Мостовой источник электропитания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19 У (1 А И 4 " 02 М 7/162 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР й" 1108584, кл. Н 02 М 7/06, 1982.Авторское свидетельство СССР В 540334, кл. Н 02 М 7/06, 1972. (54) МОСТОВОЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве неуправляемого или управляемого вторичного источника электропитания, обеспечивающего высокое качество преобразования энергии. Цель изобретения - расширение областей применения. Положительный эффект устройства, заключающийся в обеспечениидвенадцатикратной частоты пульсациивыходного напряжения при улучшенныхмассогабаритных показателях и возможности упрощения алгоритма управленияпутем подачи сигналов управлениялишь на один преобразовательный эле-.мент, обусловлен связями между элементами. Две секции вторичной обмотки, большая из которых соединена взвезду, подключены к шестиячейковомувентильному мосту 13 на преобразовательных элементах 1-12. Большая секция снабжена отводами в каждой фазе,подключенными к смежной по фазе мень-, сшей секции. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вкачесгве неуправляемого или управляемого вторичного источника электропи,тания обеспечивающего высокое качество преобразования энергии.Цель изобретения - расширение области применения,На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства;на фиг,2 - блочно-топологическаясхема устройства; на фиг,З - векторная диаграмма токообразующих ЭДС Б(р=1-12), Формирующих знакопостоянные импульсы выходного напряженияП , сдвинутые один относительно другого последовательно на 30 эл.град.Устройство по фиг.1 содержит двенадцать преобразовательных элементов(вентилей) 1-12, образующих шестиячейковый вентильный мост 13, к выводам постоянного тока которого под -ключена нагрузка 14, а также системууправления (СУ) при выполнении псточника управляемым. Эта система обеспечивает подачу сигналов на преобразовательные элементы 1-12 при выполнении их одно- или двухпозиционноуправляемыми, в частности в видетиристоров, транзисторов, герсиконов с диодами и пр или/и управля-ет магнитным состоянием электромагнитного аппарата (ЭМА). Вентильныеобмотки ЭМА поделены в каждой фазе на35двесекции 81 а 2 ЬУ Ь 29 с 5 с 2 иодними одноименными выводами подключены к выводам переменного тока моста 13, Другими выводами первые секции а Ь с являющиеся по числувитков большими, соединены в правильную трехлучевую звезду и снабжены вкаждой фазе отводами а, Ь, с. Котводу а (Ь с,) данной большейфазной секции (а Ъ, с,) подключенасогласно смежная по фазе меньшая секцияЬ (с, а) в порядке прямой индекснокпоследовательности фаз. При этомизображенная на фиг.1 и 2 схема является правой", а "левую" легко полу 50чить путем изменения индексной последовательности фаз меньших секций спрямой на обратную.Числа витков первых а, Ь си вторых а Ь , с секций могутбыть установлены в соотношении 1:55:( ГЗ - 1), а меньшие секции а , Ьс и большие части а, х Ь, у с,кпервых секций, образующие начала лу чей звезды а,Ъ,с могут быть выполнены в каждой фазе с одинаковым числом витков (в соотношении 1:1),В этом случае обеспечивается высокое качество преобразования энергии, в частности двенадцатикратнаячастота пульсации выходного напряжения П (П=12, фиг,З), а также расширение области практического применения в народном хозяйстве.Устройство по фиг, 1 работает следующим образом.В устройстве ФоРмируется шесть(ш -=6) диагональных ЭДС (ДЭДС): аса с Ь,а , Ьа с, Ь , с,Ь которые на векторной диаграмме фиг.З соответствуют фазосдвинутым импульсамБг Бь б Б Бформирующимна нагрузке 14 знакопостоянное напряжение П . Так как к источникам этихДЭДС подключен мост 13, то на нагрузке обеспечивается выпрямление нетолько положительных полуволн этихшести ДЭДС, но и отрицательных, т,е.сдвинутых на 180 эл.град. или обратных полуволн. При этом в противофазном контуре токопрохождения в работеучаствуют те же части вентильных обмоток, что и в основном контуре, ноток нагрузки через них протекает вобратном направлении относительносопоставляемого контура и со сдвигомпо времени на половину периода ЭДС.Следовательно, здесь как во всякихмостовых схемах, используется свойственный им положительный эффект реверса тока силовых вентильных обмо-ток, Кроме того, благодаря выпрямлению обеих полуволн всех шести ДЭДС, -,на нагрузке обеспечивается" двенадцатикратная частота пульсации (П=12,фиг.З) с малым уровнем (1,=3,45 Ж). Вустройстве большие секции соединеныв трехлучевую звезду, что предопределяет формирование трех из шести ДЭДС -а,с Ь,а сЬ которым соответствуют на фиг.З шесть (четных) импульБ 2 Б 4 Бб БВв Б 0 ь Б 2 ф1В результате указанного присоединения меньших секций а , Ь , с к отводам а, Ъ с, больших секций аЬ с, (фиг,1 и 2) формирование трехостальных ДЭДС ас , Ьа, сЪ и соответствующих им шести импульсов ББ , Б , Б Бз, Бпроисходит в устройстве следующим образом,Ток нагрузки протекает через тричасти всех трех Фаз обмотки (фиг,2),1334319 что обеспечивает фазовый сдвиг соответствующих импульсов тока через каждую меньшую секцию и снижает амплитудное значение через синфазную ей сетевую обмотку, приводя к уменьшению действующего значения тока и пропорционального ему значения габаритной мощности. Кроме того, как следует из фиг. 3, в устройстве увеличивается время работы больших частей первых секций, образующих начала лучей звезды, так как эти части участвуют в формировании не только четных, но и нечетных импульсов выходного напряжения. 15Улучшения энергетических и массо- габаритных показателей можно достичь, если хотя бы одну из секций или одну из частей большей секции вентильной обмотки выполнить в каждой фазе в ка честве сетевой обмотки, т.е. реализовать ЭМА в автотрансформаторном исполнении, одновременно обеспечив широкую номенклатуру значений выходного напряжения путем введения вспо могательного отвода или дополнительных витков, образующих входные выводы. При этом преобразовательные элементы 2, 3, 6, 7, 10 и 11 трех ячеек моста 13, присоединенные к вершинам звезды (фиг, 1 и 2), проводят ток 90 эл.град, а остальные вентили (1, 4, 5, 8, 9, 12), присоединенные к свободным выводам малых секций обмоток, проводят ток всего лишь 30 эл,град, что позволяет при необходимости установить половину преобразовательных элементов ПЭ в три раза меньшей мощности относительно другой их половины и при установке однотипных ПЭ обеспечить более высокую надежность за счет их режимной избыточности (50 ). Если снабдить устройство хотя быеще одной дополнительной преобразовательной структурой, аналогичнойописанным, и соединить выходные выводы структур на автономные нагрузки.или параллельно либо последовательнона ту же нагрузку непосредственноили через дополнительно введенныеэлементы, можно обеспечить перераспределение тока или напряжения нагрузки по менее слаботочным (соответственно более низковольтным) элементам,повысить эксплуатационную надежностьза счет схемно-структурной избыточности и расширить область практического применения,При параллельном или последователь-.ном соединении структур можно теоретически получить П=24, т.е. дополнительно удвоить частотную кратностьпульсации и снизить ее уровень в несколько раз, если при выполнении сетевых обмоток обеспечить в разных структурах фазовый сдвиг систем ЭДС вентильных обмоток на 15 эл.град,Как видно из фиг,З при реализациипреобразовательных элементов управляемыми (УПЭ) возможно существенноеупрощение алгоритма и системы управления путем подачи сигналов управления лишь на один из УПЭ в порядкеестественного их открытия. В частности, при последовательно нечетных номерах УПЭ анодной группы и четных номерах УПЭ катодной группы сигналыможно подавать с циклическим сдвигомво времени последовательно на вентили 1, 3, 4, 6, 5, 7, 8, 10, 9, 11,12 и 2. Формула изобретения 1. Мостовой источник электропитания, содержащий трехфазный электромагнитный аппарат, фазные вентильные обмотки которого поделены в каждой фазе на две неравные секции с соотношением витков 1:(ГЗ - 1), при этом большие секции соединены в правильную трехлучевую звезду, вершины которой подключены к соответствующим трем выводам переменного тока шестиячейкового вентильного моста на преобразовательных элементах, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения, большие секции дополнены в каждой фазе отводом, к которому согласно с данной секцией подключена смежная ей по фазе меньшая секция в порядке индексной последовательности фаз, свободный вывод которой, одноименный выводам вершин звезды больших секций, соединен с одним из трех остальных выводов переменного тока моста, образуя основную преобразовательную структуру. 2. Источник по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что меньшие и большие секции вентильных обмоток соединены в прямом или обратном порядке индексной последовательности фаэ.1334319 ф АфгЩ Составитель Е,Мельникова Техред М.Ходанич дактор Л.Пчолинск Корректор В,Гирняк Заказ 3976/54 59 ТиНИИПИ Государстпо делам иэобр13035, Москва,Подписное В нного комитетаений и открытий35, Раушская на олиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 оизводстве 3. Источник по пп.1 и 2, о т л .ич а ю щ и й с я тем, что введенный отвод делит большую секцию на две неравные. части, большая из которых равна по числу витков меньшей секции и образует начало луча звезды,4. Источник по пп,1-3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что по крайней мере одна из секций или частей.вен О тильных обмоток выполнена в качестве сетевой обмотки и снабжена в каждой Фазе вспомогательным отводом или дополнительными витками, образующими входные выводы. 155. Источника по пп.1-4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он дополнен по крайней мере еще одной аналогич-: ной структурой, выводы постоянного тока которой образуют автономные выводы или соединены последовательнолибо параллельно с выводами основнойструктуры.6. Источник по пп,1-5, о т л и -ч а ю ш и й с я тем, что в него введена система управления, обеспечивающая подачу сигналов управления последовательно по одному на первый,третий, четвертый, пятый, шестой,седьмой, восьмой, десятый, девятый,одиннадцатый, двенадцатый, второйпреобразовательные элементы при последовательной нумерации их от первогопо одиннадцатый в анодной и от второго по двенадцатый в катоцной ихгруппах в порядке естественного вступления их в работу,