Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

1 О 1520 25 35 45 40 55 Нэобретение относится к электротехнике, используется в электрических системах питания активно-индук тивных потребителей, в частностив системах электропитания электромагнита магнитодинамического насоса.Известны преобразователи переменного напряжения, в которых регулирование амплитуды выходного напряжения осуществляется с помощью трансформаторов с отпайками и тиристорных ключей .1 3 и С 22.В данных преобразователях при хорошей форме выходного напряжения регулирование его амплитуды происходит ступенчато, а количество тиристорных ключей значительно, что является не-достатками данных преобразователей.Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий последовательно соединенные дроссель, Т-образный четырехполюсник, состоящий из зарядного и разрядного тиристоровв продольной цепи и накопительного конденсатора в поперечной цепи, и первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к активно-индуктивной нагрузке. В этом преобразователе амплитуда напряжения на нагрузке регулируется с помощью изменения уровня заряданакопительного конденсатора 33Недостатками известного преобра" зователя есть несинусоидальность выходного напряжения при однополярном протекании тока, а также некритичность разряда накопительного кон" денсатора, ввиду чего использованиеэнернии заряженного конденсатора небудет полным, так как при колебательном характере разряда часть энергиинакопительного конденсатора возвращается обратно в накопительный конденсатор, а при апериодическом разряде затухающий ток разряда не будетпередаваться в нагрузку.Цель изобретения - улучшение коэффициента гармоник выходного напряжения и повышение коэффициента полезного действия устройства.Укаэанная цель достигается тем,что в регулируемый преобразовательпеременного напряжения в переменное, содержащий последовательно соединенные дроссель, Т-образный четырехполюсник, состоящий из зарядного и разрядного тиристоров в продольной цепи и накопительного конденсатора в поперечной цепи, и первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена кактивно-индуктивной нагрузке, дополнительно вЪедены конденсатор, включенный последовательно в цепь активно-индуктивной нагрузки и второйТ-образный четырехполюсник, включенный встречно-параллельно первому,причем емкость накопительного конденсатора и индуктивность первичнойобмотки трансформатора выбраны изусловия критического разряда, длякоторого время достижения максимума тока разряда равно 1/4 периоданапряжения питающей сети.На чертеже показана схема устройства,Преобразователь переменного напряжения в переменное содержит последовательно соединенные входной дроссель 1 и два Т-образных четырехполюсника, состоящих из зарядного тиристора 2, разрядного тиристора 3,зарядного тиристора 4, разрядноготиристора 5, накопительных конденсаторов 6 и 7, эквивалентного суммарного активного сопротивления контураразряда, состоящего из собственногосуммарного активного сопротивленияК контура разряда Ки сопротивления Е, вносимого со стороны последовательного резонансного контура 8,и первичной обмотки 9 трансформаторас индуктивностью 1,Вторичная обмотка 10 трансформата-,ра с индуктивностью Ь подключенак нагрузке, состоящей из индуктивногоэлемента 1 с индуктивнастью Ь, конденсатора 12 с емкостью колебательного контура С и суммарного активного сопротивления последовательногорезонансного контура 13.Работа преобразователя происходитпутем поочередного заряда накопительных конденсаторов 6 и 7 от сети черезтиристоры 2 и 4 и поочередного их разряда через тиристоры 3 и 5 на катушку 9 трансформатора. Емкость накопительных конденсаторов б и 7 выбирается в зависимости от активной мощности в нагрузке по формуле 1:(1)Ц 2где Р " активная мощность нагрузки;Т - период собственных колебаний последовательного резонансногоконтура 10-13;2 Т торов.Таким образом сатора и второго полюсника и соот позволило повыси конден- четырехетствующих связей, ь коэфйициент повведениемТ-образного лезного деишить гармо ствия устроиства и улучческий состав выходного напряжения.Предлага задачу плав ного напряж быстродейст мое устроиство решает ого регулирования выходния без ограничения его ия при улучшении гармостава выходного напряжеиспользовании установлен- накопительных конденсаветственно высоком коолезного действия преобнического с ния, полном ной мощности торов и сооэффициенте Составитель Б, ДобровольскисРедактор Е. Палл ТехредЛ.Мартяшова Корректор А,Дзятк Заказ 3095/51 Тираж 66 В 1 ПППП 1 Государственного по делам изобретений 113035, Москва, И, РПодписикомитета СССРи открытийушская наб., д. 4"Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Фили ал 3 1091Б - максимальное напряжение заряда накопительных конденсаторов 6 и 7;КПД преобразователя (экспериментально полученный. 0,85);С - емкость накопительного кон 5 денсатора.При критическом разряде емкости можно наиболее полно использовать энергию заряженного конденсатора за время одного полупериода собственных 1 О колебаний последовательного резонансного контура прп условии, что время достижения значения максимального тока разряда накопительного конденсатора равно 1/4 периода собственных 15 колебаний последовательного резонансного контура, настроенного на частоту сети. Первое условие дает наибольшую синусоидальность разрядного тока при максимальном использовании энергии заряженного конденсатора, а второе условие даетмаксимальную гармонику частоты тока разряда, равной частоте собственных колебаний, последователь" ного резонансного контура, т,е. Ус ловие резонанса, Зная, как описывается разрядный ток при критическом раз". ряде, можно определить необходимую индуктивность разрядного контура Е и эквивалентное активное сопротивление Кг(2)В. = . (3)Необходимое напряжение Б на выво.15 дах вторичной обмотки трансформатора 1 О определяется необходимым макси,мализм рабочим током 1, при учеЪоКф те условий резонанса:11 Т Г(4) где Г 2 - суммарное "активное сопротивление последовательного резонансного контура.Зная максимальное значение разряд 15 ного тока, величину необходимого активного сопротивления, вносимого со стороны последовательного резонансного контура, индуктивность обмотки 9 и напряжение на вторичной об 286 4мотке О, можно рассчитать количество витков обмоток 9 и 10, а также коэффициент связи между ними, При этом определится индуктивность обмотки 10.При условии, что суммарное сопро,тивление 8 недостаточно большое для критического разряда, в случае колебательного контура с малым сопротив.лением 13, даже при коэффициенте связи К, равном единице, необходимо увеличить коэффициент передачи по току-- , так как при К=12Э2По условиям резонанса, из выражения 5 рассчитывается емкость 1 последовательного резонансного контура,Входной дроссельрассчитываетсяиз условия ограничения максимальноготока заряда накопительных конденсаразователя. Это достигается с помощью резонансного возбуждения последовательного контура, в который вхо- .дит активно-индуктивная нагрузка.