросселя Др равна 0,12 Рн, в то время как установленные мощности основных реактивных элементов уменьшаются — конден" саторной батареей С в 1,66 раза и дросселем L в 2,1 раза. При питании трехфазной нагрузки индуктивно-емкостные преобразователи каждой фазы

ИЕП 1, ИЕП 2, ИЕП 3 соединены с сетью круговым перемещением фаз, а к их искусственным нулям 01, 02 и 03 подсоединены обмотки дополнительного дросселя с железным сердечником

Др, соединенные друг с другом в звезду . Нагрузка R+ подключена к согласующему трансформатору Тр через выпрямительный блок Дl-Д6.

Из экспериментальной вольт-амперной характеристики устройства (фиг.4) видно, что это устройство имеет почти прямоугольную характеристику и при увеличении сопротивления нагрузки с момента начала насыщения железа сердечника дополнительного дросселя напря>кение на нагрузке не увеличивается.

Соответственно не повышаются напряжения на реактивных элементах индуктивно-емкостного преобразователя.

В тех случаях, когда применение известных устройств с ограниченными напряжениями холостого хода невозможно (при питании нагрузок с быстроизменяющимися сопротивлениями — плазменная дуга, электросварочная дуга и т.д.), предложенное устройство . дает большой зкономический эффект из-за значительных уменьшений установленных мощностей реактивных элементов.

Формула изобретения

1. Индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока, содержащий для каждой фазы нагрузки дроссель и конденсаторную батарею с равными по величине реактивными сопротивлениями на частоте питающей системы напряжений, одни выводы которых соединены с первыми выводами нагрузочной цепи, в звезду, а вторые выводы дросселя,,873230 др

Puef

Фие.2 конденсаторной батареи и нагрузочной цепи соединены с выводами для подключения к питающей трехфаэной системе напряжения, и дополнительный дроссель, один вывод которого подключен к общей точке звезды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, казанный дополнительный дроссель выполнен нелинейным, а его второй вывод подключен к точке с потенциалом, равным нулевому потенциалу питающей системы напряжений.

2. Преобразователь по п.1, о т " л и ч а ю шийся тем, что при однофаэной нагрузке вторые выводы дополнительного дросселя подключены к выводу нейтрали питающей системы напряжений °

3. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что при трехфаэной нагрузке вторые выводы дополнительных дросселей соединены в звезду, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 479746, кл. G 05,,F 3/О6, 1970.

2. Милях A.È., Волков И.В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей. К., Наукова думка, с.14315 146 (прототип) .

873230 вп

Редактор К.Волощук

Заказ 9048/75 . Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

В

С пи глю дание. 9

Составитель Г.Рабинович

Техред Т.Мато ха Корректор В.Синицкая

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4