Регулируемый индуктивно-емкостный преобразователь источника напряжения в источник тока

 

1.РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНДУКТИВНОгЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА,содержащий для каждой фазы нагрузки цепь . из соединенных последовательно линейного балластного дросселя и выводов для подключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду с первыми выв.одами настроенных в резонанс на частоте питающей сети конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя, вторая обмотка которого с большим числом витков одним вьшодом соединена согласно с первой обмоткой в общей точке звезды, а другим выводом - сОДНИМ из выводов блока коммутации, причем вторые выводы конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя присоединены к выводам для подключения k сети, отличающийся тем, что,с целью расширения диапазона плавного регулирования величины тока нагрузки и улучшения его гармонического состава, второй вывод блока коммута- ; ции соединен с выводом конденсатора, (Л присоединенным к выводу для. подключе ния к сети. Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

<19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2807948/24-07 (22) 03. 08 ° 79 (46) 30,03.84. Бюл. М 12 (72) И.В.Волков, М.Н.Горбачев, В.H.Ãóáàðåâè÷ и B.A.Äîáðöäåíü (71) Институт электродинамики AH УССР (53) 621.316.72 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

В 521558, кл Н 02 М 5/06, 12 ° 04.74.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 519693, кл. Н 02 М 5/Об, 02.09.74 ° (54) (57) 1, РЕГУЛИРУЕИ1И ИНДУКТИВНО;-ЕИ.КОСТНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИСТОЧНИКА

НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА,содеркащий для каждой фазы нагрузки цепь из соединенных последовательно линейного балластного дросселя и выводов для подключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду с первыми

3159 Н 02 М 5/06; Gj 05 Р 3/06 Н 05 В 7/144 выводами настроенных в резонанс на частоте питающей сети конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя, вторая обмотка которого с большим числом витков одним выводом соединена согласно с.первой обмоткой в общей точке звезды, а другим выводом - c oäíèì из выводов блока коммутации, причем вторые выводы конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя присоединены к выводам для подключения к сети, отличающийся тем, что,с целью расширения диапазона плавного регулирования величины тока нагрузки и улучшения его гармонического состава, второй вывод блока коммута- ции соединен с выводом конденсатора, присоединенным к выводу для подключе ния к сети.

С:

793292

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что при питании его от однофазной сети переменного напряжения конец цепи с выводами для подключения нагрузки, не соединенныи с общей точкой звезды, подключен к выводу конденсатора, присоединенному к выводу для подключения к сети.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что при симметричной трехфазной нагрузке обмотки двухобмоточных и балластных

Изобретение относится к электротехнике и может нанти применение при создании источников питания регулируемым по величине стабилизированным переменным, током нагрузок, 5 сопротивление которых изменяется в широких пределах, например, для питания электротермических установок, лазерных ламп и различных дуговых нагрузок. 10

Известен регулируемый индуктивно-емкостной преобразователь (ИЕП), содер><ащии для каждой фазы нагрузки цепи с индуктивными и емкостными элементами, настроенные в резонанс по частоте питающей сети и соединенные в звезду с цепью, с выводами для подключения нагрузки и блоки коммутации на полупроводниковых элементах (например, тиристорах), синхронно изменяющие эквивалентные сопротивления реактивных элементов в лучах звезды при сохранении резонансной настройки схемы (lJ .

В этом устройстве цепи с реактивными элементами выполнены в виде

25 набора нескольких линейных дросселей в одном из лучеи звезды и нескольких конденсаторов — в другом, включаемых с помощью блоков коммутаций либо последовательно, либо параллельно 30 относительно друг друга.

Недостатком этих устроиств является сложность схемы и большое количество используемых элементов.

Известен также регулируемый ИЕП, З5 содержащий для каждой фазы нагрузки цепь из соединенных последовательно линеиного балластного дросселя и выводов для поцключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду с настроенными в резонанс на частоте питающей сети конденсатором и первой обмоткой двухобмоточного дросселя, вторая обмотка которого с большим числом витков одним выводом coåäèíåна согласно с первой обмоткой в облинеиных дросселей установлены на двух трехстержневых сердечниках.

4. Преобразователь по п. l и 3, отличающийся тем, что первая и вторая обмотки двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки расположены на одном и том же стержне сердечника.

5. Преобразователь по п. 1 и 3, отличающийся тем, что первая и вторая обмотки двухобмоточного дросселя однои фазы нагрузки расположены на разных стержнях. щей точке звезды, а другим выводомс одним из выводов блока коммутации, второй вывод которого присоединен к выводу для подключения нагрузки, связанному с балластным линейным дросселем, причем выводы цепи для подключения нагрузки, конденсатора и первой обмотки дросселя, не связанные в общей точке звезды, присоединены к выводам для подключения к трехфазнои сети (2) .

В этом устройстве плавное регулирование действующего значения стабилизированного тока в нагрузке осуществляется за счет его модуляции с помощью тиристорного блока коммутации.

Основными недостатками этого устроиства является малый диапазон регулирования действующего значения тока нагрузки и значительное содержание высших ..армоник тока нагрузки. Оба недостатка обусловлены работой тиристорного коммутатора в цепи, шунтирующей балластныи линейный дроссель, включенный последовательно с нагрузкой.

Целью изобретения является расширение диапазона плавного регулирования действующего значения тока нагрузки и улучшение его гармонического состава.

Указанная цель достигается тем, что в регулируемом ИЕП, содержащем для каждой фазы нагрузки цепь из соединенных последовательно линейного балластного дросселя и выводов для подключения нагрузки, соединенную в трехлучевую звезду, с первыми выводами настроенных в резонанс на частоте питающеи сети конденсатора и первой обмотки двухобмоточного дросселя,,вторая обмотка которого, с большим числом витков, одним выводом соединена согласно с первой обмоткой в общей точке звезды, а

793292 другим выводом — с одним из выводов блока коммутации, причем вторые выводы конденсатора и первой обмотки двухобмоточного росселя присоединены к выводам для подключения к сети, а второй вывод блока коммутации соединен с выводом конденсатора, присоединенным к ыводу для подключения к сети, при питании от однофазной сети конец цепи с выводами для подключения нагрузки, не соединенный с общей точкой звезды, подключен к выводу конденсатора, rрисоединенному к выводу для подключения к сети, при симметричной трехфазной нагрузке обмотки двухобмоточных и балластных линейных дросселей установлены на двух трехстержневых сердечниках, причем первая и вторая обмотки двухобмоточного дросселя одной фазы расположены на одном и том же или разных стержнях.

На фиг. 1 схематически изображен регулируемый ИЕП для питания однодазной нагрузки от трехфазной сети; на фиг. 2 — регулируемый ИЕП для питания однофазной нагрузки от однофазной сети; на фиг. 3 — регулируемый ИЕП для питания трехфазной, симметричной нагрузки с расположением первой и второй обмоток двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки на одном и том же стержне; на фиг.4регулируе..лй ИЕП для питания трехфазной симметричной нагрузки с расположением первой и второй обмоток двухобмоточного дросселя одной фазы нагрузки на разных стержнях.

Регулируемый HEll (CM.фиг.1) содержит цепь из соединенных последовательно линейного балластного дросселя 1 и выводов 2 и 3 для подключения нагрузки 4, соединенную в трехлучевую звезду с настроенными в резо нанс на частоте питающей сети конденсатором 5 и первой обмоткой 6 двухобмоточного дросселя 7, вторая обмотка 8 которого выводом 9 соединена согласно с первой обмоткой 6 в общей точке 10 звезды, а выводом

11 через блок коммутации 12 с выводом 13 конденсатора, выводы 14 — 16 служат для подключения к сети переменного тока, точками отмечены начала обмоток.

Регулируемый ИЕП работает следующим образом.

При непроводящем состоянии блока коммутации 12 вторая обмотка 8 двухобмоточного дросселя 7 обесточена, а первая его обмотка 6 и конденсатор

5, настроенные в резонанс на частоте сети, образуют вместе с нагрузочной цепью 1,2 3 ИЕП по схеме звезда стабилизирующий ток нагрузочной цепи на уровне, определяемом реактивными сопротивлениями обмотки 6 и конденсатора 5 на частоте питающей сети.

В проводящем состоянии блока коммутации 12 вторая обмотка 8 двухобмоточного дросселя 7 подключена параллельно конденсатору 5, что за счет взаимоиндуктивной связи между первой 6 и второй 8 обмотками этого дросселя приводит к увеличению экви. валентных сопротивлений в лучах звезды подключенных к выводам 14

10 и 15 прй сохранении настройки их в резонанс, что и вызывает снижение тока, стабилизируемого в нагрузочной цепи 1,2 3.

Таким образом, непроводящему

15 состоянию блока коммутации 12 соответствует максимальное, а проводящему минимальное действующее значение тока нагрузки. Замыкания и размыкани я блока коммутации 12 приводят к модуляции уровня стабилизируемого действующего значения тока нагрузки 4, а изменение соотношения между временем замкнутого и разомкнутого состояния блока комму25 тации позволяет плавно изменять

I величину уровня стабилизации этого тока. Следовательно, регулируемый

ИЕН позволяет осуществить как плавное, так и ступенчатое регулирование тока нагрузки с помощью полупроводникового коммутатора с непрерывным или дискретным управлением.

Блок коммутации 12 гальванически не связан с нагрузкой 4, а вторая обмотка 8 двухобмоточного дросселя

7 подключена через блок коммутации

12 параллельно конденсатору 5, поэтому последний оказывает фильтрующее действие для высших гармоник, возникающих в цепи блока коммута40 ции 12, например, при управлении тиристорами по способу фазово-импульсной модуляции. В результате этого улучшается гармонический состав тока нагрузки по сравнению с

45 устройством-прототипом, На фиг. 2 приведен вариант схемы регулируемого ИЕП для случая питания его от однофазной сети. Элементы схемы обозначены так же, как и на

50 фиг. 1. Отличие схемы на фиг. 2 заключается лишь в том, что вывод

3 для подключения нагрузки 4 соединен с выводом 14 для подключения к сети, а не с выводом 16, как на фиг. 1.

На фиг. 6 и 4 приведены варианты регулируемого ИЕП при симметричной трехфазной нагрузке и размещении обмоток линейных балластных дросселей 1 разных фаз нагрузки на трех60 стержневом сердечнике 17 и первых обмоток 6 и вторых 8 двухобмоточных дросселей 7 на трехстержневом сердеч. нике 18, причем на фиг ° 3 пары обмоток 6 и 8, относящиеся к одной

65 фазе нагрузки расположены на одном

793292

Фиа3 стержне сердечника, а на фиг.4 на разных.

Технико-зкономический эффект от использовайия предложеннного устройства (в разных схемах и конструктив- 5 ,ных иариантах) заключается в расширении диапазона плавного регулирования действующего значения тока нагрузки и снижением максимального уровня высшиМ гармоник в токе нагрузки при управлении тнристорным блоком коммутации по-способу фазоимпульсной модуляции с 18-20% до

8% по сравнению с устройством-прототипом. Эти преимущества регулируемого ИЕП позволяют расширить область применения схем с использонанием тиристорных коммутаторов для регулироаанил тока нагрузки ИЕП.

193292

Составитель В.Печорная

Редактор Н.Коляда Техред М.Гергель Корректор Г.Решетник

Заказ 2409/4 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4