Устройство для ослабления гармоник переменного тока на входе однофазного выпрямителя

(56) Автор 1( 412658,Авторск У 7777 о 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 4106914/24-0722) 25.08.8646) 30.01.90. Бюл. 1( 472) Б.Н.Каржавов .53) 62 1314.5(088.8) кое свидетельство СССРН 02 Г 1 1/14, 1974.Р свидетельство СССРН 02 М 1/14, 1980.(54) УСТРО 11 СТВО ДЗЬь 1 ОСЛАБЛЕНИЯ ГАРМОНИК ИЕРЕМЕ 1 ШОГО ТОКА НА ВХОДЕ ОДНФАЗНОГО ВЬ 111 Р 5 М 11 ТЕЗЬЧ(57) Изобретение относится к электртехнике и может быть использованов выпрямителях. Цель изобретенияповышение эффекивноси и увеличенивыходного напряжения. Устройствосодержит дроссель 4 с Г 1 обмотками,включенными между входным 16 и выходным 2 выводами, Каждая из обмо 2ток дросселя, кроме последней, своими выводами соединена с неподвижными контактами ключевых элементов, подвижные (замыкающие и размыкающие) контакты которых объединены в общую точку. Использование дополнительных ключевых элементов с размыкающими контактами, а также обеспечение блоком 17 управления синхронного переключения ключевых элементов, принадлежащих к одной и той же обмотке дросселя, в первой четверти периода работы в прямой последовательности включения, а во второй четверти - в обратной последовательности выключения и определенный выбор суммарного числа витков обмоток дросселя позволяют приблизить форму потребляемого из сети тока к синусоиде и получить значение выходного напряжения больше среднего значения выпрямленного напряжения. 2 ил.3 41 12ч =чсояес=гтсаяес - ,. 40 Суммарное число витков в обмотках 7 и 6,с Лл11 В1г 7, =чсояес - +-, -=г 7 сояес 3. (2)се 2 Ц 5 12Число витков в обмотке 7ч =чсояес -"-+ - =чсояес 5 - ,4 И 214. 12Принцип работы устройства основан на постоянстве величины намагничивающей силы в дросселе (Г=1 ч), в связи с чем при изменении числа витков изменяется и величина тока.Устройство работает следующим образом.При отсутствии напряжения на входе фильтра (на выводах 16,3) все 2(И) ключевые элементы занимают исходное положение. В этом случае все И обмоток оказываются включенными в после 45(3) Изобретение относится к электротехнике и преобразовательной технике и может быть использовано в схемах преобразователей переменного напряже 5 ния в постоянное.Цель изобретения - повышение эффективности и увеличение выходного напряжения.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 временная диаграмма кривой потребляемого тока (в интервале от 0 до ),Устройство (фильтр) содержит выходной конденсатор 1, подключенный 15 к выходному 2 и общему 3 выводам, дроссель 4 с тремя (в общем случае ; с М) обмотками 5 - 7, два (в общем случае И) ключевых элемента 8 и 9 с замыкающими контактами и два (в об щем случае И) ключевых элемента 10 и 11 с размыкающими контактами, Подвижные контакты пары ключевых элементов (8, 10 и 9, 11), неподвижные ,контакты (12, 13 и 14,15) которых 5 подключены к выводам одной и той же обмотки (5 и 6 соответственно); объединены и образуют общую точку д-й пары (по номеру данной обмотки). Общая точка первой пары ключевых элементов подсоединена,к входному выводу 16 фильтра. Фильтр содержит также блок 17 управления ключевыми элементами, который обеспечивает синхронную работу каждбй пары ключевых элементов.Суммарное число витков в обмотках 5 - 7довательную цепь между выводами 16и 2, При увеличении мгновенного значения входного (выпрямленного) напряжения от нулевого значения (при г.=0на фиг. 2) до значения0,=0 яг.п-, (4)где О,г, - максимальная амплитуда,т,е, через интервал временит т.44 М 12 6- .= (-. на фиг, 2) блок 17 управления включает иервую пару (8,10) ключевых элементов, которая исключаетпервую обмог ку (5) из указанной цепи.В этот момент времени ток, определяв,лшийся ранее (в интервале 0-/6) величиной (при чис иторавном ч )1,=1 яг.п,где 1, - максимальная амплитуда,становится равным величине1 - 1 яг.п(,+ ) (6)(3включает вторую пару (9,11) ключевыхэлементов, которая исключает вторуюобмотку (6) из указанной цепи. Этоприводит к тому, что в интервале отЛ ,л.И- да - число витков в дросселе ста 3 2 новится равным ы, и, соответственно,величина токаЯ,Г1 =1 яхп(,+2-.) .12 6(7)Такая величина гока сохраняетсяи на интервале от -" до 2-," (фиг,2),так как число витков в дросселе нег меняется. В момент времени 2- (фиг.2) блок управления выключает последнюю Р)-ю (вторую на фиг. 2) нару ключевых .элементов, подсоединяя к И-й (третьей 7) обмотке (И)-ю (вторую 6) обмотку, что увеличивает число витков в дросселе до значения ъ,л / И р При этом в интервале от 2- до 5- то 3 6 ки в дросселе имеют величину, определяемую формулой (6). В момент вреймени, соответствующий углу 5- на так как число витков в дросселе сталоравным ч, .Фиг. 2, блок управления выключаетпервую пару ключевых элементов, чтоприводит к увеличению числа витковцо ъ и уменьшению тока до первоначальной величины (формула (5. Таким образом осуществляется прямойпорядок включения пар ключевых элементов и обратный порядок их выключения в четвертях периода.Величина тока, потребляемого выпрямителем в общем случае, может бытьпредставлена выражением11=1 : з 1 п 4 И 1+1) т,теЮ 1 04 Ы(8)или в рассматриваемом случае11=1;Е з 1 п(121+1)ч,р 12+1т.е. в спектре отсутствуют третья,пятая, седьмая и девятая гармоникивыпрямляемой частоты, что существенно улучшает форму потребляемого тока.Величина напряжения на выходепредлагаемого фильтра оказываетсябольше среднего значения выпрямляемого напряже ния (в отличие от обычныхЬС-фильтров). Для рассматриваемогослучая, когда И=3, Ц, =0,750, т.е,на 17,51 больше средней величины Б,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает улучшение формыпотребляемого оцнофазным выпрямителем из сети тока, приближая ее ксинусоиде, и повышает величину выходного напряжения,Формула изобретенияУстройство для ослабления гармоник переменного тока на входе одноФазного выпрямителя, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источниканапряжения и нагрузки, конденсатор, включенный между выходными и общим выводами, дроссель с И обмотками, ключевые элементы с замыкающими контактами, неподвижный контакт каждого из которых соединен с началом соответствующей обмотки дросселя, а также блок управления ключевыми элементами, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективностии увеличения выходного напряжения,дополнительно введены ключевые элементы с размыкающими контактами,неподвижный контакт каждого из которых соединен с концом соответствующейобмотки, число ключевых элементов сразмыкающими и замыкающими контактами выбрано одинаковым и равным М,подвижные контакты ключевых элементов, неподвижные контакты которых соединены с соответствующими выводамиодной и той же обмотки дросселя,объединены в общую точку, подключен ную к концу предыдущей обмотки, приэтом оЬщая точка ключевых элементов,соециненных с первой обмоткой дросселя 1 подключена к входному Выводуначало и конец Г 1-й обмотки подключе ны соответственно к концу (И)-йобмотки и выходному выводу, а дляпар ключевых элементов, имеющих общую точку, блок управления выполненобеспечивающим их синхронное пере ключение, причем в первой четвертипериода, начиная с момента времениТ/4 И, через интервал времени, равный Т/4 И, Ьлок управления выполненосуществляющим поочередное включение указанных пар ключевых элементов 35в прямой последовательности, во второй четверти периода - их выключение в обратной последовательности,а суммарное число витков обмотокдросселя в кажцом из указанных интервалов времени выбрано пропорциональным значению Гсоя ес - .-+ Ю-и)4 И 2 Игде и - количество обмоток дросселя,включенных на данном интервале времени,1539919 Составитель А.КириллОгар Техред И.Ходанич Редакт черявая ректор Подписное Тираж 48 ак зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород Гагарина, 10 ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5