Преобразователь переменного напряжения в постоянное

(51) ГОСУДАРСТВЕНЮЙ КОЙОТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ титу А.Гайнсторных венной рной ананого инННОГО ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания технологических нагрузок, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, Благодаря подключению нагрузки 9 к вторичной обмотке трансформатора 4 через полууправляемый выпрямитель и к первичной обмотке трансформатора 4 параллельно конденсатору колебательногоС-контура, включенного на выходе магнитно-тиристорного умножителя 1 частоты, достигается чередование режимов непрерывной и дозированной передачи знергии и получение режимов работы,при которых напряжение на конденсаторе .С- контура в несколько раз превышает амплитуду питающего напряжения, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питаниятехнологических нагрузок, где требуется чередование дозированной и непрерывнойпередачи энергии,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя.На фиг.1 приведена схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы егоработы; на фиг.З - графики изменения максимального напряжения на конденсаторепри различных начальных условиях, где индексы соответствуют номерам элементов нафиг. 1, а Озноб - номинальное напряжениена конденсаторе 3.Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит магнитно-тиристорный умножитель 1 частоты питающейсети в целое число раэ (МТУЧ), к выходнымзажимам которого подключен колебательныйС-контур, состоящий из индуктивности 2 и конденсатора 3, Однофазныйсогласующий трансформатор 4 своей первичной обмоткой включен параллельно конденсатору 3. К вторичной .обмоткеподключен однофазный полууправляемыйвыпрямитель, состоящий иэ тиристоров 5 и6 и диодов 7 и 8, Выход управляемого выпрямителя соединен с нагрузкой 9. Фильтровый дроссель на фиг.1 не показан. МТУЧ1 состоит из преобразователя числа фаэ(ПЧФ) входной трехфаэной системы напряжений в двенадцатифазную. На фиг.1 показаны лишь выходные фазы 10 - 21 ПЧФ. Вкаждой выходной фазе 10 - 21 подключенопо одному тиристору 22 - 23 анодом или катодом. Колебательный контур включен между общей точкой тиристоров и нулевойточкой ПЧФ,Преобразователь работает следующимобразом.Допустим, что в момент времени т 1(фиг.2 а,б) включается тиристор 29 фазы 17,что соответствует углу управления а =160(при отсчете от начала положительной полуволны соответствующей синусоиды фазы17): Цифровые обозначения на фиг.2 соответствуют цифровым обозначениям элементов на фиг.1.Импульсы на тиристоры 5 и 6 в момент11 не подаются и выходное напряжение равно нулю.Напряжение, прикладываемое к элементам колебательного контура 2, 3 02,з(фиг.2 а) определяется напряжением фазы17 ПЧФ. Происходит заряд конденсатора Э.При уменьшении тока в контуре в моментвремени 12 до тока удержания тиристор 29закрывается (фиг.2 б), В момент 1 з (фиг.2 г)5055 5 10 15 20 25 30 35 40 45 управляющий импульс подается на тири- стор 6 и происходит разряд конденсатора 3 на нагрузку 9, Величина напряжения на нагрузке 9 (рис.2 г) определяется напряжением на конденсаторе 3 (фиг.2 в) и коэффициентом трансформации однофаэного трансформатора 4,В случае короткого замыкания ток нагрузки резко увеличивается, Так как тиристоры 22-23 закрыты, ток в нагрузке поддерживается лишь эа счет энергии, накопленной в конденсаторе 3 на интервале 11-12. Причем, чем больше величина тока нагрузки, тем быстрее происходит разряд конденсатора 3 и тем меньше напряжение, прикладываемое к нагрузке.В момент времени т 4, что соответствует а =150 О, подается управляющий импульс на тиристор 24, и конденсатор 3 перезаряжается. В случае, если тиристор 6 к моменту времени 14 не закрылся при смене полярности напряжения на конденсаторе 3, к тиристору 6 прикладывается отрицательное напряжение, и он закрывается. Перезаряд конденсатора заканчивается в момент времени тв, ток вС-контуре снижается до нуля и тиристор 24 закрывается.ФВ момент Ь управляющий импульс подается на тиристор 5 несимметричного управляемого выпрямителя и происходит разряд конденсатора 3 на нагрузку. Далее работа преобразователя повторяется,Значение напряжения на конденсаторе в конце перезаряда зависит от начального напряжения на нем и угла включения очередного по ходу работы тиристора 22-23, Начальное значение напряжения на конденсаторе при его разряде на нагрузку зависит от значения сопротивления нагрузки предыдущего разрядного цикла, Углы управления а тиристорами 22 - 23 изменяются в процессе работы от 180 до 90 О. Система управления тиристорами обеспечивает требуемый закон изменения амплитуды импульсов выходного напряжения до номинального значения при резко переменных и заранее неизвестных параметрах нагрузки,На фиг.З (график 1) приведена выявленная зависимость изменения напряжения на конденсаторе 3 в конце заряда от значения угла управления тиристорами а при включении колебательного 1 С-контура на синусоидальное напряжение и нулевых начальных условиях. График 2 на фиг.З соответствует включению колебательного контура на синусоидальное напряжение при ненулевых начальных условиях, 1658340Использование полууправляемого выпрямителя позволяет расширить функциональные возможности преобразователя переменного напряжения в постоянное. При углах управления тиристорами 5 и 6 5 (фиг.1) а -0 работа однофаэного выпрямителя ничем не отличается от работы неуправляемого выпрямителя и осуществляется непрерывная передача энергии в нагрузку. При включении тиристоров 5 и 6 после вы ключения очередного по ходу работы тиристора умножителя 1 частоты (фиг.1) осуществляется прерывистая, дозированная передача энергии в нагрузку. При этом амплитуда напряжения нэ конденсаторе 3 и 15 следовательно и на нагрузке 9 значительно увеличивается за счет так называемого явления "тирорезонэнса" Ограничение на амплитуду выходных. импульсов напряжения накладывается лишь используемой элемен тной базой (классом тиристоров, допустимым напряжением на конденсаторе).Формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий подклю 4ченный к источнику питания магнитно-тиристорный умножитель частоты, к выходу которого подключен колебэтельныйС-контур, согласующий однофазный трансформатор, первичная обмотка которого включена параллельно конденсатору указанного С-контура, э в цепь его вторичной обмотки через однофаэный выпрямитель включена цепь для подключения нагрузки, и блок управления тиристорэми умножителя, о т л и ч э ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, указанный однофазный выпрямитель выполнен управляемым, а блок управления выполнен обеспечивающим изменение амплитуды выходных импульсов в соответствии с зависимостьюОэ=- 1.95.1 0 а + 3,52+ Оз(0),где а - угол управления тиристорэми магнитно-тиристорного умножителя частоты;Оэ(0) - начальное значение напряжения нэ конденсаторе С-контура;Оз - напряжение на конденсаторе С- контура в конце заряда,1658340 1.5 Фиа 3 Редактор В. Данко Заказ 1720 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ЦЗфЗфн Составитель С. МеркушевТехред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая