Мостовой источник электропитания
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве неуправляемого или управляемого вторичного источника электропитания , обеспечивающего высокое качество преобразования энергии. Цель изобретения - расширение областей применения. Положительный эффект устройства , заключающийся в обеспечении Двенадцатикратной частоты пульсации выходного напряжения при улучшенных массогабаритных показателях и возможности упрощения алгоритма управления путем подачи сигналов управления лишь на один преобразовательный элемент, обусловлен связями между элементами. Две секции вторичной обмотки , большая из которьпс соединена в звезду, подключены к шестиячейковому вентильному мосту 13 на преобразовательных элементах 1-12. Большая секция снабжена отводами в кавдой фазе, подключенными к смежной по фазе мень-. шей секции. 5 з.п. ф-лы, 3 ил. с S сл Oi ff, ,П-Г2 02 А А 5 А А S 00 со U -U 4 -U - -5 ДА I9i11 1131517 I Фие,7
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
О9)SU (и) А1 (5д 4 H 02 М 7/162
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ применения. Положительный эффект устройства, заключающийся в обеспечении двенадцатикратной частоты пульсации выходного напряжения при улучшенных массогабаритных показателях и возможности упрощения алгоритма управления путем подачи сигналов управления лишь на один преобразовательный эле-мент, обуслбвлен связями между эле ментами. Две секции вторичной обмотки, большая из которых соединена в звезду, подключены к шестиячейковому вентильному мосту 13 на преобразовательных элементах 1-12. Большая секция снабжена отводами в каждой фазе, подключенными к смежной по фазе мень-, а
Ж шей секции. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Фие. 7
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 378ч874/24-07 (22) 27.08.84 (46) 30.08.87. Бюл. К - 32 (72) А.М.Репин (53) 621.314.632 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1108584, кл. Н 02 М 7/06, 1982.
Авторское свидетельство СССР
N 540334, кл. Н 02 M 7/06. 1972. (54) МОСТОВОЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве неуправляемого или управляемого вторичного источника электропитания, обеспечивающего высокое качество преобразования энергии. Цель изобретения — расширение областей
1
I !
I !
1
Г
СУ (1.
1334319
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качесгве неуправляемого или управляемого вторичного источника электропи<, тания„ обеспечивающего высокое качество преобразования энергии:.
Цель изобретения — расширение области применения.
На фиг. 1 представлена принципиаль- 1<< ная электрическая схема устройства; на фиг.2 — блочно-топологическая схема устройства; на фиг.3 — векторная диаграмма токообразующих ЭДС Sj, (р=1-12), формирующих знакопостоянные импульсы выходного напряжения
U, сдвинутые один относительно другого последовательно на 30 эл.град.
Устройство по фиг.1 содержит двенадцать преобразовательных элементов (вентилей) 1-12, образующих шестиячейковый вентильный мост 13, к выводам постоянного тока которого под— ключена нагрузка 14, а также систему управления (СУ) при выполнении псточ- 25 ника управляемым. Эта система обеспечивает подачу сигналов на преобразовательные элементы 1-12 при выполнении их одно- или двухпозиционно управляемыми, в частности в виде ЗО тиристоров, транзисторов, герсиконов с диодами и пр,, или/и управля- > ет магнитным состоянием электромагнитного аппарата (ЭМА). Вентильные обмотки ЭМА поделены в каждой фазе на
35 две..секции а,, а, Ь,, Ь,, с,, с и одними одноименными выводами подключены к выводам переменного тока моста 13. Другими выводами первые секции а,, Ь,, с,, являющиеся по числу витков большими, соединены в правиль— ную трехлучевую звезду и снабжены в каждой фазе отводами а„, Ь,, с, . К отводу а (Ь,, с,) данной большей фазной секции (а,, Ъ», c,) подключена
45 согласно смежная по фазе меньшая секция
Ь (сg а ) в порядке прямой индексной последовательности фаз. При этом изображенная на фиг.1 и 2 схема является правой", а левую" легко полу50 чить путем изменения индексной последовательности фаз меньших секций с прямой на обратную.
Числа витков первых а„, Ь,, с,, и вторых а„ Ь, с секций могут быть установлены в соотношении 1:
:(4Y3 — 1), а меньшие секции a„ b„ с и большие части à, х,, Ь, у„ с,z, первых секций, образующие начала лу. чей звезды а,Ъ,с,, могут быть выполнены в каждой фазе с одинаковым числом витков (в соотношении 1:1).
В этом случае обеспечивается высокое качество преобразования энергии, в частности двенадцатикратная частота пульсации выходного напряжения Б (П=12, фиг.3), а также расширение области практического применения в народном хозяйстве.
Устройство по фиг, 1 работает следующим образом.
В устройстве формируется шесть (ш =-6) диагональных ЭДС (ДЭДС): а„с а,с,, Ь,а, Ь„а,, с, Ь, с,Ь,, которые на векторной диаграмме фиг.3 соответствуют фазосдвинутым импульсам
8 ДЭДС подключен мост 13, то на нагрузке обеспечивается выпрямление не только положительных полуволн этих шести ДЭДС, но и отрицательных, т,е. сдвинутых на 180 эл.град. или обратных полуволн. При этом в противофазном контуре токопрохождения в работе участвуют те же части вентильных обмоток, что и в основном контуре, но ток нагрузки через них протекает в обратном направлении относительно сопоставляемого контура и со сдвигом по времени на половину периода ЭДС. Следовательно, здесь как во всяких мостовых схемах, используется свойственный им положительный эффект реверса тока силовых вентильных обмоток. Кроме того, благодаря выпрямлению обеих полуволн всех шести ДЭДС, -, на нагрузке обеспечивается" двенадца— тикратная частота пульсации (П=12, фиг.3) с малым уровнем (1<.„=3,4SZ). В устройстве большие секции соединены в трехлучевую звезду, что предопределяет формирование трех из шести ДЭДС— a В результате указанного присоединения меньших секций а, Ь, с к отводам а<, Ъ,, с, больших секций а,, Ь<, с, (фиг.1 и 2) формирование трех остальных ДЭДС а<с, Ь<а, с<Ъ и соответствующих им шести импульсов S, S S S S, S « происходит в уст ройстве следующим образом, Ток нагрузки протекает через три части всех трех фаз обмотки (фиг,2), 1334319 что обеспечивает фазовый сдвиг соответствующих импульсов тока через каждую меньшую секцию и снижает амплитудное значение через синфазную ей сетевую обмотку, приводя к уменьшению действующего значения тока и пропорционального ему значения габаритной мощности. Кроме того, как следует из фиг. 3, в устройстве увеличивается вре-10 мя работы больших частей первых секций, образующих начала лучей звезды, так как эти части участвуют в формировании не только четных, но и нечетных импульсов выходного напряжения. 16 Улучшения энергетических и массогабаритных показателей можно достичь, если хотя бы одну из секций или одну из частей большей секции вентильной обмотки выполнить в каждой фазе в ка- 20 честве сетевой обмотки, т.е. реализовать ЭМА в автотрансформаторном исполнении, одновременно обеспечив широкую номенклатуру значений выходного напряжения путем введения вспо- 25 могательного отвода или дополнительных витков, образующих входные выво— ды. При этом преобразовательные элементы 2, 3, 6, 7, 10 и 11 трех ячеек моста 13, присоединенные к вершинам звезды (фиг. 1 и 2), проводят ток 90 эл.град, а остальные вентили (1, 4, 5, 8, 9, 12), присоединенные к свободным выводам малых секций обмоток, проводят ток всего лишь 30 эл.град, что позволяет при необходимости устанбвить половину преобразовательных элементов ПЭ в три раза меньшей мощности относительно другой их половины и при установке однотипных ПЭ обес-4п печить более высокую надежность за счет их режимной избыточности (50 ). Если снабдить устройство хотя бы еще одной дополнительной преобразо — 45 вательной структурой, аналогичной описанным, и соединить выходные выводы структур на автономные нагрузкиили параллельно либо последовательно на ту же нагрузку непосредственно или через дополнительно введенные элементы, можно обеспечить перераспределение тока или напряжения нагрузки по менее слаботочным (соответственно более низковольтным) элементам, повысить эксплуатационную надежность за счет схемно-структурной избыточности и расширить область практического применения. При параллельном или последователь- . ном соединении структур можно теоретически получить П=24, т.е. дополнительно удвоить частотную кратность пульсации и снизить ее уровень в несколько раз, если при выполнении сетевых обмоток обеспечить в разных структурах фазовый сдвиг систем ЭДС вентильных обмоток на 15 эл.град. Как видно из фиг.3 при реализации . преобразовательных элементов управляемыми (УПЭ) возможно существенное упрощение алгоритма и системы управления путем подачи сигналов управления лишь на один из УПЭ в порядке естественного их открытия. В частности, при последовательно нечетных номерах УПЭ анодной группы и четных номерах УПЭ катодной группы сигналы можно подавать с циклическим сдвигом во времени последовательно на вентили 1, 3, 4, 6, 5, 7, 8, 10, 9, 11, 12 и 2. Формул а изобретения 1. Мостовой источник электропитания, содержащий трехфазный электромагнитный аппарат, фазные вентильные обмотки которого поделены в каждой фазе на две неравные секции с соотношением витков 1:(13 — 1), при этом большие секции соединены в правильную трехлучевую звезду, вершины которой подключены к соответствующим трем выводам переменного тока шестиячейкового вентильного моста на преобразовательных элементах, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения, большие секции дополнены в каждой фазе отводом, к которому согласно с данной секцией подключена смежная ей по фазе меньшая секция в порядке индексной последовательности фаз, свободный вывод которой, одноименный выводам вершин звезды больших секций, соединен с одним из трех остальных выводов переменного тока моста, образуя основную преобразовательную структуру. 2. Источник по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что меньшие и боль-1 шие секции вентильных обмоток соединены в прямом или обратном порядке индексной последовательности фаэ. 1334319 ЮЦ Л,8) (агю!л1Ф Ар(Ррс„ S,6) Sy(tgug, ) В Jg (g (7р, Щ) ХК) 7( Фое. д Составитель Е.Мельникова Техред М.Ходанич Редактор Л.Пчолинская Корректор В ° Гирняк Заказ 3976/54 Тираж 659 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная,4 Зе Источник по пппб 1 H 2> о T л и ч а ю шийся тем, что введенный отвод делит большую секцию на две неравные. части, большая из которых равна по числу витков меньшей секции и образует начало луча звезды. 4. Источник по пп.1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что по крайней мере одна из секций или частей.вен- 10 тильных обмоток выполнена в качестве сетевой обмотки и снабжена в каждой фазе вспомогательным отводом или дополнительными витками, образующими входные выводы. l5 5. Источника по пп.1-4, о т л ич а ю шийся тем, что он дополнен по крайней мере еще одной аналогич-: ной структурой, выводы постоянного тока которой образуют автономные выводы или соединены последовательно либо параллельно с выводами основной структуры. 6. Источник по пп.1-5, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что в него введена система управления, обеспечивающая подачу сигналов управления последовательно по одному на первый, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, десятый, девятый, одиннадцатый, двенадцатый, второй преобразовательные элементы при последовательной нумерации их от первого по одиннадцатый в анодной и от второго по двенадцатый в катоцной их группах в порядке естественного вступления их в работу.
