Ключевой стабилизатор выпрямлен-ного напряжения

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социвяистическин

Республик (»)836627 (61) Дополнительное к авт. саид-ву

{22) Заявлено 05. 03. 79 (21) 2732149/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.,06. 81 ° Бюллетень ¹ 21 (5l)M. Кл.

G 05 F 1/56

6вударотвенный квинтет

СЕСР но деном необретеннй н открытий

{53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 08.06.81 (72) Автор изобретения

А. Г. Николаев

: 1 (71) Заявитель

{54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ВЫПРЯМЛЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области регулирования выходного напряжения управляемых выпрямителей переменного тока и касается. вопроса ключевой стабилизации среднего значения напряжения на нагрузке, в частности вопро- са улучшения качества выпрямленного напряжения.

Известны ключевые стабилизаторы выпрямленного напряжения (КСВН), содержащие управляемый выпрямитель иа тиристорах, включенный между источником и нагрузкой (1).

Недостатком такого КСВН является низкое качество выпрямленного тока.

Известны также КСВН, содержащие тиристорнъ1й управляемый выпрямитель, входные зажимы которого соединены с источником непосредственно, а выходные клеммы подключены к сопротивлению нагрузки через обмотку линейного дросселя, сглаживающего волнистость выпрямленного тока f2) . Однако применение одного сглаживающего дросселя

2 не обеспечивает высокого качества напряжения на нагрузке, а энергетические показатели устройства имеют низкое значение из-за того, что дроссель, сглаживающий выпрямленный ток, нагружает источник реактивной составляющей тока. Это, уменьшая коэффициент мощности источника, ухудшает энергетические показатели устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному стабилизатору является ключевой стабилизатор выпрямленного напряжения, содержащий управляемый трехфазный мостовой выпрямитель, к выходу которого подключен Г-образный сглаживающий LC-фильтр

Ñ3).

Недостатком этого устройства является относительно низкое качество выпрямленного напряжения, особенно при малых значениях сопротивления нагрузки, когда ток заряда конденсатора фильтра ограничен индуктивным сопро3 83662 тивлением дросселя, уменьшающего ско.рость передачи энергии источника .в нагрузку. Кроме того, оно имеет невысокие энергетические показатели, обусловленные реактивной составляю5 щей тока, потребляемого от источника.

Цель изобретения — улучшение качества выпрямленного напряжения и энергетических показателей.

Достигается это тем, что в стабилизатор дополнительно введен тиристор, а линейный дроссель фильтра снабжен второй обмоткой, которая одним концом подключена к положительному выводу выпрямителя, а другим соединена с катодом упомянутого тиристора, .анол которого подключен к отрицательному выводу выпрямителя.

На чертеже показана схема предложенного устройства.

Управляемый выпрямитель 1 на тиристорах, соединенных по схеме моста, зажимы 2, 3 и 4 входных диагоналей которого образуют входные клеммы для соединения с трехфазным источником переменного тока (на схеме не показан). Положительная 5 и отрицательная 6 выходные клеммы служат для подключения сопротивления 7 нагрузки, по" требляющей ток КСВН. Этот ток сглаживается фильтром нижних частот, который представляет собой цепочку из соединенньгх последовательно обмотки 8 линейного дросселя и конденсатора 9, обкладки которого соединены с выходными клеммами КСВН. Напряжение на выходных и входных клеммах стабилизатора контролирует блок 10 контроля напряжения и фазового управления тиристорами. 40

Дополнительные тиристор 11 и обмотка 12 линейного дросселя, соеди- . ненные в последовательную ячейку, подключены к выходным зажимам мостоб

aoro выпрямителя 1.

Стабилизатор работает в режиме выпрямлении и сглаживания тока источника ° Среднее значение выпрямленного тока регулируется с помощью блока 10, управляющего тиристорами, угол проводимости которых определяет величину тока (напряжения) в нагрузке.

Ток мостового выпрямителя 1, протекая по обмотке 8 дросселя, разветвляется по двум цепям: он подзаряжает 55 конденсатор 9, а также питает сопротивление 7 нагрузки. При прохождении тока по обмотке 8 дросселя в последнем запасается энергия,.пропорциональ7 4 ная его индуктивности и квадрату мгновенного значения тока. Ток, потребляемый от источника при открытых тиристорах моста, пропорционален напряжению источника, изменяющемуся с периодом 60 эл.град.: от минимума до максимума, а затем вновь до минимума.

Поэтому ток нагрузки (a соответственно и в обмотке 8 дросселя) вначале растет, а затем достигает максимума.

При уменьшении мгновенного значения

1 тока источника энергия, запасенная дросселем (эа счет ЭДС самоиндукции, стремящейся поддержать ток в дросселе неизменным), обеспечивает протекание тока по цепи: обмотка 8 дросселяклемма 5 — сопротивление 7 — клемма

6 — выпрямитель 1 — источник — выпрямитель 1 — обмотка 8 дросселя, если тиристор 11 заперт. Если сигналом блока тиристор 11 открыт, то энергия дросселя обеспечивает прохождение тока по цепи: обмотка 8 дросселяклемма 5 — сопротивление 7 — клем-., ма 6 — тиристор ll — обмотка 12 обмотка 8.

Если обмотки 8 и 12 дросселя включены согласно, а тиристор Il открыт и проводит ток, положительное значение напряжения обмотки 8 прикладывается к клемме 5, а обмотки 12 — к положительному зажиму выпрямителя 1, в результате чего вентили моста запираются, а ток источника в нагрузку не передается до тех пор, пока мгновенное значение выпрямленного напряжения не превысит напряжения на ячейке. тиристор 11 — обмотка 12. Поэтому в следующем периоде изменения выпрямленного мостом тока процессы пов торяются аналогично рассмотренным, а энергия источника, передаваемая в нагрузку, вначале. увеличивается, а также запасается в поле дросселя, и в последующем уменьшается до нуля, когда дроссель осуществляет отдачу энергии в нагрузку через ячейку: тиристор 11 — обмотка 12.

Если тиристор 11 закрыт, то энергия, запасенная дросселем, передается в нагрузку через открытые вентили выпрямителя 1 и источник.

Таким образом, снабжение КСВН дополнительным тиристором, а дросселя фильтра обмоткой, образующей с этим тиристором последовательную ячейку, шунтирующую вьгходные зажимы выпрямительного моста, обеспечивает улучше5 836627 6 ние качества выпрямленного напряже- ному выводу выпрямителя, а другим ния и энергетических показателей уст- соединена с катодом упомянутого тиройства. ристора, анод которого подключен к отрицательному выводу выпрямителя.

Источники информации, Формула изобретения принятые во внимание при экспертизе !. Лекоргийс Ж. Управляемые элекКлючевой стабилизатор выпрямленно- трическне вентили и их применение. го напряжения, содержащий управляе- Пер. с франц., -М., Энергия, 197l, мый трехфазный мостовой выпрямитель, 1О рис. 3-8, с. 245. к выходу которого подключен Г-об- 2. Полупроводниковые выпрямители. разный сглаживающий . Lc-фильтр, о т- Беркович Е. И. и др. Под ред. л и ч а ю шийся .тем, что, с Ф. И. Ковалева и Г. П. Мостковой, целью. улучшения. качества выпрямлен- 2-е нзд., переработ.-M.; Энергия, ного напряжения и энергетических по- ts 1978, рис. 3-6, с. 133. казателей, дополнительно введен ти- 3. Справочник по преобразовательристор, а линейный дроссель фильтра ной технике. Под ред. И. Я. Чиженко снабжен второй обмоткой,.которая од- !Киев; Техника, 1978, рис. 8-37, ним концом подключена к положитель- с. 416 (прототип).

Составитель А. Кириллов

Редактор Т.Загребельная Техред М.Голинка Корректо .С. Шекмар

Заказ 3115/37 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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