Преобразователь переменного тока в постоянный

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя трехфаз- . ного переменного напряжения в повышенное постоянное. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей . Устройство содержит диоды (Д) 10, 11, 12, |3, конденсаторы (К) 14, 15, 16, 17,, дополнительньй диод Д 18 и токоограничивающий линейный дроссель (ЛД) с двумя полуобмотками 19 и 20. Катод Д 10 соединен с положивыходным выводом. Анод Д 13 соединен с отрицательным выходным выводом и с К 16, последовательно соединенным с К 17. Свободный вывод К 17 соединен с катодом Д 18 и анодом Д 1, катод которого соединен с анодом Д 10 и одной обкладкой К 14, другая обкладка которого соединена с входным выводом 1. для подключения сети. Катод Д 13 соединен с анодом ,Д 12 и одной обкладкой К 15, другая обкладка которого соединена с входным выводом 1. Точка соединения К 16 и К 17 подключена к входному выводу 2. Между входным выводом 1 и анодом Д 18 включена полусбмотка 19, а между входным выводом 3 и катодом Д 12 включена полуобмотка 20. Д и К образуют схему.умножения напряжения. Введение Д 18 и ЛД позволяет увеличить скорость передачи энергии в на- .грузку и величину выходного напряжения и, тем самым, достичь поставленной цели. Г ил. I т /5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 Н 02. M 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 870PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631223/24-07 (22) 09.08.83 (46) 30.06.86. Бюл. К- 24 (72) А.Г.Николаев, А.А.Кирсанов и С.Б.Юркевич (53) 621. 314. 632 (088. 8) (56) Патент США 11 3525031, кл. Н 02 М 7/00, 1970.

Патент Великобритании 9 ..532551, кл. Н 02 М 7/04, 1941.

Рогинский В.10. Электропитание радиоустройств. Л.: Энергия, 1970, с. 112.

Авторское свидетельство СССР

В 959236, кл. Н 02 M 7/04, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (57) Изобретение относится .к электротехнике и может быть использовано . в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения в повы— шенное постоянное. Цель изобретения— улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит диоды (Д)

1О, 11, 12, 13, конденсаторы (К) 14, 15, 16, 17„ дополнительный диод Д 18 и токоограничивающий линейный дроссель (ЛД) с двумя полуобмотками 19 и 20. Катод Д 10 соединен с положительным выходным выводом. Анод Д 13 соединен с отрицательным выходным выводом и с К 16, последовательно соединенным с К 17. Свободный вывод К 17 соединен с катодом Д 18 и анодом

Д 11, катод которого соединен с анодом Д 10 и одной обкладкой К 14, другая обкладка которого соединена с входным выводом 1, для подключения сети. Катод Д 13 соединен с анодом

Ц 12 и одной обкладкой К 15, другая .обкладка которого соединена с входным выводом 1. Точка соединения К 16 3 и К 17 подключена к входному выводу

2. Между входным выводом 1 и анодом

Д 18 включена полуобмотка 19, а между входным выводом 3 и катодом Д 12 включена полуобмотка 20. Д и К обра- ф зуют схему. умножения напряжения °

Введение Д 18 и ЛД позволяет увеличить скорость передачи энергии в на.грузку и величину выходного напряжения и, тем самым, достичь поставленной цели. 1 ил.

)24)377

Изобретение относится к электротехнике, касается вопросов преобразования,переменного тока источника в постоянный и может быть использовано в преобразовательной технике для питания нагрузки повьппенным напря жением.

Цель изобретения — улучшение удельных массогабаритных показате<) о лей путем повьппения выходного напряжения и скорости передачи энергии в нагрузку.

На чертеже представлена принципиальная схеяа преобразователя. .Преобразователь содержит три вход)$ ных вывода 1, 2 и 3 для подключения источника переменного тока с фазами 4, 5 и 6, два выходных вывода 7 и 8 для подключения нагрузки 9, четы2О ре вентиля, соединенные в две цепочки по два диода 10-13 в каждой, четыре конденсатора 14-17 для умножения напряжения, диод 18 и токоограничивающий линейный дроссель с. двумя по-. луобмотками 19 и 20. При этом вентили соединены в две цепочки по два последовательно включенных диода в каждой, катод диода 10 первой цепочки соединен с положительным выход30 ным выводом 7, а анод диода 13 второй цепочки - с отрицательным выходным выводом 8. К точке соединения диодов первой цепочки подключена одна обкладка конденсатора 14,,цругая обкладка которого подключена к первому входному .выводу, а к точке соединения диодов второй цепочки подключена одна обкладка конденсатора 15, при этом конденсаторы )Ь и 17 образуют последовательную емкостную ячейку, один вы вывод которой соединен с отрицательным выходным выводом 8. Одна из полу- обмоток токоограничивающего линейного дросселя включена между входным выводом 1 и анодом диода 18, катод которого соединен с анодом вентиля !1 первой вентилъной цепочки и выводом конденсатора 17 емкостной ячейки, * точка соединения конденсаторов которой подключена к входному выводу 2.

Вторая полуобмотка 20 дросселя включена между катодом вентиля 12 второй вектильной цепочки и входным выводом 3. Другая обкладка конденсатора 15 подключена к входному выводу 1, а ем,кость конденсаторов 15 и 17 не менее чем на порядок превьппает емкость конденсаторов 14 и 16. Обмотки трехфазного источника переменного тока (ТИПТ) могут быть соединены треугольником или звездой.

При рассмотрении работы устройства положим, что выводу 1 соответствует фаза 4, выводу 2 — фаза 5 и выводу 3 — фаза 6.

Время начала работы выпрямителя начнем отсчитывать с момента, когда напряжение на выводе 1 (относительно вывода 2) проходит через нуль и в цальнейшем возрастает. С этого моменга начинают заряжаться конденсаторы

l5 и 17 до напряжения 1,73 П . Через

150 эл.град. от выбранного начала отсчета времени конденсаторы 15 и 17 начинают разряжаться соответственно на конденсаторы 16 и 14, суммируя свои напряжения с напряжением источника, и заряжают конденсаторы 16 н

14 до напряжения 3,46 )) . Через

210 эл.град. напряжение конденсаторов 14.и 16 суммируется с линейным напряжением на входных выводах 1 и 2

ТИПТ. Тогда напряжение на выходе выпрямителя в максимуме равно номинальному значению 8,66 U>. В зависимости от величины сопротивления нагрузки 9 она по разному подразряжает конденсаторы 14 н 16. Их подзаряд также тем.меньше, чем больше нх емкость. По достижении напряжением на выводах 1 и 2 максимального значения оно начина ет уменьшаться, становится равным. нулю, а затем изменяет свой знак. Поэтому, если конденсаторы 14 и 16 не разряжаются полностью, напряжение на нагрузке 9,пульсируя, изменяется от трех до пяти амплитудных значений линейного напряжения ТИПТ (от 5,2 до

8,66 амплитуд фазового напряжения источника) . В связи с тем, что емкости конденсаторов 15 и 17 на порядок превышают емкости: конденсаторов 14 и !6, конденсаторы 14 и 16 подзаряжаются тем быстрее, чем быстрее изменяется напряжение (в обратной полярности) на выводах 1 и 2. При относительно малых значениях сопротивления нагрузки 9 энергия может также передаваться в нагрузку через, диод 10 двум параллельным каналам: конденсаторы )6, 17 и диод, а также диод 13 и конденсаторы

15, 14. Это напряжение в три раза превьппает амплитуду линейного напряжения ТИПТ (в 5,2 раза U,).

В случае, если сопротивление нагрузки 9 близко к нулю, энергия источ1241377 4

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий три вход-. ных вывода для подключения источника переменного тока, два выходных вывода для подключения нагрузки, четыре вентиля и четыре конденсатора для умножения напряжения, причем вентили соединены в две цепочки по два последовательно включенных диода в каждой, катод диода первой цепочки соединен с положительным выходным выводом, а анод диода второй цепочки — с отрицательным выходным выводом, к точке соединения диодов первой цепочки подключена одна обкладка первого конденсатора, другая обкладка которого подсоединена к первому входному выводу, а к точке соединения диодов второй цепочки подключена одна обкладка второго конденсатора, при этом третий и четвертый конденсаторы образуют последовательную емкостную ячейку, один вывод которой соединен с отрицательным выходным выводом, о т-л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения удельных массогабаритных показателей путем повышения вЫходного напряжения и скорости передачи энергии в нагрузку, в него введены пятый диод и токоограничивающий линейный дроссель с двумя.полуобмотками одна из которых включена между первым входным выводом и анодом пятого диода, катод которого соединен со свободным анодом диода первой цепочки и свободным выводом емкостной ячейки, точка соединения конденсаторов которой подключена к второму входному выводу, вторая полуобмотка указанного дросселя включена между свободным катодом второй цепочки-и третьим входным выводом, причем другая обкладка второго конденсатора подключена к первому входному выводу, а емкость его второго и четвертого конденсаторов не менее чем на порядок превышает емкость первого и третьего конденсаторов. ника может также передаваться по следующим каналам: через полуобмотку 20 дросселя и конденсатор 14, через полуобмотку 19 и конденсатор 16 или через обе полуобмотки дросселя одновременно. В последнем случае ток в нагрузке ограничен сопротивлением двух включенных последовательно полуобмоток 19 и 20 линейного дросселя, поэтому выпрямитель трехфазного тока,!0 выполненный согласно изобретению, не боится перегрузок и не требует применения специальных устройств защиты от коротких замыканий. t5

В связи с тем, что конденсаторы 15 и 17 защищаются через полуобмотки 20 и 19 соответственно, передача энергии источника в эти конденсаторы осу-рц ществляется с высоким КПД и при их резонансном заряде напряжение на обкладках в l /2 раза превышает амплитуду линейного напряжения ТИПТ.

В этом случае конденсаторы 14 и 16 д могут быть заряжены (в пределе) до напряжения, в 3,3 раза превышающего амплитуду фазового напряжения. Передача энергии из конденсаторов 15 и 17 в конденсаторы 16 и 14 также осуществляется с высоким КПД. Поэтому при изменении сопротивления нагрузки 9 от бесконечности (при холостом ходе) до нуля (при коротком замыкании) выходное напряжение выпрямителя изменяется от 8,66 П до минимального значения, близкого к линейному напряжению ТИПТ. Конденсаторы

14-17 по завершении их разряда снова заряжаются в последовательности, 4 рассмотренной выше.

В предлагаемом преобразователе выходное напряжение увеличивается на

58Х; а скорость передачи энергии из

ТИПТ в нагрузку в 2,5 раза по сравнению с устройством-прототипом, что обеспечивает улучшение на 16Х. удельных энергетических показателей устройства в целом.

Составитель В.Оглоблев

Техред Л.Олейник

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор И.Рыбченко

Заказ 3608/51 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4