Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах электропитания активноиндуктивных потребителей с низкимкоэффициентом мощности, в частностив системах электропитания магнитодинамических насосов.Известен преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий формирователи импульсовЦ 1.Недостатком данного преобраэователя является низкий КПД.Известен преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий два идентичных встречно-параллельно включенных формирователей импульсов, каждый иэ которых выполнен в виде Т-образного четырехполюсника продольная цепь которого состоит из соединенных через времязадающеезвено зарядного и разрядного тиристо,20 ров, а поперечная цепь - из накопцф. тельного, конденсатора, одна иэ общих точек соединения продольных цепей образует один из входных выводов, а общая точка соединения поперечных 25 цепей образует другой входной вывод, являющийся общим с одним из выходных выводов, и конденсатор, включенный параллельно выходным выводам, для подключения активно-индук тивной нагрузки, причем емкость указанного конденсатора выбрана из условия совпадения частоты свободных колебаний в нагрузочномй-контуре с частотой формирования импуль" сов Г 2 3.Недостатком известного преобразователя является потеря энергии в процессе разряда накопительного конденсатора на конденсатор нагруэочного контура, величина которой дости гает 50 по отношению к энергии, пе-, редаваемой в нагрузку, в результате чего снижается КПД преобразователя,Цель изобретения - повышение КПД регулируемого преобразователя пере менного напряжения в переменное напряжение ва счет создания импульсов тока, воздействующих иа нагруэочный контур, в виде полуволн синусоид.Доставленная цель достигается тем, что в регулируемом преобраэова теле переменного напряжения в переменное, содержащем два идентичных встречно-параллельно включенных формирователя импульсов, каждый из которых выполнен в виде Т -образного четырехполюсника, продольная цепь которого состоит из соединенных через времяэадающее звено зарядного и разрядного тиристоров, а поперечная цепь - из накопительного 66 конденсатора, одна иэ общих точек соединевия продольных цепей образует один из входных выводов, а об" щая точка соединения поперечных цепей образует другой входной выЪ вод, являющийся общим с одним извыходных выводов,и конденсатор,включенный параллельно выходным выводам для подключенйя активно-индуктивной нагрузки, причем емкостьукаэанного конденсатора выбрана .из условия совпадения частоты свободных колебаний в нагруэочном скентуре с частотой формированияимпульсов - между другой общей точкой соединения продольных цепей идругим выходным выводом включен дополнительно введенный дроссель,индуктивность которого выбрана изусловия равенства периода свободныхколебаний в контуре перезаряда конденсаторов поперечных цепей 2-5периода колебаний в. нагрузочном контуре,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь состоит из формирователя импульсов, преобразующегосинусоидальное напряжение источникапитания в импульсное с регулируемойамплитудой, и параллельного колеба- .тельного контура, в котором импульсное напряжение возбуждает незатухающие колебания с амплитудой, пропорциональной амплитуде импульсов.Формирователь импульсов выполнениз двух идентичных встречно-параллельно включенных Т -образных четырехполюсников, последовательно с которымими со стороны выходных зажимов вклю-.:чен дополнительно введенный дроссель1 с индуктивностью, выбранной для условия равенства периода свободных колебаний в контуре перезаряда конденсаторов 2-5 по отношению к периодуколебаний в нагрузочном контуре ивычисляемой по формуле1,С+ Ц,Сф-Р-гнефс,с,Ь ф.,-с а)ягде С - емкость накопительного конденсатора;С - емкость конденсатора нагру 2зочного контура;Ь - индуктивность нагрузки;В - активное сопротивление нагрузки;й - активное сопротивление цепи перезаряда конденсаторов,На чертеже дана электрическаясхема предложенного преобразователя,Прямой Т-образный четырехполюсиик содержит в продольной цепи зарядный тиристор 2, времяэадающее звено 3разрядный тиристор 4, а в поперечнойнакопительный конденсатор 5. В составобратного четырехполюсника входят:зарядный тиристор 6, времязадающеезвено 7, разрядный тиристор 8 и на1070668 Составитель Т.ДобровольсккеТехред Ж.Кастелевич Корректор Редактор Н.КовалТираж 667Государственногоо делаь( изобретеИосква, Ж, Р Нодписно аказ 11700 комитий иушска а СССРкрыт ийнаб., д. И 11303 копительный конденсатор 9. Нагрузочный контур преобразователя состоит из активно-индуктивного потребителя 10 электроэнергии и параллельно подключенного к нему конденсатора 11.Преобразователь работает сле дующим образом,Накопительные конденсаторы 5 прямого четырехполюсника и обратного 9 заряжаются поочередно: первый при действии на входе преобразователя О положительной полуволны переменного синусоидального напряжения источника питания, второй - отрицательной. Накопленная в конденсаторах энергия в интервалах времени закрытого состояния зарядных тиристоров поочередно через разрядные тиристоры 4 и 8 и дроссель 1. импульсами передается конденсатору 11 нагрузочного контура. В контуре при этом возникают незатухающие колебания, Частота их определяется параметрами элементов нагрузочного кон тура и должна совпадать с частотой импульсов, формируемых Т-образными четырехполюсниками. Амплитуда колебаний в нагрузочвом контуре и величина напряжения на его активно индуктивном элементе зависит от уровня напряжения, до которого заряжаются накопительные конденсаторы. Регу- ЗО лировайие этого уровня путем изменения момента включения зарядных тиристоров обуславливает изменение на-.пряжения ва выходе преобразователя.Включением дросселя 1 в цепь пе- .35 резаряда накопительных .конденсаторов и конденсатора вагрузочного контура достигнуто формирование в ней импульсов тока в виде полуволн синусоид Выполнение условия выбора величины 40 индуктиввости дросселя позволяет считать форму кривой незатухающих колебаний в нагрузочном контуре практически не зависящей от времени по . полнения запаса энергии в ием, что существенно при использовании преобразователя в системе электропитания электромагнита магнитодинамичес ких насосов, где напор жидкого метал ла пропорционален сумме произведений амплитуд. гармонических составлякюцих токов в электромагнитных системах и косинусов углов сдвига фаэ между ними. Так как иидукторы насосов питают обычно непосредственно от иал ППП Патент, гужг сети, для напряжения которой установлена допустимая. величина коэффициента несинусоидальности 5, то.для получения оптимальных напорных характеристик установок в таких же пределах должен. быть коэффициент несинусои дальности напряжения электромагнита, т.е. напряжение на нагрузке регулируемого преобразователя напряжения. С введением дросселя увеличивается КПД преобразователя, но вместе с тем увеличивается содержание высших.гармонйческих составляющих в кривой.напря жения на нагрузочном контуре, Для того, чтобы коэффициент несинусоидальности напряжения на нагрузке преобразователя не превысил допустимую ГОСТом величину, период колебаний в контуре перезаряда конденсаторов должен составлять не более 5 по отношению к периоду свободных колебаний в нагрузочном контуре.Амплитуда импульсов тока при перезаряде конденсаторов через дроссель не превышает величинуОн(01 к(0) где О(ои ц(- напряжения на како-. пительйом конденсаторе и конденсаторе вагрузочного контура в момент включения разрядного тиристора И, круговая частота собственных колеба- ний в цепи перезаряда.При непосредственной передаче энергии от одного конденсатора к другому ток имеет форму экспонвнциально убывающего импульса с крутым передним фронтом и амплитуда его равн(о к(а)еПотеря энергии в активном сопротивлении равна энергии, передаваемой в нагрузку. КПД при этом равен 50. С включением дросселя между накопительным конденсатором и нагрузочвым конгуром амплитуда имг пульса тока уменьшается в ш (2 дг/ф й( ., (и:5-10) раз, в результате чего при одинаковых величинах заряда, передаваемого конденсатору нагрузочного контура, происходит уменьшение тепловых потерь и повыаевие КПД преобразователя. род, ул, Проектная, 4