Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСОЦИАЛ ИСТИЧРЕСПУБЛИН 09) 01) СНИХ М 710 ИСАНИ Е СВИДЕТЕЛЬСТВУ РСК АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Яф 506103, кл. Н 02 М 7/19, 1976.2, Ильинский Н.ф. и др, Сравнение вариантов исполнения источников тока дпя злектропривода. - Сб. "Современные задачи преобразовательной техники", Казань, 1975, ч. П, с. 259, рис. 7.3. Авторское свидетельство СССР по заявке Жф 2691080/24-07, кл. Н 02 М 7/10, 1978.(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГОНАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащийположительный и отрицательный выходныевыводы, трн входные вывода для подключения трехфазного источника переменного тока,два диодно-конденсаторных трехлолюсника, каждьщ из которых состоит из двух соединенных. последовательно-согласно диодов, к точке соединения которых одной обкладкой подключендозирующий кондейсатор, катодные выводы диодов трехполюсников подключены к положительному выходному выводу, а вторые обкладки дозирукцих конденсаторов этих трех. полюсников подключены к первому и второму входным выводам соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей путем бестрансформаторного повышения вы. ходного напряжения, ои дополнительно слаб. жен четвертым входным выводом, соединенным с нейтралью источника, двумя вольтодобавочными конденсаторами и четырьмя диодами, соединенными по мостовой схеме, входная диагональ моста подключена к первому и второму входным выводам, третий входной вывод устройства через первый вольтодпбавочный конденсатор, а отрипательный выходной вывод непосредственно подключен к анодному выводу мостовой схемы, четвертый входной вывод через второй вольтодобавочиый конденсатор и анодные выводы диодов грехполюсниковсоединены с катодным. выводом указанной мостовой схемы, при этом емкость вольтодобавочных конденсаторов по крайней мере на порядок больше емкости дозирующих конденсаторов трехполюсииков.Изобретение относится к устройствам дляпреобразования переменного тока в постоянный с одновременным увеличением его выход.5ного напряжения и может быть использованодля питания различных нагрузок постоянноготока, потребляющих практически неизменнуюмощность,,Известно устройство для питания нагрузкивыпрямленным током с вентильно-кондснса.торными плечами выпрямителя и удвоениемнапряжения, которое позволяет уменьшить коэффициент пульсаций тока и увеличить егочастоту 3),15Однако это устройство обладает сравнительно низким коэффициентом умножения, определяемым как отношение напряжения по на.грузке к амплитудному значению напряженияисточника, а наличие бальшого числа вентилейи конденсаторов приводит к неоправданно за 20вышенным потерям электрической энергии наих омическом сопротивлении, что неизбежновлечет за собой уменьшение коэффициентапо.лезного действия устроиства, его большую мгс.су и габариты.Известно также устройство, отличающеесяболее простой схемой и малым количествомдиодов,и конденсаторов 123.Недостатком этого устройства является низкое значение выходного напряжения, величина З 0которого не превосходит линейного значенияамплитуды напряжения трехфазного источникапеременного тока, а выходная вольтампернаяхарактеристика имеет линейно падающий характер. Кроме того, токоограничивающие кон.денсаторы в йем используются только какреактивные ограничители гока11 аиболее близким по технической сущностик изобретению является устройство для пита.ния нагрузки, содержащее положительный н 40отрицательный выходные выводы для соедине.ния с нагрузкой, три входные вывода дляподключения трехфазного источника переменного тока, два диодно.конденсаторных трехпо.люсника, каждый из которых состоит из,двух 45соединенных последовательно-согласно диодов,к точке соединения которых одной обкладкойподключен дозирующий конденсатор, катодныевыводы диодов трехполюсннков подключенык положительному выходному выводу, а вто.рые обкладки доэирующих конденсаторов этихтрехполюсников подключены к первому и второму входным выводам соответственно 13,Однако это устройство имеет невысокое значение выходного напряжения, не превосходящее 55 3,46 амплитуды фазного напряжения источника питания, Для большего повышения напряжения необходима вводить, например, трансформатор, который увеличивает массу устройства, что нежелательна,Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей путем бестрансформаторного повышения выходного напря. жения.Поставленная цель достигается тем, что преобразователь переменного напряжения в по. стоянное, содержащий положительный и отри. цательный выходные выводы, три входные вывода для подключения трехфазного источ. ника переменного тока, два диодно конденса. торных трехполюсника, каждый из которых состоит из двух соединенных последовательно- согласно диодов, к точке соединения которых одной обкладкой подключен дозирующий кон. денсатор, катодные выводы диодов трехполюс. ников подключены к положительному выход. ному выводу, а вторые обкладки дозируюаих конденсаторов этих трехполюсников подключе ны к первому и второму входным выводам соответственно, дополнительно снабжен четвер. тым входным выводом, соединенным с нейт. ралыо источника, . двумя вольтодобавочными конденсаторами и четырьмя диодами, соединенными по мостовой схеме, входная диагональ моста подключена к первому и второму входным выводам, третий входной вывод устройства через первый вольтодобавочный конденсатор а отрицательный. выходной вывод непосредственно подключены к анодному выводу мостовой схемы, четвертый входной вывод через второй вольтодобавочный конденсатор и анодные выводы диодов трекполюсников соедннены с катодным выводом указанной масто-вой схемы, при этом емкость вольтодобавочных конденсаторов по крайней мере на порядок больше емкости дозирующих конденсаторов трехполюсников. Такое схемное решение позволяет увеличить напряжение на выходе устройства на 57% по сравнению с известным устройством и получить на выходе устройства напряжение, максимальная величина которого в 5,46 раза больше амплитудного значения фазного напряжения источника.Электрическая схема преобразователя пред-ставлена на чертеже,Устройство содержит четыре входных вывода (фазы) 1-4 для подключения трехфазного источника переменного тока., обмотки которо. го соединены по схеме электрической звезды с выведенной нейтралью, два диодно-конденсаторных трехполюсника, содержащих дозирую. щие конденсаторы 5 и 6, последовательно.со. гласно соединенные диоды 7, 8 и 9, 10, ди одно. мостовую схему, выполненную на диодах 11-14, два вольтодобавочных конденсатора 15 и 16, положительный 17 и отрицательный 18 выходные выводы.заряд вольтодобавочного конденсатора 16 че. рез диод 13 до амплитудного значения линейного напряжения фаз 2 г 3. Заряд происходит по цепи входной вывод 2 - вольтодоба. вочный конденсатор 16 - диод 13 - входной вывод 3. Второй зарядный импульс к конденсатору 16 прикладьвается через 120 эл, град; от начала отсчета и продолжается 90 эл: град, т.е. заканчивается через 210 эл, град. от нача. ла отсчета. Доэаряд конденсатора 16 происходит по цепи .входной вывод 2 - вольтодоба. вочный конденсатор 16 - диод 14 - входной вывод. 1. Через 150 эл. град. от начала отсчета, когда начинает расти по абсогютной величине напряжения вывода(причем потенци. ал вывода. становится более отрицательным, чем потенциал вывода 4), напряжение этой фазы суммируется с напряжением вольтодоба. ночного конденсатора 15 .и этим напряжением по цепи входной вывод 4 - вольтодобавочный конденсатор 15 - диод 7 - дозирующий конденсатор 5 - входной вывод 1 до удвоенного фазного напряжения заряжается дозирующий конденсатор 5. Заряд заканчивается через 240 эл. град. Спустя 180 зл, град. от начала отсчета начинается рост линейного напряжения фаэ 1 и 3, при этом вывод 3 имеет более высокий потенциал по отношению вывода 1. Заряд происходит по цепи входной вывод 3 - диод 12 - диод 7 - дозирующий конденсатор фазного напряжения источника и конденсатора потенциал вывода 3 относительно вывода 4будет иметь положительное значениь, по цепи вход. ной вывод 3 - диод 12 - вольтодобавочный конденсатор 15 - входной вывод.4 будет происходить нодзаряд конденсатора 5. Подзарядпроисходит в те моменты времени, когда напряжение фазы 3 выше напряжения на конденсаторе 15. Через 240 эл, град линейноенапряжение фаз 2 и 3 станет равным нулю ив дальнейшем потенциал вывода 3 станет выше, чем потенциал вывода. 2, и начнется процесс суммирования линейного напряжении фаз 3 и 2 и конденсаторов 6 и 6. Зто на. пряжение через диод 10 будет приложено квыходным выводам 17. и 16 и через 330 зл.град достигнет максимального значения, которое в 5,46 раза превышает фазис напряжениеисточника. Через 300 эл. град, линейное напра;жение фаз 1 и 2 станет равным нулю и вдальнейы:ем потенциал вывода 1 станет выше,чем потенциал вывода 2, и начнется процесссуммирования лшюйного напряжения фаз 1 и2 и конденсаторов 5 и 16. Зто напряжениебудет приложено через диод 8 к выходным. 3 109565 4Рассмотрим работу устройствам режиме холостого хода. При этом бурем полагать, чтовеличины емкостей вольтодобавочных конденсаторов 15 и 16 много больше емкостей дозирующих конденсаторов 5 и 6, Благодаря зто.му вольтодобавочные конденсаторы 15 и 16,.арядившись в соответствующем полупериодеизменения питающего напряжения, в дальнейшем при заряде дозируюпах конденсаторов5 и 6, от вольтодобавочного конденсатора 15, 10и формировании рабочих импульсов отдаютим лишь небольшую часть накопленной энергии. Поэтому вольтодобавочные конденсаторы15 и 16 в последующие моменты временилишь подзаряжаются от соответствующих фаз 1%источника.Рабочие импульсы формируются: один -путем суммирования напряжений фаэи 2конденсаторов 5 и 16, а другой - фаз 3 и2 и конденсаторов 6 и. 16, Зто обеспечивает получение иа выходе. устройства в каждомпериоде изменения тока источника двух им.пульсов, амплитуда напряжения которых в5.;46 раза превышает амплитуду фазйого на.пряжения источника.При рассмотрении процессов. во время эа.ряда конденсаторов.за начало отсчета примеммомент времени, когда линейное напряжениефаз 1 и 3 равно нулю, потенциалы фаз 1 и3 положительны и равны, а потенциал выво Эвда 2 имеет максимальное отрицательное значение и.в последующий момент времени потен. 5 - входной вывод 1 в моменты времени,циал выводабудет расти, а вывода 3 - когда линейное напряжение болыпе суммыубывать, При эхом от фазычерез диод 11будет заряжаться.вольтодобавочный конденса-Через 210 эл. град от начала отсчета, когдаЭЭтор 15. Заряд его заканчивается через 60 эл.град. Одновременно с зарядом вольтодобавочноФ конденсатора 15, от линейного напряжения фази 3 заряжается дозирующий конденсатор 6 по цепи входной вывод 1 - , ди.од 11, - диод 9 - дозирующий конденсатор6 - входной вывод 3. Заряд этого конденсатора закончится через 90 эл. град., т,е. когда линейное напряжение фаз 1 и 3 достигнетмаксимума. Через 30 эл. град. после началаотсчета от фазы 3 и вольтодобавочного кон 45денеатора 15 суммарным напряжением будетдозаряжаться до двойного фазного амплитудного значения дозирующий конденсатор б. Его .заряд осуществляется по цени входной вывод4 - вольтодобавочный. конденсатор 15 - дп. 5 оод 9 - дозирующий конденсатор б - вход-ной вывод 3 и закончится через 120 элград.после начала отсчета. Через 60 эл. град, отначала отсчета линейное напряжение фаз 2и 3 станет равным нулю, а в дальнейшем втечение 90 эл. град, будет возрастать. Приэтом потенциал вывода 2 становится более цо.ложительным, чем потенциал вывода 3, В те.1019565 Составитель В. ОглоблевТехред М.Коштура Корректор, В. ГирнякРедактор Н. Лазаренко Заказ 3721/49 Тираж 687 Подписное ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 выводам 17 и 18 и через 390 эл, град, до.стигнет максимального значения, которое в 5,46 раза превышает фазное напряжение источ ника.Рассмотренные процессы будут повторяться 5 циклически в течение каждого периода изме.пения питающего напряжения, Следовательно, в течение каждого периода изменения питаю.щего напряжения к выходным выводам будет прикладываться два импульса с напряжением, О амплитуда которого в 5,46 раза выше амплитуды напряжения фазы источника. Таким образом, если устройство дополнитель. но снабжено четвертым входным выводом, сое диненным с нейтраью источника, двумя вольтодобавочными конденсаторами и четырьмя ди. одами, соединенными по мостовой схеме, входная диагональ моста подключена к первому,и второму входным выводам, третий входной 20 вывод устройства через первый вольтодобавочный конденсатор, а отрицательный выходной. вывод непосредственно подключен к анодному выводу мостовой схемы, четвертый выход.ной вывод через второй вольтодобавочный конденсатор и анодные выводы диодов трехполюс.ников соединены с катодным выводом упомя.нутой мостовой схемы, выходное напряжениеустройства в 5,46 раза превосходит фазноенапряжение источника питания, что на 57%больше, чем у известного устройства. Еще одним дополнительным преимуществом являетсято, что в качестве конденсаторов 15 и 16,которые принципиально не могут переполюсовываться в процессе их работы, могут бытьприменены полярные конденсаторы, напримерэлектролитические, с удельным (по энергии)массой и объемом, в несколько десятков разменьшими удельных масс и объема обычногонеполярного конденсатора, как это имеет место в известном устройстве. Все это приводитк улучшению удельных энергетических и массо-габаритных показателей предлагаемого устройства.