Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 336 02 М 7 155 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Ь 3 фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве низковольтного вторичного источника электропитания, Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии. Положительный эффект обеспечивается связями между элементами устройства, содержащего две электромагнитные системы с обмоткой со средней точкой каждая, Средние точки образуют выходные выводы, отводы одной из обмоток и ее выводы соединены с выводами другой обмотки через четыре преобразовательных элемента 1 - 4. 7 з,п.ф-лы, 1 О ил.Изобретение относится к электротехникеи может быть использовано в качественизковольтного вторичного источника электропитания.Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии.На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; нафиг. 2 - векторная диаграмма формирования р-х фазосдвинутых импульсов(ц=,4) выходного напряжения Уп, поясняющая в фазовой плоскости принцип действия устройства; на фиг. 3 - модификация устройства при перефазировке обмоток; на фиг. 4 - векторная диаграммаустройства; на фиг. 5 - 7 - модификацииустройства при перефазировке обмоток ипри дополнительном обратном включениипреобразовательных элементов; на фиг. 8 -О - векторные диаграммы.При этом на векторных диаграммах указаны также обеспечиваемые устройством фазовые сдвиги основной токообразующей ЭДС51 относительно преобразуемой ЭДС вентильной обмотки а, принятой за базовую,необходимые соотношения витков, относительные суммарные витковые числа %, и%ч вентильных обмотков для каждой реализации, принятые относительно единых дляних базовых чисел Ъ; и Ъ витков с напряжением, равным соответственно амплитудному К,о и среднему 7 о значениям выходного напряжения 1/о устройства в режимехолостого хода. Другие приведенные данныепояснены ниже.Такие данные обеспечивают удобство инаглядность сопоставления различных реализаций между собой, а также иллюстрируют достижение соответствующих положительных результатов относительно известныхустройств,Источник по фиг. 1 содержит четырепреобразовательных элемента (ПЭ) 1 - 4 иэлектромагнитную систему с вентильными обмотками а и Ь, Обмотки имеют выводы отсредних точек 0 и 0, образующие выходные выводы (+, - ). К выводам первойобмотки а попарно подключены одноименными электродами преобразовательные элементы 1,4 и 2,3. Разноименные выводы обмоток а и Ь соединены через ПЭ 1и 3. Вторая обмотка Ь снабжена двумя отводами Ь и Ь, к которым подключены одноименными электродами ПЭ 2 и 4. Объединенные электроды ПЭ 1 и 4 подключены к выводу а первой обмотки.При этом формируемые на обмотках переменные ЭДС сдвинуты по фазе на 120 эл.град. относительно друг друга, а числавитков обмоток а и Ь, а также частейЬо (уо) и Ьо (Ьо) могут быть установлены в соотношениях 1: ( /3+1) /2, 1::(-/3 - 1 2 а в схеме по фиг. 5 - 1:2/ -/3,1:1 / /3.Устройство (фиг. 1) работает следующимобразом. Полуобмотки ао и хо обмотки и связаны через ПЭ 1 и 3. последовательно, согласно с частями уо и Ьо обмотки Ь.В результате переменные ЭДС, действующие 5 на этих частях, складываются между собойвекторно, и этим обеспечивается фазовый сдвиг токообразующих ЭДС относительно преобразуемых ЭДС, в частности относительно ЭДС обмотки а, принятой на фиг. 2 за базовую.При указанных на фиг. 1 электрических связях и принятых соотношениях витков этот фазовый сдвиг составляет 75 эл.град., а контур токопрохождения в схеме по фиг. 1 при формировании знакопостоян ного импульса Я выходного напряжения Уосодержит следующие элементы: средняя точка о обмотки а, образующая отрицательный выходной вывод - полуобмотка ао - ПЭ 1 - часть уо обмотки Ь - ее средняя точка о, образующая положительный 20 выходной вывод.Остальные три контура токопрохождения аналогичны, но содержат в своем составе другие элементы, а формируемые при этом импульсы Ь, 5 з, 5 сдвинуты относительно друг друга на 90 эл. град. (фиг, 2).Таким образом, частота пульсации выходного напряжения увеличена в 4 раза относительно частоты преобразуемых ЭДС, а уровень пульсации по полному относительному размаху в режиме холостого хода обеспеЗ 0 чен равным к=дно/о 32,5/ (по амплитуде первой гармоники:13,3 Я).Помимо улучшения формы потребляемоготока, снижения потока реактивной мощности, указанное улучшение качества преобразования энергии приводит к улучшению масЗ 5 со-габаритных и стоимостных показателей(МГСП) сглаживающих фильтров, других компенсирующих устройств. При этом, в отличие от обычно используемого с той же целью усложнения схем, в устройстве сохранено относительно известного устройства 40 число Ч, вентильных обмоток (Ч,=2) присохранении длительности работы каждого преобразовательного элемента (1=90), среднего тока 7 в через них (/8=/о) и потерь мощности в ПЭ. Сохранено также 5 амплитудное значение ь. тока через ПЭ иобмотки (Р=ь./ 1,о=1 при индуктивном характере нагрузки) и амплитуда с/аоб обратного напряжения на ПЭ снижена примерно на 0,17 О. При этом %о,29. 50 При сохранении рассмотренных положительных эффектов можно достичь дополнительного увеличения фазового сдвига токо- образующих ЭДС относительно ЭДС базовой обмотки от 30 до 90 эл. град., если относительно схемы на фиг. 1 изменить со отношения витков (фиг, 5 - О), (фиг. 3,7 и8) или изменить относительно схемы на фиг. 3 и 7 направление включения всех ПЭ на обратное (фиг. 9 и 10). Этим дополнительно расширены функциональные1336179 Формула изобретения басф возможности и область применения устройства.Промежуточные значения указанных фазовых сдвигов при одновременном изменении и суммарного числа витков (%о=4,79) можно обеспечить, если путем изменения связей и соотношения витков реализовать устройство по фиг. 5 - 10.При этом во всех реализациях устройства по фиг. 1,3,5,7,9 действующее значение тока 1 любой части обмотки, участвующей в работе один раз за период преобразуемых ЭДС, равно половине тока 1 о нагрузки (Р)/о=0,5), а ток части обмотки, участвующей дважды, составляет 0,711 о. Отношения действующих значений напряжения отдельных частей обмоток к среднему напряжению Чо нагрузки различны в разных схемах и указаны под соответствующими векторными диаграмами, но коэффициенты КпР= (Рг/Ро 1) 100% превышения габаритной (вольтамперной) мощности Р. первичных К.Р 1 и вторичных Кпрп обмоток, а также всей электромагнитной системы К. (при трансформаторном ее исполнении) одинаковы во всех реализациях и относительно полезной мощности Ро равны соответственно 28,25, 88, 58,1% при индуктивном характере нагрузки без потерь. Вредного явления постоянного подмагничивания, свойственного ряду известных лучевых схем и приводящего к увеличению массы и объема источника, в представленных схемах нет. Во всех реализациях обеспечена, кроме того, вентильная развязка силовых обмоток между собой, а выполнение магнитной системы в виде двух магнитно не связанных систем обеспечивает также магнитную их развязку. 1, Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий электромагнитную систему с двумя вентильными обмотками со средней точкой в каждой изних и четыре преобразовательных элемента, первый и второй из которых подключены одноименными электродами к выводам5 первой обмотки, а ее средняя точка образует первый выходной вывод, отличающийсятем, что, с целью улучшения качества преобразования энергии, вторая обмотка дополнительно снабжена двумя отводами, которые10через третий и четвертый преобразовательные элементы соединены с выводами первой обмотки, разноименные выводы обмотоксоединены через первый и второй преобразовательные элементы, а средняя точка второй обмотки образует второй выходной15 вывод.2, Преобразователь по и. 1, отличающийся тем, что фазовый сдвиг ЭДС, формируемых на обмотках, установлен 120 эл.град.3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что введенные отводы обмотки выполнены по разные стороны от еесредней точки.4. Преобразователь по пп, 2 и 3, отличающийся тем, что числа витков первой и25 второй обмоток устарновлены в соотношении 1: (1 ГЗ+1) /2.5. Преобразователь по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что числа витков каждой полуобмотки второй обмотки и ее части от среднейточки до отвода установлены в соотноше 30 нии 1:(МЗ - 1)/2,6. Преобразователь по пп. 1 - 5, отличиющийся тем, что, с целью изменения фазовых сдвигов, вентильные обмотки перефазированы между собой.7. Преобразователь по пп, 1 - 6, отличаю 35 щийся тем, что, с целью изменения фазовых сдвигов, все преобразовательные элементы включены в обратном направлении.8, Преобразователь по пп. 1 - 7, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде двух магнитно не связан 40 ных систем,. Бут о делам ская на ие,г, Уж=. ф/ Вью= Фла = Редактор Г. ВолковаЗа каз 3812/53ВНИИПИ Государственн113035, МоПроизводственно.полигр 7; аа:а,д ьо= ЯИ 1Ж Ваап; Ьо=Ф Составитель Е Техред И. Вере Тираж 659 го комитета СССР п сква, Ж - 35, Рауш афическое предприят изобретений и открытиб., д. 4/5город, ул. Проектная,