Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 Н 0 ИЗОБРЕТЕНИ ОП СССР981,СР982.ОГО НАэлектро овано в электро сое каче Цель ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится ктехнике и может быть использкачестве эффективной системыпитания, обеспечивающей высоство преобразования энергии.,80135615 изобретения - улучшение качества преобразования энергии путем повышениякратности частоты пульсации выходногонапряжения. Эффект обусловлен введе"нием в схему индуктивного элементана трех обмотках со средней точкой.Каждая из обмоток включена между анодами вентилей 2,4,8,10 и 6,12. Средние точки обмоток подключены к выводам а , а и средней точке О.Выходные выводы для подключения на-грузки 13 образованы средними точками 0 и 0 вторичных обмоток. Вустройстве достигается двенадцатикратная частота пульсации выходногонапряжения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.13561Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективной системы электропитания, обеспечивающей высокое качество преобразования энергии.5Цель изобретения - улучшение качества преобразовачия энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения. 10На. Фиг,1 изображена принципиальная электрическая схема устройства, где в качестве источников переменных ЭДС показаны однофазные вентильные ч. обмотки трансформаторов; на Фиг.2 - 1 б векторная диаграмма Формирования в Фазовой плоскости-знакопостоянных импульсов Б (= 1,12) выходного напряжения 11 циклически сдвинутыхоотносительно друг друга на угол 28 = 202/12 = Г/6 = 30 эл.град., поясняющая принцип действия устройства. В скобках при Я на Фиг,2 указаны номера преобразовательных элементов (ПЭ), проводящих ток нагрузки в дан ном "контуре токопрохождения в течение периода 7 = 2 9 огибающей выиходного напряжения, а также приведены обозначения отводов и выводов обмоток, имеющих в данном циКле наиболь- З 0 шее значение потенциала относительно отрицательного выходного вывода устройства. Через 1, и Ы обозначеноХлсуммарное число витков вентильных обмоток относительно базовых чисел витков с напряжением на них, равнымсоответственно амплитудному 11 исреднему 1 значениям напряжения Бв режиме холостого хода (ХХ). 40Система (Фиг.,1) содержит два шестивентильных кольца на ПЭ 1-12 и два источника переменных ЭДС, реализованных на вентильных обмотках с отвода 1 ми аа и ЬЬ выводами аа и Ь,Ь 1 и1средними точками 0 и 0 . Средние точ" ки образуют выходные выводы с подключенной к ним нагрузкой 13 и наряду с отводами соединены между собой посредством первого кольца на ПЗ с нечетными номерами (ПЗ 1,3,5,7,9,11). Выводы обмоток соединены через второе шестивентильное кольцо, образованное ПЭ с четными номерами (ПЭ 2,4,6,8,10, 12), в рассечку трех объединенных анодов которого (ПЗ 2 и 4, 6 и 12, 8 и 1 О) включены обмотки индуктивного элемента. Средние точки этих обмоток соединены с выводами аа, и средней 54 2 точкой 0 одной из вентильнь 1 х обмоток,Устройство работает следующимобразом.Как видно из фиг2, устройствоформирует на нагрузке две системыфазосдвинутых импульсов, одна из которых содержит импульсы с нечетныминомерами Б 1 рБ ЗФБ,1 Б 7 ФЯ 2 Б 1, 1 а другая - с четными Б 1 фЯ ф 1 Я 1 Б 1 Я 1 о фЯфИмпульсы Б,1,Б,Ь 1 формируютсяпосредством ПЭ 1,5,7,11 путем выпрямления ЭДС, снимаемых непосредственнос отводов аЬа Ь , а импульсы Яи Я - посредством ПЗ 3 и 9 путем вы 9прямления суммарных ЭДС, векторнообразующихся сложением ЭДС с отводова и Ь, а и ЪДругая система из шести импульсовБ, с четными номерами (с = 2,4,6,8,10,12) Формируется посредством другого вентнльного кольцана ПЭ 2,4,6,8,10,12 при попарно параллельной работесмежных по Фазовому сдвигу ЗДС, снимаемых однако не с отводов, как ранее, а непосредственно с вьводоввентильных обмоток. При этом параллельная работа ЭДС обеспечивается энергией, накапливаемой в обмотках индуктивного элемента, которые своими вьводами связывают эти источники ЭДС между собой в параллель и для Формируемого ими импульса создают Фазовый сдвиг относительно образующих его смежных ЭДС.Так, импульс Я (Фиг,2) формируется в системе (Фиг,1) при параллельной работе двух источников ЭДС, однаиз которых действует непосредственномежду выводом а и средней точкой0 (при этом ток нагрузки проводитПЭ 2), а другая (суммарная) ЗДС,сдвинутая по Фазе относительно предыдущей на определенный угол Формируется путем геометрического (векторного) сложения двух Фазосдвинутых ЗДС, последовательно согласно снимаемых с выводов а, и Ь, через ПЭ 4. Ток нагрузки в последнем случае протекает по контуру: отрицательный вывод нагрузки Н - средняя точка 0 - вывод а- ПЭ 4 - вывод Ь - сред 2няя точка О - положительный вьвод нагрузки.Аналогично Формируются остальные импульсы данной системы с четными 11( Р = 4,6,8,10,12), а каждый последующий импульс сдвинут по Вазе2, Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что отводывторичных обмоток равноудалены отих средних точек.3. Преобразователь по п,2, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что частиобмоток от их выводов ч отводов досредних точек установлены в соотношении 2 ГЗ:1,4. Преобразователь по пп.1 - 3,о т л и ч а ю щ и й с.я тем, чтополуобмотки каждой из обмоток индуктивного элемента включены между собойвстречно. 3 135615(во времени) относительно предыдущего импульса данной системы на определенный угол, как сдвинута по фазеи вся система фазосдвинутых импульсов с четными р относительно предыдущей системы Бс четнымиАмплитуды этих импульсов можнообеспечить одинаковыми, а фазовыйсдвиг импульсов последовательно равным 30 эл. град., если витки всех 10трех обмоток индуктивного элементавыполнить равными между собой, ачасти источников ЭДС (числа витковвентильных обмоток ЭХА) от среднейточки до каждого отвода и до вывода 15установить в том и дрчгом источниках в соотношении 1.2 ГЗ.При этом через нечетные ПЭ, т.е.ПЭ кольца без индуктивного элемента,протекают импульсы тока длительностью 2030 эл. град. за период преобразуемыхЭДС с амплитудой, равной току нагрузки (при индуктивном ее характере).Через четные ПЭ, т.е. ПЭ кольца,содержащего обмотки индуктивного эле мента, ток нагрузки за тот же периодЭДС протекает двумя разделенными вовремени импульсами длительностью по30 эл.град. каждый и амплитудой, вдва раза меньшей тока нагрузки. Таким 30образом по среднему значению токачерез ПЭ и, следовательно, по потерямактивной мощности в них все ПЭ могутбыть установлены однотипными, чтоположительно сказывается на общей 35унификации системы.В случае допустимого выполненияПЭ управляемыми от вводимой системыуправления (не показана) в вентильные кольца устройства могут быть 40установлены любые типы ПЭ, в том чис"ле одно- или двухпозиционно управляемые (на включение и выключение) либо с проводимОстью в одну, а затем -в обратную сторону при необходимости 45обеспечить в нагрузке реверс тока(при реверсивной нагрузке). Крометого, оба источника ЭДС могут бытьвыполнены в виде конструктивно единойэлектромагнитной системы, в том числе магнитоуправляемой от той же системы управления, реализуемой в микросхемном, в частности в микропроцес"сорном исполнении.Возможна реализация устройства 55в качестве инверторной системы, обеспечивающей преобразование энергии 4 4постоянного тока в энергию переменного тока, для чего достаточно выполнить средние точки 0 и 0 (см. схемуна фиг.1) в качестве входных выходовдля подключения источника энергиипостоянного тока, как это осуществляют в других известных устройствах,обладающих свойством обратимости. Формула н з о б р е т е н и я 1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два источника фазосдвинутых ЭДС, формируемых посредством двух вторичных обмоток, каждая из которых имеет два отвода и среднюю точку, при этом выводы и отводы одной обмотки соединены с выводами и отводами другой обмотки через соответствующее шестивентильное кольцо, представляющее собой три пары вентилей, соединенных попарно одноименными электродами, одна из обмоток соединена с парами объединенных катодов, другая - парами объединенных анодов, а средние точки, подключенные к соответствующим парам катодов (анодов) обоих колец, образуют выходные выводы, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества преобразования энергии путем повышения кратности частоты пульсации выходного напряжения, дополнительно введен индуктивный элемент, каждая из трех обмоток которого выполнена со средней точкой и включена в рассечку одного вентильного кольца, между парами объединенных анодов, а средние точки индуктивного элемента подключены к выводам и средней точке соответствующей обмотки.1356154 Составитель Е.Мельниковедактор Н.Слободяник Техред Л.Сердюкова ктор Л,Пил нк Тираж 659 Под ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб.,аказ 5807/51 о р