Выходной блок многоячейкового преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) 01) 1)4 Н О 1 1. 25/О ЕТЕН В 44вательский хаи электро титуте ав атиравления и Ф,Кощеве 4292665 тельство СССР 1. 25/02, 1986. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЬЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ПНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Научно-исслединститут автоматикники пои Томском изированных системрадиоэлектроники.(54) ВЫХОДНОЙ БЛОК МНОГОЯЧЕЙКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированию выходных блоков многоячейковых преобразователей, Цель изобретения - повышение надежности и качества выходной энергии. Выходной блок многоячейкового преобразова)еля содержит трансформатор, первая 1 и вторая 2 вторичные одновитковые обмотки выполнены в виде стержней, На стержнях размещены две группы магнитопроводов 5 с первичными обмотками, разделенных изоляционными прокладками 7.1525775 510 50 55 На одноименных концах стержней закреплены теплоотводы 8 и 9. Диоды10 и 11, установленные на теплоотводах, подсоединены к первому тоководу15 через отверстие, в котором пропущены изолированные прокладками 16 вторые концы стержней. На вторых концахстержней закреплен второй токовод18. Многозвенный .С-фильтр размещенна токоведущем стержне, соединенномс вторым тоководом Каждое звено Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированиювыходных блоков многоячейковых преобразователей, и может быть исполь,зовано в устройствах электропитанияна токи в сотни и тысячи ампер на,со звеном повышенной частоты,Цель изобретения - повышение надежности и качества выходной энер гии.На чертеже, приведена конструкция выходного блока многоячейковогопреобразователя.Выходной блок многоячейкового,; в виде стержней, на которых раэме щены соответственно первая 3 и вто рая 4 группы из имагнитопроводов5 с первичными обмотками 6, разделенных изоляционными прокладками7, причем на одноименных концах первого 1 и второго 2 стержней закреплены первый 8 и второй 9 теплоотводы,на которых установлена первая 10 ивторая 11 группы диодов соответственно, причем теплоотводы выполнены издвух пластин: алюминиевой 12, снабженной ребрами, и медной 13, соединенных вместе и расположенных таким образом, что со стороны меднойпластины 13 установлены первыми выводами диоды, вторые выводы которыхподсоединены проводниками 14, расположенными снаружи магнитопроводов5 с первичными обмотками 6, к первому тоководу 15, через отверстиев котором пропущены изолированныепрокладками 16 вторые концы первого 1и второго 2 стержней, на которыхчерез изоляционную прокладку 17 20 25 30 35 40 45 фильтра выполнено в виде секции,состоящей из двух пластин, междукоторымиразмещен блок 19 конденсаторов и дроссель 22, выполненныйв виде магнитопровода с уплотнительными прокладками, надетого на токоведущий стержень. Одна иэ пластинподключена к первому тоководу, адругая крепится на токоведущем стержне. 1 ил. закреплен второй. токовод 18, блокконденсаторов 19, соединенных с первым тоководом 15, к секций фильтра, разделенных изоляционными прокладками 20, токоведущий стержень21, соединенный с вторым тоководом18, дроссель 22 в каждой секциифильтра, выполненный в виде магнитопровода 23 с уплотнительными прокладками 24, первую 25 и вторую 26пластины, между которыми крепитсяблок конденсаторов 19 и дроссель22, расположенный таким образом,что токоведущий стержень 21 проходитчерез отверстие в первой пластине25, противоположные стороны которойкрепятся к первому тоководу 15,магнитопровод 23 и отверстие вовторой пластине 26, которая крепитсяк токоведущему стержню 21 при помощиконтактной втулки 27,Выходной блок многоячейковогопреобразователя работает следующимобразом.К первичным обмоткам 6, расположенным на магнитопроводах 5, прикладывается напряжение повышенной частоты, сформированное однотактнымиинверторами. Число магнитопроводовравно числу одйотактных инверторовв преобразователе. Магнитный потокв каждом из и магнитопроводов можно модулировать независимо. Суммирование ЭДС, наведенных этими магнитнымипотоками, происходит в каждом иэдвух общих контуров, которые образо"ваны стержнями 1, 2 проходящими соответственно внутри первой 3 и второй4 групп магнитопроводов с первичнымиобмотками, Исключить влияние магнитопровода трансформатора, не участвующего в передаче энергии на токв общем контуре, можно, закорачивая1525775 51015 20 его первичную обмотку при помощи ключей соответствующего однотактного инвертора, В первый полупериод частоты преобразования выходное напряжение, наведенное в стержне 1, выпрямляется группой диодов 10, во второй полупериод выходное напряжение, наведенное в стержне 2, выпрямляется группой диодов 11, Выпрямленное напряжение подается на сглаживающий фильтр. Для эффективного использования блока конденсаторов 19 в сглаживающий фильтр введен одновитковый дроссель 22, выполненный в виде магнитопровода 23, расположенного на токоведущем стержне, между двумя пластинами, первая из которых припаяна к первому тоководу, а вторая крепится к токоведущему стержню при помощи контактной втулки. Таб- кая конструкция позволяет увеличить коэффициент сглаживания пульсаций, а следовательно, и качество выходного напряжения, за счет увеличения количества 1,С-секций, не увеличивая при этом количество контактов тоководов, и сохранить компактность выходного блока при увеличении габарита только по одной координате.Введение дросселя в сглаживающий фильтр также позволяет повысить надежность выходного блока за счет снижения амплитуды тока через диоды выпрямителя и ключевые элементы инверторов многоячейкового преобрааователя при включении, малой длительности импульсов для регулятора с НИМ, многозонной 1 ЧИМ и переходных процессах. 25 30 35 40 45 50 55 В связи с расширением применения сверхпроводников в электротехнике, электромашиностроении и т.п, растеТ потребность в устройствах электропитания с сильноточным низковольтным выходом, широким диапазоном регулирования и малым:уровнем пульсаций выходной величины. Устройства электропитания этого класса наиболее целесообразно выполнять на основе преобразователей напряжения с много- донным широтно-импульсным регулированием в звене повышенной частоты. Предложенный выходной блок может быть применен в таких преобразователях с выходным напряжением единицы десятки вольт при токе сотни - тысячи ампер. Таким образом, по сравнению с известным устройством, предложенная компоновка позволяет ввести в сглаживающий фильтр одновитковый дроссель, что снижает амплитуду тока через диоды выпрямителя и ключевые элементы инверторов многоячейкового преобразователя при включении, малой длительности импульсов для"регуляторов с 111 ИМ и многозонной ИИМ и переходных процессах, а следовательно, повышает надежность,. В предложенной конструкции введение дросселя не нарушает компактности выходного блока, не увеличивает габаритов фильтра (для однозвенного 1.С-фильтра) и, что особенно важно, не увеличивается количество контактных соединений вцепи выходного тока,Введение дросселя в сглаживающийфильтр позволяет повысить качествовыходной энергии (увеличить коэффициент сглаживания) за счет повышенияэффективности работы конденсаторов,б-бильтра, Зффвитивиость работыконденсаторов увеличивается с увеичением отношения полного сопротивления предвключенных (выходного блока и дросселя фильтра) и послевключенных (последующий дроссель и нагрузка) элементов и полного сопротивления блока конденсаторов, Особеннозначительное влияние на коэффициентсглаживания Фильтра введение дросселя оказывает на повышенной частоте,при прямоугольной форме тока и напряжения, низком выходном сдпротивлениимногоячейкового преобразователя, низком выходном напряжении выходногоблока, Параллельное включение большого количества конденсаторов с цельюснижения коэффициента пульсаций непозволяет добиться коэффициентаФильтрации С-фильтра, равного коэффициенту фильтрации 1.С-фильтра при одинаковых габаритах и надежности (из-заувеличения емкостного тэка), тк,проявляется нелинейный характер полного сопротивления конденсаторов, т.е.с уменьшением переменного тока черезкаждый отдельный конденсатор его полное сопротивление увеличиваетсяЗначит, полное сопротивление. блока параллельно. включенных конденсаторов снижается при увеличении их количествав меньшей степени, чем при обратнопропорциональном законе,1525775 10 рмула изобретения Составитель О,НаказнаяРедактор М,Циткина Техред Л,Сердюкова Корректор С,Шекмар Заказ 7233/48 Тираж 696 Подписное г ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Кроме того, предложенная конструкция предполагает установку К-секций ЕС."фильтра при сохранении компактнооти и увеличении габарита только по одной координате. Возможность ус ановки ЬС-фильтра любого расчетно о порядка позволяет компоновать фи ьтр с требуемыми (оптимальными) А и ФЧХ из одинаковых (конструкти но) унифицированных узлов,Выходной блок многоячейкового пр образователя, содержащий трансфо матор, первую и вторую вторичные од овитковые обмотки, выполненные в иде стержней, на которых размеще ы соответственно первая и вторая гр пы из и магнитопроводов с перви ными обмотками, разделенных изоля онными прокладками, причем на од оименных Концах первого и второго ст ржней закреплены первый и второй 25 те лоотводы, на которых установлена пе вая и вторая группа диодов соотве ственно, причем теплоотводы выпо иены из двух пластин: алюминиевой, сн бженной ребрами, и медной, соединенных вместе и расположенных так, чу со стороны медной пластины установлены первыми выводами диоды,вторые выводы которых подсоединеныпроводниками, расположенными снаружимагнитопроводов с первичными обмотками, к первому тоководу, через отверстие в котором пропущены изолированные прокладками вторые концы первого и второго стержней, на которыхзакреплены второй токовод, секциюфильтра с блоком конденсаторов, соединенного с первым тоководом, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности и качества выходной энергии, дополнительновведены к секций фильтра, разделенных изоляционными прокладками, токоведущий стержень, соединенный свторым тоководом, а в каждую секциюфильтра введены дроссель, выполненный в виде магнитопровода с уплотнительными прокладками, первая ивторая пластины, между которымиустановлены блок конденсаторов идроссель, расположенный так, что токоведущий стержень проходит черезотверстие в первой пластине, противоположные стороныкоторой подключенык первому тоководу, магнитопроводи отверстие во второй пластине, которая прикреплена к токоведущему стержню при помощи контактной втулки,