Преобразователь переменного напряжения в постоянное

(57) Изобретение отельной техникепривыпрямлении(тока). Цель изобрности преобразоуменьшения часто тов реле по сравн зуемого напряжен формирователь 1 Изобретентельной техникпри выпрямле(тока). ие относится к прес е и может быть испол нии переменного нап азова овано ния ие точно- кратного я контак- преобранальнэя - эпюры ементах ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССМ 961075, кл, Н 02 М 7/32, 1980,Авторское свидетельство СССМ 1624633, кл, Н 02 М /32, 1989,АТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ПОСТОЯННОЕтносится к преобразоваи может использоваться переменного напряжения етения - повышение точвания путем й-кратного ты переключения контакнию с частотой преобраия. Устройство содержит импульсов, й-выходной,Цель изобретения - повышести преобразования путем йуменьшения частоты переключентов реле по сравнению с частотозуемого напряжения.На фиг. 1 показана функцсхема преобразователя; на фиг,напряжений на соответствующихпреобразователя. распоеделитель 2 тетрад коммутаторов, й тетрад коммутаторов и нагрузку 7, Первый выход формирователя 1 соединен с первыми входами первых полутетрад коммутаторов, первые входы вторых полутетрад коммутаторов подсоединены к второму выходу формирователя, третий выход которого соединен с входом распределителя. Входы формирователя подключены параллельно нагрузке. Вып рямление осуществляется благодаря замыкы.ию и размыканию контактов коммутатоов 3 - 6, через которые соединяется нагрузка с источником выпрямляемого напряжения. С наступлением очередного периода выпрямляемого напряжения взамен отработавшей тетрады коммутаторов под воздействием сигналов формирователя и распределителя для работы подключается очередная (одна иэ М) тетрада коммутаторов. Благодаря этому достигается Й-кратное увеличение ресурса й выпрямителя, следствием которого является наивысшая точность выпрямления. 2 ил. В состав преобразователя входят формирователь 1 импульсов, распределитель 2 тетрад коммутаторов, первая - четвертая 3-6 группы коммутаторов, нагрузка 7 и шина 8 источника питания, причем каждая из групп коммутаторов состоит из Й-го количества коммутаторов 9, э каждый из коммутаторов 9 состоит из контакта 10, обмотки 11 и схемы совпадения 12, В состав формирователя 1 входят трансформатор 13, первый - четвертый распределители 14 - 17 задатчиков, первая-четвертая группы переменных резисторов (задатчиков порога срабатывания пороговых элементов 18 - 21), причемЭ) Каждая из гру( г 18-2 с 1 с ",С ( 3)."Кслст , ,.) Г) В.ссе"- Нцх РЕЗ 4 ст(Рсв, КОТОРЫИсс .ассчасз Ск ВВЛИЧ - На сгсрЕмсд нйя здснсыК;.,Н 4 я с гсссс;.нЬ с,г(Н)ся К(СНтактсес) " р(ПАВ("ВЮс с;)(;съК .,;арнПервый"-ЧЕТВ 8 СТЫЙ сООСГССЕсЬ(с Эс".,"Ж.;:ТЫ 2- 25 ГР 4 ггеРн., 2, и 2В СССТВВ РВСПРеде)4 сЕЛЯ 2 сэ;".;с)ЯТ СЧРТЧИК И св":"нсса 0 саСППсцРсЗссстГ)нь " "сЬснссется ГЗНсатсэпси беГу ссгнй 81 цьсис 4) я ка;(Ды Й 3 р,:.с,; с) вдел с,:"с нл ей с", - . 1, и С(д., СТВБЛЯ 8 Т :,(сбсс 7 с:)елаНЫ(". ь 4 Рстатс).н. П 1- раеляЕ(ИЫс 6 НВра "СГ)с)си 66 Гуще". -.":сцИ.4(ц. Пр 4 зтсм :(ГХцый из рэспреЦЕсил:Р4 -с(ссСчае" "ТЧис( "снсгс 1 ЧьсЛ И с-с)сс"сс"-Ой сс.с ВфРс-"-) О ГОРЫ ;с Угс)вссзс) РЕ11,ЧВСТВОМ ;.ВСсе КОНТ=Ктам.". реле : д) ИЗ Вы" сСссд-, с, .с ,и и . ц - с с,с:, с. Ы,. рсс Гс трЭНсфс;,НсаТора с 3 ПСсо-сэрЕЦН) ГСДКЛ)оца с" Я 1( сРП;СЭМУ Вц ЭОЛУ ОРНП-О И" г 6 СР)н ". н ьсх рез)Сто ров . Б ы);Од тр 4 ггера,. 6 СоедИНен С П 6 рвЫМИ Входа(4 Ис СХВМ 1 ССсв" паДВния, ВХОДЯЩих В Группы 3 и - .а первые ВхОды схем 12 груспп 5 и б псдклк)чены к ВЫХсду ТрИГера 27, К Перес 4 у ВХОду Катарого подсоединены ворые вхсдц распределителей 14-1, Выход порогового элемента 23 И ВХОД раосредедителя -й ВЬ)ХОД Катар".,с.с ПОД(ОЕД 41- Ен К В с ООЫМ Ь)(одам СХВМн групп 3 - 6, Вихор каждой схемы 1.". Через ссответстгсуь.Щую сбмс) кс" 1 1 ГОд(",сеДинен С ВЫВСД 1 6 ЫСТСЧниска Г)ИТЕснс 4 яЕрацв ЕсА- всцы контаг(тов 1 С псугсп 4 с 4 5 Ссе)ссНе ы ПВРВЫМ ГЬ Ч(",НЬЬ ЦВОРОсс ДЛГ ГссссКРЮссйсия наГрузки 7, вт(рой Выходной Вывод псд- КЛЮЧЕН К фЧЕРсВЫ(н ВЫВСДВМ КСНТВКП)сВ 3 О групп ) и б. с ВтОрыми Выводами канта.)3 1(1 Грусп 3 И 6 ССЕЛИНВНЫ Ьтарэ 4 ВХСДНссй Вцаод Првсбраэссаатсзлр ВЫПря(нсИТВЛЯ 1 втсрсЙ вывсэд переичысЙ солотки трансформатора 13, являющийся вторым входа",н фр рсватвля , Псе)ВЫИ Вс)сзд ПсрвсЧной .".МОТКИ ТРаНСфСРма ГСРа 13 Пон(сССВД 4 НВ) К первому входному Выво,ву Выгсям 4 тсрл;. и В", Срым ВЬ,ЗадаМ ОНТК "са 1)0 сП - ,ИВрВЫИ ВЫВОД Пераои )Т(ссинНСИ О:снссотки саНсфарматора 3 (1 ссс 4 сссснСн)с,й (с-с 4 ьСсй, ,а вторОЙ Вывод зтЙ Обмотки - с пзрвыели входас 4 и рас г равд ел 4 телеЙ 14 и 16 рвы) Вывод Воса 4 В эсич.Ой сбио ГГ 04 трансформатора 13 ГОдссецинен к ГбЩей (Оине, а ВтсрОЙ ВЫВОД этОЙ Обмотки - к первцм входам распределителей 16 и 17, Первый вход григгера 26 соединен с выходами порогового элемента )2, эхОД ксторсгс че.)83 )-Й Пер 8 менНЬ(й рсВЗИСТСЭ ГруГ(ГсЬ 18 Пе" Ременнык Резистс)ОВ ПОДСО 8 ЦИнен КУ выхсДу распреДе сител Я4 П 6) Вц 5) "., ч ссф( триггера 27 соединен с Выходом парогсвс(с Злемента,)3) ВХСс)торго Че: "."й ПсЛес" сс)8 ЬНЬ" с 4 РВЗИс"СР ГРсссгПЬ)(с Р-с(4 йис" Ых "и зистсрсв псдсдедин 8 Н к 1-му.выходу распреДещ)те)я 15, В горой Вход триггера 27 под.Оединен к Выходу порогового элемента 24, (ссКОТ;)ПСГС Чоса -Йс Пррссс 48 ННЫИ реаи - стар груп.ы 2 О переменных резисторов подключен х с-ну Выход,( распседелителя 1 6, Второй вход триггера 26 соединен с выхо- ,-.,ОМ ПарОГСВОГС ЗЛЕ(46 нста 25, ВХОД КстарОГО чесез -4 псеемеьНый резистор гпуппц 21 Г 8 РемсннНЫХ РВЗИСТОРОВ ПОДКЛЮЧЕН К с-МУ в. хоэс 1 с пас "с р,съссидся с 7 асцый с 3 ъас, ";Гедег 4 теле "-17 )х(40 выполнить, на- ПСИМЕРв Юде СчеЧИК:с, ВЫХООЬ КОТОРОГО сОДССВДИНВНЫ ": ВХ Дасснс Г)-РЬХодсНОГО Д 8- (Вибрзтра, а - Я выход дэщифра Гора подсо- ЕсЦИ,-6:, К ВХСДУ 1-ГО КЛЮча, ВЫВОД 1-ГО КЯЕОЧа создин 8 н с Однии из ВЫВОДОВ -й Обмоткисс,г 6. с(с с)КО 1 ЛВЙ ,ЕсЕМВН н-и "63(4 стс) ка;(1 либо ГРУппы пеРеменсЬсх )РЕЗИСТОРОВ СОЕДИНЯЕТСЯ С ОДНИМ И 3 выводов вторичной обмотки трансформатора 3).Преобразователь выпрямитель) работает следующим образом, Переменное напряжение О поступает на контакты 10 и на первичную Обмотку трансформатора 13. Напряжение вторичных обмоток трансформатора 13 посредством распределителей 14-17, переменнцх резисторов 18-21 (задатчики упреждений), пороговых элементов 22 - 25 и триггеров 26 и 27 преобразуется в сфсомировань е с разным упреждением относительно начала полуволнц Выпрямляемого напряжения первое и второе с(сммут 4 р,Огдие напсЯжениЯ (см, Фиг,2). Причем каждое коммутирующее напряжеНИ 8, КОТОРсн)М РВЗМЫКВЮТ КОНТВКТЫ, 4)СРМИ- руют на воемяранее коммутирующего напряжесся, кс-срым замыкают контакты, Упреждение размыкания на время Т достиГа 8 тсе теи, что гОрсговьсе злем 8 нты настраивают на с)абатцва8 ст Двух разных уоОвней по,суВслны выпрямляемсгс напрях(зниЯ. 1 езистсраи)4 18 и 2. ЗВДаи)т упреждение, равное времени Замыкания (Онтактоз 10., а сезисторами ф 9 и 21 устанавЛИВаат УПРЕжаеНИВ, РВВНОЕ ВПЕМЕНИ Раэмцкания канта(тов 1 О, которое на т боль 8 Времени зас 14 Ь-,(ения При положительной фазе первого кммутирующегс напряжения )при ециничном значении сиГнала на выходеОиггера 26) единичные сс)гналы подают на н Первые ВХОДЫ СХем 12 Гн)уПП 3 И 4, ЗВМЫКая : снч:кгц 1 сО -ру(п 3 и ( и посс)уская ток ГОлувслснь ПО . )ВГрузке 7, Пару кантактоВ 1 О ГруПП Ф) И 6 Саз нык",;СГ са В)Ес 4 Я Т раН 86 пОявления пОЛОжительнай фэзц п 8 рвОГО коммутирующеГО напряжения. БлаГсдаря Таксму заМЫКЭНИЮс ЖЯМЫКЗНИЮ Гсри ПОЛО- жит 8 льнсй фазе пергссо (Ом 4 утируюгдеГОнапряжения выпрямляемый ток направляют согласно(синфазно) положительной полуволне выпрямляемога напряжения. При этом через нагрузку 7 проходит вся (без обрезания начала и конца) полуволна тока. За время положительной фазы второго коммутирующего напряжения (напряжения на выходе триггера 27) замыкают пару контак-. тов 10 групп 5 и 6, между которыми включают на, рузку 7, а на время 1 ранее появления положит ельной фазы второго коммутирующего напряжения размыкают лару контактов 10 групп 3 и 4. В результьте за врем", положительной фазы второго каммутируащего напряжени- выпрямляемый так направляют встречна отрицательной палуволне выпрямляемого напряжения. Смену направления выпрямляемаго тока осуществляют за счет того, чта при каждом замыкании/размыкаыии контактов 10 перекрещива ют (перебрасывают) вы воды нагрузки 7. Перекрашивание позволяет ва время положительной фазы второго коммутирующего напряжения пропускать па нагрузке 7 ток в том же направлении, чтои при положительной фазе первого коммутирующего напряжения, По окончании второй полуволны тока, которая также по нагрузке 7 пропускается целиком (без обрезания начала и конца), заканчивается 1-й этап выпрямления. С началом третьей палувалны выпрямляемаго напряжения (с началом очередного этапа выпрямления) под воздействием выходнао напряжения порогового элемента 23 осуществляется переход единичного сигнала на соседний выход распределителей 2, 14 - 17. В результате распределителем 2 включают в работу очередную тетраду коммутаторов 9, а распределителями 14 - 17 - очередную тетраду задатчиков упреждения, принадлежащих группам 18-21 переменных резисторов, В остальном работа выпрямителя продолжается аналогично его работе в течение первого периода выпрямляемого напряжения, В результате смены тетрад коммутаторов 9 и тетрад зэдатчиков упреждения формируют Й первых и Й вторых коммутирующих напряжений, разбивая процесс выпрямления на М этапов и управляя на 1-м этапе 1-й парой коммутирующих напряжений, сдвинутых па фазе в привязке к индивидуальным задержкам реле. Гэкой привязкой (подстройкой) как бы симметрируют реле(уравнивают время замыкания и размыкания всех реле), добиваясь замыкания/размыкания контактов при нулевом значении выгрямляемого напряжения, т.е. без обрезания начала и конца полуводны, 5 10 15 20 25 30 "г 40 45 50 55 Применение предлагаемого устройства обеспечивает возможность для каждого периода выпрямляемого напряжения выделять резервную (не участвующую в выпрямлении в 1-м периоде) тетраду коммутаторов 9. В результате этого частота срабатывания любого коммутатора 9 в й раз меньше частоты выпрямляемого напряжения, а ресурс выпрямителя повышается в М раз по сравнению с ресурсом коммутатора 9, причем наладка предлагаемого выпрями-еля весьма проста, Кроме того, использование устройства позволит повысить точность эталонных и рабочих средств, предназначенных для измерения электрических величин переменнога тока (напряжение, ток, мощность, электроэнергия), а также повысить КПД силовых (сравнительно маломощных) выпрямителей.Эормула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий четыре реле с соответствующими контактами, выходные выводы для подключения нагрузки, формирователь импульсов, в состав которога входит трансформатор, четыре переменных резистора, четыре пороговых элемента и двэ триггера, причем первые выводы первой и второй втор.: ых обмоток трансформатора подсоединены к общей шине, выход первого триггера является первым выходом формирователя импульсов, а выход второго триггера - вторым выходом формирователя импульсов, выводы первичной обмотки трансформатора являются входами формирователя импульсов. первый вывод первого переменного резистора через первый пороговый элемент соединен с первым входом первого триггера, первый вывод второго переменного резистора через второй пороговый элемент годключен к первому входу второго триггера, гервый вывод третьего переменнога резистора через третий пороговый элемент подсоединен к второму входу второго триггера, а первый вывод четвертого переменного резистора через четвертый пороговый элемент соединен с вторым входам первого триггера, первый выходной вывод соединен с первыми выводами кочтэктав второго и третьего реле, а второй выходной вывод подключен к первым выводам контактов первого и четвертого реле, вторые выводы контактов первого и третьего реге соединены с первым входом формирователя импульсов, который является первым входным выводам для подключения источника переменного напряжения, второй вход формлаавателя импульсов является вторым входным выводом и соединен с вторыми выводами контактов второго и чет ВЯРТОГО ":Ле, О Т Л И 1 Ь ГО (Ц И И 1".ГЯМ го 1.С ЦЮЛЬЮ ПВЬЯНИЯ ТОЧ 1 гОСь. ПОГО)рг 1 йоссГ ниЯ пУтем 11"кРатного Уме(ь.13811".Я ча70 гы Г 18 рекл)очения контактов,"Яле по с)авне- НИКО С Ч "СТОТОЙ( П)ОГ)ГВЗ 81 ИОГГ НВПО 1К "г. НИЯ, ДОПОЛНИ 18 ЛЬНО Е ВЯДЯНЫ Ч 8711,)6 ГОУПГ 1 Ы РЕЛЕ ПО 11-) ДОГ)О)1 НИТЯ.)ЬНых Рел;: в каждСи, ГоуппЕ .1 ять распредели)1316 й, к ". 1 честв 1 ДЫХ)ДОВ КЯ (ОП ф КО.К (ЯВ 11" ( ЧЕт 1 .ГООППЦ ПЯОВМЯНЧЫ( ЦЯЗИСТО;)В Г,") 11- 1 1) дОпОлни 8 льнъ 1 х пяряме)11.ых реаисторОВ ках(дОЙ групг 16 и четь:)8 Гр 11 эп 4 схем сочпа" ДЯНИЯ Г 18 Р; СЯМ СОНГ(аден 11 Я ". 1(а)1(Вй ГРУГ(" пе, пй этОЮ ВторОЙ е 1 ыво(, 118 ОВО(1 ВТО)ИЧРОй )МОТКИ Т)ан+ц гР 13 ТСР Г"-ВИ" нен С Првы 14 и ВХОД Ми Г(ервог(1 и Ворогс ра 11;рядел 1(118 ляи 3 гор(16 вх(1 ды дядя(118" четвертого 1 аспряделителяй соед 11 нены вь(ходОм ВторОГО Г(орОГОВОГо Зл 8146 нта, Б ТЯКХ(6 С В) О,ОМ 1 Я 71)гО Оаг,П(18ЛИТЕЛЯ И 1, первым входом второго триггера, выход ко.торого подсоединен к пяовым Входам схем сОвпадения тр 8 тьей и четв 61) ОЙ групп схем совг(адения, Вторые входы 1-Й схемы совпа.дений ка)кдой группы схем совпадения под. . Г кл(оченц (му входу пятог( распределителя, вход косрого является третьим ВыходОм формирователя импуль сов, выход 1-Й 1 схемы совпадения соединен с ВывОДОм 1-й ООмотки Р 8 ле, п 61)вые ВывоДЫ 30 контактов;.7роЙ и третьеЙ Г 1 оупг( г(ополни ТЯЛЬНЦХ Ре 6 По";ОРДУРд 1 Ы К г(г)ВОМВЬ- хОдкОм/ь(воду а п 6133616 Вы ВОды ОНТВ 1 г-;О ПррВО 11 И 1." ъ"Ьд 7).грГП цоПОЛНИТЯг(;,НЬ) РЬЛО - К ВгОООМУ ВЫХОг 1 г(ОМ )РВ 1- ду, гГорой Вывод ВтороЙ втооичноЙ обм)тки трансформатора подсоединен к первым ВХОДВМ ТреТЬЕГО И ЧЯгЭЕ)ТОГО (распредеЛИТЯ- лей, ,37 ОРОЙ 1 ВывОД Г 16 РВОГО пеоамекного РеЗИСТООа ; ОЕДИц 1 йн С ггервцм ВЫХОгм первого рЗспр 8 делителя, кахкды 11:13 Оста)ь -"ЫХ ВЫУОГО(, тг 1",; О цЕга 3 )ДлН нМейн".Ях Р(-.ЗИ."ОРОВ ПЯРВО)1 Г 3,Г П 11 1)ОПОЛ 11 ИТЯЛЬ 1 ЬУ 116 :-, геННЫХ 1)ЯНИС ОрЕО(111 н , 5 (т ВО . П,-") ,ПОпГь 1 11 .1 ента ятпгЙ 111 вод Вт" 1)(;го лярема;. Опр";13 ист)1)а - :Ярв(1Вь х( :Ом а(О;".ОГО распоейктяля, :.еквыЙ ИЗ осталь 1(ь 1 у Выхоов КОГООГО Че 16.) 02 ИН(."- Пе)ЯР(6 (НЫХ О 8311- СТОРОВ 1;ТО)Ой 17)о Ь ,ОГ(ОЛН;,7 ЕЛЬНЬ Перем;3(нь(х реаисторов ;:оединег. с ходом второго 11 оро 1 ового зламента, второЙ в:вод 767( 1 П(1ОГ(2 Исдг)РГ СОЯДИНЯ : первь:и входом тре.ьяго распределителя, ка)ДЫЙ ИЗ осГа."1 ьных ;Ходов когороо чяО 1 3 ОДИН ИЗ ПЕОЯМЯ (н(Х Р(ИСТГ)РОВ третьей группы дополнительных перемен- КЫХ РЯЗИСТОРОВ ПОДСОЕДИНЕН К ВХОДУ ТРЕТЬ 61 О ПОРОГОВ)ГО Зламента, а Втооой ВЫВОД чятВЯотОГО Г 16 ряменнОГО р 63 истора ссединен с пеовым выходом четвертого оаспряделителя, квжд(1 Й ИЗ Остал ь ч ых Выходов которого 16 р 83 Один ИЗ п 8 эеменных ряЗисторов четвертОЙ групгы дополнительных ПЯРЕМЕННЫ( РЯЗИС 1 ОРОВ г" ОЕ Г 1:,г 161( С ВХОДОМ ц 81 ВЯОТ(ГО ПОг О(ОВОГГ ЗЛ( 116 Н 18Составитель Л. Устинкиналовская Техред М,Моргентал Корректор С, Шевкун едактор Л оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 455 ОТираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5