Преобразователь переменного напряжения в постоянное

,Я 01 77 2 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Зд) Н 02 М 7/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Яс Р 1 .1 А К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Белопольский И,И., Репин А.М, Христианов А.С, Стабилизаторы низких и мкдливольтовых напряжений. М., фЭнергияф, 1974, с. 8.2. Авторское свидетельство СССР В 408437, кл. Н 02 М 7/12, 1971. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий четыре основных преобразовательных элемента и два источника Фаэосдвинутых ЭДС, каждый из которых выполнен со средней точкой, делящей указанный источник на два источника полуЭДС, к выводам каждого из источников фазосдвинутых ЭДС подключены попарно однонаправленно преобразовательные элементы, е средняя точка одного источника фазосдвинутой ЭДС образует первый выходной вывод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических, массогабаритных и стоимостных показателей, основные преобразовательные элементы одного источника фазосдвннутой ЭДС включены в противоположном направлении по отношению и основным преобразовательным элементам другого источника Фазосдвинутой ЭДС, каждый из источников полуЭДС снабжен отводом, причем к одному из отводов каждого источника Фазосдвинутой ЭДС подключен дополнительно введенный преобразовательный элемент, включенный однонаправленно с основными преобразовательными элементами этого источника, и свободный вывод одного из основных преобразовательных элементов другого источника фазосдвннутой ЭДС, свободный вывод каждого другого основного преобразовательного элемента объединен со свободным выводом соответствующего дополнитель.д но введенного преобразовательного Е элемента того же источника н подключен к другому отводу другого источника фазосдвинутой ЭДС, а средняя точка другого источника фаэосдвину- %втой ЭДС образует второй выходной вывод.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что.указанные отводы выполнены равноудаленными от средней точки и вывода соответствующего источника полуЭДС.3, Преобразователь по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. источники Фазосдвинутых ЭДС сформиро. ваны на вторичных обмотках однофазиых трансФорматоров.Изобретение относится к электрофбхнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве вторичногоьсточника электропитания преимущественно низковольтной сильноточной нагрузки при повышенных требованиях к обеспечению сравнительновысокой частоты пульсации выходногонапряжения посредством минимальновозможного количества однофазныхтрансформаторов.Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий шесть преобразовательных эле-,ментоввентилей и три источникаисходных Фаэосдвинутых фС 1 ЭДС,Формируемых иа вторичных обмоткахсо средними точками трех однофазныхтрансформаторов, первичные обмоткикоторых подключены к трехфазной сети переменного тока. Выводы ФС ЭДСчерез подключенные к ним однонаправленно вентили образуют один, а объединенные средние точки другой выходыустройства, которое благодаря наличию в,нем шести однолучевых выпрямителей обеспечивает в выходном напряжении 6-кратную частоту его переменной составляющей пульсации 1 Г 11.анное устройство имеет сравнительно повышенную частоту и относительно низкий уровень пульсации, нонедостаток его - наличие трех одноФазн.х трансформаторов.Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий четыре преобразовательных элемента и два источника фазосдвинутыхЭДС, каждый из которых выполнен сосредней точкой, делящей указанныйисточник на два источника полуЭДС,причем к выводам каждого из источников фазосдвинутых ЭДС подключеныпопарно однонаправленно преобразовательные элементы, свободные выводы этих пар объединены и образуютчерез дроссели Фильтра первый выходной вывод, а объединенные средниеточки образуют второй выходной вывод 1. 21,Недостаток известного устройства - относительно высокий уровень пульсации выходного напряжения, составляющий по полному размаху относительно среднего значения О 57,6, а также сравнительно низкая равная четырем) кратность ее частоты по от.ношению к частоте преобразуемых ЭДС, Это приводит к сравнительно плохим энергетическим, массогабаритным и .стоимостным показателям устройства.Цель изобретения - улучшение энергетических, массогабаритных и стоимостных показателей. Укаэанная цель достигается тем,что в преобразователе переменногонапряжения в постоянное, содержащемчетыре основных преобразовательныхэлемента и два источника фазосдвинутых ЭДС, каждый из которых выполненсо средней точкой, делящей укаэанныйисточник на два источника полуЭДС,квыводам каждого из источников фазосдвинутых ЭДС подключены попарно1 О однонаправленно преобразовательныеэлементы, а средняя точка одногоисточника фазосдвинутой ЭДС образу"ет первый выходной вывод, основныепреобразовательные элементы одного5 источника фазосдвинутой ЭДС включены в противоположном направлениипо отношению к основным преобразовательным элементам другого источникаФазосдвинутой ЭДС, каждый иэ источ-.ников полуЭДС снабжен отводом,причем к одному из отводов каждогоисточника Фазосдвинутой ЭДС подключен дополнительно введенный преобразовательный элемент, включенныйодионаправленно с основными преобразовательными элементами этого ис,точника, и свободный вывод одногоиз основных преобразовательных элементов другого источника фазосдвинутой ЭДС, сбоднй выод каждогодругого основного преобразовательного элемента объединен со свободнымвыводом дополнительно введенногопреобразовательного элемента тогоже источника и подключен к другомуотводу другого источника фаэосдвинутой ЭДС,а средняя точка другого источника фазосдвинутой ЭДС образуетвторой, выходной вывод.1 роме того, для повышения кратности частоты пульсации указанные отводы выполнены равноудаленными от-средней точки и вывода соответствующего источника полуЭДС.Источники Фазосдвинутых ЭДС мо гут быть сформированы на вторичныхобмотках однофаэных трансформаторов.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройстваОС ЭДС сформированы на вторичных 5 О обмотках двух однофазных трансформаторов, первичные обмотки которыхнс показаны ; на Фиг. 2 - векторнаядиаграмма формирования шести токообразующих ЭДС 5 (р = 1,6 в фазоР55 во" "лоскостиустройство фиг, 1 1 содержитшесть преобразовательных элементов -вентилей, 1 - 6, четыре из которых 1,2, 4 и 5 являются основными, а два 6 О вентиля 3 и 6 дополнительными. Дваисточника фазосдвинутых ЭДС сформированы на вторичных обмотках 7 и 8однофазных трансформаторов 9 и 10.Средние точки 11 и 12 указанных обмоток образуют выводы для подключениянагрузки 13 и делят вторичные обмотки на два источника полуЭДС - полуобмотки 14 - 17.Каждая из полуобмоток выполненас отводом 18 - 21. При этом отвод18 делит полуобмотку 14 на частиа), а, отвод 19 делит полуобмотку15 на части а, а, отвод 20 делитполуобмотку 16 на части Ь, Ь, отвод21 делит полуобмотку 17 йа части, Ь,указанные части а 1, а, а, а 1,1Ь, Ъ Ь 2, Ь изображенй на фиг.2гзсоответствующими векторами а , а,а 2 Ь 1 Ь 1 Ьа ЬгОсновные вентили 1 и 4 включеныв противоположном направлении поотношению к основным вентилям 2 и 5.Дополнительный вентиль 3 включеноднонаправленно с вентилями 1 и 4,дополнительный вентиль б включеноднонаправленно с вентилями 2 и 5,К отводу 18 подключены катоды вентилей 3 и 5. К отводу 21 подключеныаноды вентилей б и 4Объединенные аноды вентилей 1 и3 подключены к отводу 20, объединенные катоды .вентилей 2 и б подключены к отводу 19.На фиг, 2 в скобках указаны номера вентилей, проводящих при действии соответствующей токообразующейЭДС (,а= 1,6),Преобразователь работает следующим образом,В момент времени, соответствующий оси Ою 2 фазовой плоскости(фиг, 2), наибольшее значение изчисла токообразующих ЭДС 5, (с =1,6имеет ЭДС 5 , Вектор ЭДСпредставляет собой сумму векторов а иЬ. Под ее действием открыт вентиль1 и через нагрузку 13 протекает токпо контуру: точка 12 - отвод 120 -вентиль 1 - полуобмотка 15 - точка11 - нагрузка 13.Затем наибольшее значение принимает ЭДС 5 и вентиль 1 закрываетсяобразующимся на нем обратным напряжением. Открывается вентиль 2, аконтур токопрохождения содержит новую группу элементов: точка 12 - полуобмотка 16 - вентиль 2 - отвод19 - точка 11 - нагрузка 13.В дальнейшем аналогично формируются токообразующие ЭДС 5 3и соответствующие им вентили 3 - б проводят ток нагрузки по новым контурам.Выходное напряжение, представляющее собой огибающую этих шести сдвинутых по фазе ЭДС, имеет пониженныйуровень пульсаций Кл по сравнению с прототипом, в котором формируетсялишь четыре подобных ЭДС. Причемпри амплитудно-фазовой симметрии ЭДС5 указанный уровень Кл снижен впредлагаемом устройстве в 4,(9 й 4 ),а кратность ее частоты П увеличена вв 3 раза (К = 6/й = 3) по отношению к тем же параметрам прототипа.Требование симметрии токообразующих ЭДС 5 может быть обеспечено10 выполнением отводов 18 - 21 от середин полуобмоток 14 - 17Если фазовый сдвиг источников (вторичных обмоток 7 и 8 ) составляет 120 эл,град.,то углы Оъ 1 а 2 и ОЪа (фиг. 2)15 равны 60Так как .ОЬа = 120 О ОЬ= 60 и Ьа = .ОЬ = О,. ОЬ20 = 0,5 Ъ а, то Ьоа 1 = г.о а Ъ,=30 О, .а 1 ОЬ 1= 90 О, самоа = 60Оа 2 = Оа . следовательно, векторы5 и 9 ( аналогично остальные векЯ2торы 9) равны между собой по мо 25 дулю (В, = Ваи = 1,6 ) и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 60 . Этим обеспечивается навйходе 6-кратная частота пульсациипо отношению к частоте исходных ЭДС.З 0 Так как предлагаемое устройствообеспечивает среднее значение ООвыходного напряжения ОО, большеена 8,93, чем в прототипе (при одинаковых амплитудах 5 р ЭДС), тотребующееся для обеспечения сижетрии ЭДС 5 увеличение модуля полуЭДС (Оь = 1,15 О а на фиг. 2) может быть снижено при одинаковомтребуемом напряжении с 15 до 6,5%.Габаритная мощность трансформаторанесколько вьаае, чем в прототипе.Полная симметрия выполнения источников фазосдвинутых ЭДС.как почислу витков восьми их частей, таки по общему числу витков, обеспечи 45 вает 100-ный коэффициент однотипности схемы, улучшая технологичность изготовления. Суммарное число Фу витков относительно базового числа Юр с амплитудой напряже 50 ния, равной амплитуде выходногонапряжения в режиме холостого хода,составляет %О, = 4,62,что на 1,38%рвитков меньше, чем в схеме (.11.Кроме того обеспечение в пред 55 лагаемом устройстве 3-кратного увеличения частоты пульсации и 4-кратного снижения ее уровня по сравнению с прототипом существенно улучшает массогабаритные и стоимостныепоказатели,(;СР 8 д, 4 лнал ППП фПатентф, гужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 667 НИИПИ Государственно по делам изобретены 035, Москва, Ж, Р