Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Союз Советски кСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ 1 ц 758435(гЗ)При ритет ао делам изобретений и открытий(53) УД К 621,314,6 (088.8) Дата опубликования описания 23.08,80(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ников переменного тока. Изобретение относится к области электротех. ники и может быть использовано в автомати. чсских системах, в которых отклонение электри. ческой величины от заданного значения контролируется одним из блоков системы для восста. новления заданного ее значения и может при. меняться для электропитания высоковольтных потребителей постоянного тока сравнительно небольшой мощности от низковольтных источ. Известен преобразователь переменного напря. жения 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 осу.И ществляется через значительное по величине активное (омическое) сопротивление обмоток трансформатора, а также невозможность регулирования напряжения на нагрузке. 2Известен 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.ф трансформатора подключены два встречно-параллельно соединенных тиристора. Такой преобразователь имеет завышенное количество полупроводниковых элементов и нерациональное их использование, поскольку одни элемен. ты (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 этог758435 3приводит к завышенным массо. габаритнымпоказателям.Известен также преобразователь переменногнапряжения в постоянное, содержащий двухполупериодный однофазный мостовой выпрямитель, выполненный на двух управляемыхвентилях и двух конденсаторах, соединенныхпо схеме удвоения напряжения, и подключенный диагональю постоянного тока к выходнымвыводам, а обшей точкой соединения управ.ляемых вентилей к одному из входных выводов для подключения источника питания,токоограничивающии линейн дрый оссель, обмотка которого одним концомо подключенак обшей точке соединения конденсаторов, иблок контроля напряжения и управления вентилями 13.Недостатками этого преобразователя явля.ются сравнительно узкий диапазон регулирования напряжения на нагрузке, причем максимальное значение напряжения на нагрузке непревышает удвоенной амплитуды напряжения. источника переменного тока; крк оме того,энергия от источника передается в нагрузкутолько электрическим способом,, что с точкизрения улучшения массо габаритных показате.лей хуже,по сравнению с передачеи энергииодновременно электрическим и ри электромагнит.ным способами. Дяцее, линейный дроссельвыполняет роль только токоограничивающегореактивного сопротивления и, в этомэ м смысле,является пассивным элементом электрическойцепи. Кроме того, при использовании низковольтных источников электрическои энергиина добротность индуктивно-емкостного контурав сторону резкого ее уменьшенияе ия в значительной степени влияет включение последовательно с ними вентиля, величина прямого падениянапряжения на котором зависит от типа применяемого вентиля.Целью изобретения является увеличение диа.пазона регулирования напряжения на нагрузкеи улучшение удельных энергетических показателей,Указанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в посто. янное, 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 од. ному из входных выводов для подключенияч ч источника питания, токоограничивающии лицеи. ный дроссель, обмотка которого одним концом подключена к общей точке соединения конденсаторов, и блок кочтроля напряжения 4и управления вентилями, обмотка токоограни чивающсго линейного дросселя снабжена отводом, который через дополнительно введенныйконденсатор подключен к другому входномувыводу, а второй конец дросселя подключен 5к общей точке соединения управляемых вен.тилей указанного выпрямителя.На фиг. 1 дана принципиальная схема преоб.разователя переменного напряжения в постоянное на фиг. 2 дан один из вариантов выпол.нения преобразователя.Преобразователь (фиг. 1) содержит однофазный источник 1 переменного тока, к которомувыводами 2 и 3 подключен управляемый 15двухполупериодный мостовой выпрямитель,выполненный на двух тиристорах 4, 5 и двухконденсаторах 6, 7, соединенных по схемеудвоения напряжения, и выходной диагональюподключенный к выходным выводам для подключения нагрузки 8. Общая точка соединениятиристоров подключена к выводу 3. Токоограничивающий линейный дроссель 9 однимконцом подключен к общей точке соединенияконденсаторов 6, 7, другим - к обшей точке 25соединения тиристоров 4, 5, а отводом - черездополнительный конденсатор 10 к выводу 2.Кроме того, преобразователь содержит блок 11контроля напряжения и управления тиристора.ми.30Устройство по фиг. 2 вместо конденсаторов6, 7 содержит тиристоры 12, 13, а линейныйдроссель 9 включен по схеме понижающего.автотрансформатора. В этом случае конденса.тор 10 целесообразно исключить из схемы.35Устройство по фиг. 1 работает следующимобразом.Пусть в один, например, положительный полупериод изменения напряжения источника 1потенциал на выводе 2 выше потенциала на40выводе 3, В этом случае составляющая токаисточника (ток нагрузки) будет протекатьпо цепи: вывод 2, конденсатор 10, часть обмотки (верхняя по схеме) линейного дросселя 9,конденсатор 7, нагрузка 8, тиристор 4, вывод453, В следующий отрицательный полупериодизменения напряжения источника 1 ток нагруз.ки потечет по цепи: вывод 3, тиристор 5,нагрузка 8, конденсатор 6, часть обмоткидросселя 9, конденсатор 10, вывод 2, Далеепроцессы будут повторяться. При оцслонении 50величины напряжения на нагрузке от заданногозначения происходит сравнение этой величиныс заданным (эталонным) значением в блоке11 контроля напряжения и управления тиристорами, формируется сигнал управления, пода.55ваемый на управляющие электроды тиристоров 4, 5, пропорциональный величине рассогласования, что позволяет изменять угол управления тиристорами, и, тем самым, регулировать758435 и раж 78 ИПИ Заказ 56 Подли Филиал 11 П 11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн величину среднего значения напряжения нанагрузке. Формула изобретения5 Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двухполупериодный однофазный мостовой выпрямитель, выполнен.ный на двух управляемых вентилях и двух 10 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 5 источника питания, токоограничиваюший линейный дроссель, обмотка которого одним концом подключена к общей точке соединения конденсаторов, и блок контроля напряжения и управлениявентилями, отличающийся эО тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования напряжения на нагрузке и улрппения 6удельных энергетических показателей, обмот. ка токоограничивающего линейного дросселя снабжена отводом, который через дополнитель. но введенный конденсатор подключен к друго. му входному выводу, а второй конец дросселя подключен к общей точке соединения управляемых вентилей указанного вьптрямителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Исаков Ю. А. и др. Основы промышленной электроники, Техника, Киев, 1976, с, 373, рис,9, 10 а.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 параметрами, Киев, "Проблемы технической электродинамики", вып. 45, 1974, с, 126, рис. 1.