Преобразователь переменных напряжений в постоянное

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22)Заявлено 10.0 Й.80 (2 В) 2906661/2 тт51)М. Кл. с присоединением заявк 02 М Государственный комитет СССРПриоритет -Опубликовано по делам изебретеи и открытий 0 5. 82. Бюллет описания 15.0 та опубликован Авторзобретеиии А.М(71) Заявит Ф мщП ЕРЕМЕННЫХ НАПРЯИЕНИНОЕ 5 Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ В ПОСТность открытого состояния вентиля,ограничивающая коэффициент его использования во времени, невысокое(менее амплитуды 5 ЭДС) значениесреднего напряжения Цо на нагрузкепри заданном значении Я сравнительно боЛьшое значение амплитуды Бтребующееся для обеспечения заданного значения У , и, как следствие,определенные технические трудности 10при обеспечении надежной изоляциивторичных обмоток трансформатора вслучае высоковольтной нагрузки, при. водящие к увеличению его массо-габаритных и стоимостных показателей т 5(МГСП); получение низкого напряженияЦ и необходимость ограничения амплитуды Яо в случаях наличия вентилейс данной допустимой амплитудои собратного напряжения, как следствйе,необходимость использования последовательного соединения вентилей в какдом луче, приводящая к увеличениюМГСП вентильного блока, особенно 1Изобретение относится к электро технике и может быть использовано дл преобразования электрической энергии во вторичных источниках электропитания, преимуцественно для получения сравнительно высокого напряжения при наличии более низковольтных модулей.Известны 1-, 2-, 3-, щ-лучевые вентильные преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащие пт источников переменных ЭДС, сдвинутых по фазе на 360 /тп относиотельно друг друга; и вентили, образуюцие пт однолуцевых выпрямителей, соединенных в параллель, каждый из которых состоит из последовательно соединенных одной из ЭДС и вентиля, причем последние имеют одинаковое направление включения во всех лучах, а к выходу преобразователя подключена нагрузка 11,.21 и 31Недостатками этих лучевых преобразователей являются сравнительно небольшая (не более 21 Г,л) длитель 8 (53) УДК 621,311 т928569 щ-аг =т,л 1 ДхНИИПИ Заказ 327 ЮЛ 19 Подписеаитееттеетиие титаи иа тети таюитатаиееюиФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,С: С: (: С: е ю=дфР=Л, к фф у е , =6,ИЯр,= 665 Яр т=бфч=гЧ, =6, О,.=Ф, О "Уу = фРа л=4 с 6=Я, яФ, 0= 6, ооффад,:ю,вгР28569 4рых состоит из последовательно соединенных одного из указанных источни 1 О 15 при необходимости установки теплоотводящих радиаторов; сравнительно вы-сокие МГСП преобразователя в целом, обусловленные указанными выше факторами; а также невозможность получения от одного преобразователя разных по уровню напряжений для питания ряра нагрузок.Наиболее близким к изобретению является ступенчато-лучевой преобразо,ватель, содержащий соединенные последовательно разнополярными выходами лучевые ступени, к свободным выходам которых подключена нагрузкаОднако вследствие крайне скудного числа известных схемных структур ступенчато-лучевого типа, содержащих к тому же одинаковое и равное двум или трем число лучей в каждой ступени, они обладают весьма ограниченными возможностями, в связи с чем указанные выше недостатки в целом сохраняются.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, улучшение качественных и режимно-энергетических показателей, а именно увеличение длительности открытого состояния вентилей, превышающей присущее для н-лучевых схем значение, равное 27/е при и 71 иГ при в=1, снижение амплитуды Фазных ЭДС и амплитуды обратного напряжения на вентилях, влияющих на их массо-габаритные, стоимостные и надежностные .показатели, повышение амплитудного и среднего значений напряжения нанагрузке без увеличения преобразуемого напряжения, уменьшение числа вентилей при их последовательном соединении, требующемся в случае необходимости надежного перекрытия возникающего на вентильном плече обратного напряжения, возможность обеспечения питанием многоканальной нагрузки без принятия специальных мер (дополнительных устройств) и, следовательно, без дополнительных потерь энергии, возможность построения более высоковольтных схем на основе сравнительно низковольтных схем лучевого типа, возможность построения любого количества конкретных схемных структур ступенчато-лучевого типа.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменных напря жений в постоянное, содержащем ц источников переменных ЭДС и вентили, образующие щ-лучей, каждый из котока ЭДС и вентиля, причем последниеимеют одинаковое направление включения во всех лучах, объединенных в ступени, которые содержат параллельновключенные лучи и соединены междусобой последовательно разнополярными выходами, а к свободным выходампервой и последней ступеней подключена нагрузка, все ступени объединены в группы, группы - в звенья,соединенные между собой последовательно, при этом в каждую 1 р-ю ступень включеноОу 4,0 лучей, 1 х такихступеней соединены в О-ю. группу собщим числом,4 групп в п-ном звене,каждое из которых содержит одинаковое число ,Цу групп и 4 И лучей так,2 о что п.и 4 И- общее число лучей;,чххи= е ),с число лучей в и-и звене;9 и,ы: оу -, число лучей в ,О-й груп 4- пе любого звена;число лучей в 1.-й ступени ,О -й группы,щ ЮО,4, 4 - целые положительныечисла.Кроме того, с целью снижения потерьмощности при обеспечении питания ряданагрузок, последние подключены к выходам соответствующих ступеней как содинаковым, так и с разными уровняминапряжения, с общей и/или разными потенциальными точками.При этом на источник переменных35ЭДС не накладывается каких-либо ограничений в части способа формированиятаких ЭДС. Они могут быть сформированы различным образом - непосредствен 40но или комбинационно.В первом случае переменная ЭДСвключается в луч непосредственно свыхода Формирователя или генератораоднофазного переменного напряженияили с данной обмотки преобразователь 45ного трансформатора, с обмотки электрической машины. Во втором случаепеременная ЭДС формируется путем комбинации сдвинутых по фазе непосредственных ЭДС и/или их частей, например, соединением основных обмотоки/или их частей (отводов) или дополнительных обмоток с обеспечением необходимого Фазового сдвига для результирующей ЭДС по отношению к таким же ЭДС других лучей, Причем векторы одних и тех же основных обмоток и/или их частей могут участвовать в формировании разных фазосдви69 ЪОционной последовательности, например, с помощью микропроцессорной системы управления.Таким образом, реализуется ступенчато-лучевой вентильный преобразователь переменных напряжений в постоянное, в котором расширены функциональ" ные возможности и достигнуто улучше" ние ряда качественных и режимно-энергетических показателей при одновременной простоте схемно-технического решения. Преобразователь переменных напряжений в постоянное,содержитщ источ" ников переменных ЭДС и вентили, образующие щ лучей, каждый из которых состоит из последовательно соединенных одного из указанных источника ЗДС и вентиля, причем последние имеют одинаковое напряжение включения во всех лучах, объединенных в ступени, которые содержат параллельно включенные лучи и соединенымежду собой последовательно разнополярными выходами,а к свободным выходам первой и последней ступеней подключена нагрузка, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, улучшения качественных и режимно- энергетических показателей, все ступени объединены в группы, группы- в звенья, соединенные между собой последовательно, при этом в каждую 1 Р-ю ступень включено 44 р лучей,1 уд таких ступеней соединено в,Ю -ю группу с общим числом ,Ю 1 групп в и-ом звене, каждое из которых содержит одинаковое число ф 1, групп и 9 лучей так, чтощ=п 141114 - общее число лучей;ФКОи=1) 1 - число лучей в и-номДМзвене;"1 =. 2 41 у число лучей в ,4-ойф,1 Р4группе любого звена;число лучей в -ой .ступени ,О-ой группы, н,т 1 Щ - цеЛые ПОЛОжИтЕльнЫЕчисла.2.,Преобразователь по и. 1, о т " л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения потерь мощности при обеспе" чении питания ряда нагрузок, последние подключены к выходам соответст" вующих ступеней как с одинаковым, так и с разными уровнями напряжения, с 9 9235ломФ 11 О лучей в каждой 11-й ступени, то число определяется как,охт =ЕОо(ЙВ соответствии с изложенным подсхемами (фиг. 2 а, б) указаны необходимые данные по условиям схемнойреализации структуры (фиг. 1) определению числа и согласно выражениям(9 и 10) и значения Уо, ,Ио соглас оно выражениям (5 и 7).На Фиг. 3 приведены принципиаль.ная электрическая схема формированиядевяти ЭДС, основанная на использовании одного девятифазного (прост Фор 14 ула изобретенияранственного), либо трех трехфазныхили девяти однофазных трансформаторов (фиг. За), векторные диаграммы(фиг. Зб) и варианты принципиальныхэлектрических схем трех- (фиг. Зв)1 20двухи(фиг. Зг) и четырех;(фиг. Зд)ступенчатых девятилучевых преобразователей, реализованных согласнообщей структурной схеме (фиг. 1)ив соответствии с условиями реализации, приведенными на Фиг, Зв, г, д.Аналогичным образом реализуютсядругие типы ступенчато-лучевых вентильных преобразователей, некоторыепринципиальные электрические схемы 30формирования ЭДС которых, векторныедиаграммы и принципиальные электрические схемы ряда простейших их вариантов показаны на фиг. 11,5,6 с сохранением общей картины их изображения,принятой на фиг. 3, и присущего имобщего свойства, обеспечивающегопостроение сравнительно высоковольтных преобразователей путем набора ихиз более низковольтных унифицированных 40модулей.Последнее также характеризует расширение функционально-конструктивныхвозможностей решения по сравнению сизвестными.Кроме того, преобразователь позФволяет без принятия специальных мер,1 и, следовательно, без дополнительныхустройств и потерь мощности в них,обеспечить питанием значительноечисло нагрузок, причем как с одина 50ковым,так и разными уровнями напряженияс общей или разными потенциальными точ-ками. Используемые при этом вентили могут быть как неуправляемыми, так иуправляемыми, а последние - как сим 55метрично управляемыми (в последовательности следующих друг за другом ЭДС)Утак и управляемыми в любой комбинаИстОчники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Белопольский И.И Источникипитания радиоустройств, М "Эйергия"1 М 1, с. 69. 11общей и-или разными потенциальнымиточками. 928569 122. Белопольский И.И., Репин А.М.,Христианов А.С Стабилизаторы низких и милливольтовых напряжений,М.,