УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В РЕГУЛИРУЕМОЕ ВЫПРЯМЛЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В РЕГУЛИРУЕМОЕ ВЫПРЯМЛЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ


RU (11) 2189687 (13) C1

(51) 7 H02M7/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2001100716/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.01.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.01.09 
(45) Опубликовано: 2002.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: РУДЕНКО B.C. и др. Преобразовательная техника. - Киев: Высшая школа, 1983, с. 41. SU 513463 А, 24.05.1976. SU 729779 А, 25.04.1980. ЕР 0383962 А, 29.08.1990. 
(71) Заявитель(и): Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственное предприятие "Системотехника" 
(72) Автор(ы): Проус В.Р.; Зиновьев Н.Д. 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью Научно- производственное предприятие "Системотехника" 
Адрес для переписки: 346411, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Крылова, 35/97-14, ООО НПП "Системотехника", директору В.Р.Проусу 

(54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В РЕГУЛИРУЕМОЕ ВЫПРЯМЛЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемых выпрямительных установках с плавным регулированием среднего значения выпрямленного напряжения на мощной активно-индуктивной нагрузке. Технический результат - снижение пульсаций выпрямленного напряжения. Предложено устройство преобразования переменного напряжения в регулируемое выпрямленное напряжение, содержащее источник переменного напряжения, двухполупериодный выпрямительный мост, однонаправленный управляемый ключ, сглаживающий фильтр с нагрузочным сопротивлением на выходе, схему фазоимпульсного управления, второй однонаправленный управляемый ключ, первую и вторую группы тиристоров, диодов и конденсаторов, причем в каждой группе конденсаторы и диоды катодами соединены в последовательные цепи, общие точки которых подсоединены к анодам тиристоров, оставшиеся выводы конденсаторов в обеих группах объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному выводу двухполупериодного выпрямительного моста, аноды диодов в каждой группе объединены и подсоединены соответственно к катодам первого и второго однонаправленных управляемых ключей, аноды которых объединены в одну точку и подсоединены через дроссель к положительному выводу двухполупериодного выпрямительного моста, катоды тиристоров в обеих группах объединены в одну точку и подсоединены ко входу сглаживающего фильтра, а управляющие выводы первого и второго однонаправленных управляемых ключей и управляющие выводы всех тиристоров в обеих группах подключены к выходу схемы фазоимпульсного управления, вход которой подключен к выходу источника переменного напряжения. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемых выпрямительных установках с плавным регулированием среднего значения выпрямленного напряжения на мощной активно-индуктивной нагрузке.

Известно устройство преобразования переменного напряжения источника в регулируемое выпрямленное напряжение, содержащее включенный на выходе источника переменного напряжения трансформатор, выпрямительный мост с управляемыми вентилями, схему управления, сглаживающий фильтр и нагрузку. Регулирование выпрямленного напряжения ведется фазоимпульсным методом - величина напряжения меняется за счет задержки начала прохождения тока через очередной вентиль, вступающий в работу, по отношению к моменту его отпирания [1].

Однако известное устройство характеризуется большой пульсацией выпрямленного напряжения, что при мощной нагрузке усложняет конструкцию сглаживающего фильтра.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство преобразования переменного напряжения источника в регулируемое выпрямленное напряжение, содержащее двухполупериодный выпрямительный мост, однонаправленный управляемый ключ, нагрузочное сопротивление, источник переменного напряжения и схему фазоимпульсного управления. Переменное напряжение подводится к одной диагонали моста, а нагрузка подключается к другой его диагонали - между точкой соединения катодов двух неуправляемых вентилей и точкой соединения анодов двух других неуправляемых вентилей. Вентили пропускают ток попарно. Однонаправленный управляемый ключ включен последовательно с нагрузкой и служит для коммутации каждой полуволны выпрямленного напряжения в соответствии с интенсивностью импульсов управления. Нагрузка представляет собой сглаживающий фильтр с нагрузочным сопротивлением, включенным на его выходе [2].

Однако известное устройство характеризуется большой пульсацией выпрямленного напряжения в широком диапазоне регулирования среднего значения напряжения на мощной нагрузке, что предполагает необходимость иметь большую установочную мощность конденсаторов сглаживающего фильтра. Последнее обстоятельство при мощности нагрузки в несколько сот ватт и более существенно усложняет реализацию устройства выпрямления.

Задачей изобретения является снижение пульсаций выпрямленного напряжения источника и упрощение конструкции устройства преобразования.

Решение задачи достигается тем, что в устройство преобразования переменного напряжения в регулируемое выпрямленное напряжение, содержащее источник переменного напряжения, двухполупериодный выпрямительный мост, однонаправленный управляемый ключ, сглаживающий фильтр с нагрузочным сопротивлением на выходе, схему фазоимпульсного управления, дополнительно введены второй однонаправленный управляемый ключ, первая и вторая группы тиристоров, диодов и конденсаторов, причем в каждой группе конденсаторы и диоды катодами соединены в последовательные цепи, общие точки которых подсоединены к анодам тиристоров, оставшиеся выводы конденсаторов в обеих группах объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному выводу двухполупериодного выпрямительного моста, аноды диодов в каждой группе объединены и подсоединены соответственно к катодам первого и второго однонаправленных управляемых ключей, аноды которых объединены в одну точку и подсоединены через дроссель к положительному выводу двухполупериодного выпрямительного моста, катоды тиристоров в обеих группах объединены в одну точку и подсоединены к входу сглаживающего фильтра, а управляющие выводы первого и второго однонаправленных управляемых ключей и управляющие выводы всех тиристоров в обеих группах подключены к выходу схемы фазоимпульсного управления, вход которой подключен к выходу источника переменного напряжения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, а на фиг.2 приведены диаграммы, поясняющие его работу. Структурная схема приведена для первой и второй групп из соответственно М и N тиристоров, диодов и конденсаторов, причем М=N=4.

Схема содержит двухполупериодный выпрямительный мост 1, первый однонаправленный управляемый ключ 2, источник переменного напряжения 3, схему фазоимпульсного управления 4, второй однонаправленный управляемый ключ 5, сглаживающий фильтр 6, на выходе которого включено нагрузочное сопротивление 7, дроссель 8; четыре диода Vi1-Vi4, каждый из которых соединен последовательно с одним из четырех конденсаторов Сi1-Ci4, четыре тиристора Тi1-Тi4, аноды каждого из которых подсоединены к общей точке каждой из последовательных цепей диодов (Vi1-Vi4) и конденсаторов (Сi1-Ci4), iM, аноды диодов Vi1-Vi4 объединены в одну точку и подсоединены к катоду первого управляемого ключа 2, а свободные выводы конденсаторов Сi1-Ci4 объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному выводу моста 1; четыре диода Vj1-Vj4, каждый из которых соединен последовательно с одним из четырех конденсаторов Сj1-Cj4, четыре тиристора Tj1-Tj4, аноды каждого из которых подсоединены к общей точке каждой из последовательных цепей диодов (Vj1-Vj4) и конденсаторов (Сj1-Cj4), jN, аноды диодов Vj1-Vj4 объединены в одну точку и подсоединены к катоду второго управляемого ключа 5, а свободные выводы конденсаторов Сj1-Cj4 объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному выводу моста 1; катоды тиристоров Ti1-Ti4, Tj1-Tj4 объединены в одну точку и также подсоединены к входу сглаживающего фильтра 6, второй вход которого подсоединен к отрицательному выводу двухполупериодного выпрямительного моста 1, причем управляющие выводы ключей 2 и 5 и управляющие выводы всех тиристоров Тi1-Тi4, Tj1-Tj4 подключены к выходу схемы фазоимпульсного управления 4, а к ее входу подключен выход источника переменного напряжения 3; аноды первого 2 и второго 5 управляемых ключей объединены в одну точку и подсоединены через дроссель 8 к положительному выводу двухполупериодного выпрямительного моста 1.

Устройство преобразования переменного напряжения источника в регулируемое выпрямленное напряжение работает следующим образом. Переменное напряжение источника (см. фиг.2, а) выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 1 (б). В момент времени, соответствующий заданному углу , открывается ключ 2, при этом по нему протекает ток, создающий напряжение U(в), этим током одновременно через диоды Vi1-Vi4, заряжаются конденсаторы Сi1-Ci4, до напряжения U, далее через равные промежутки времени начиная с конца первого полупериода происходит коммутация тиристоров Ti1-Ti4, соответственно конденсаторы Сi1-Ci4 при этом поочередно разряжаются (д, е, ж, з) через нагрузочное сопротивление 7. В следующий полупериод с углом открывается второй ключ 5, через диоды Vj1-Vj4 заряжаются до напряжения U конденсаторы Сj1-Cj4, далее через равные промежутки времени, начиная с конца второго полупериода, происходит коммутация тиристоров Tj1-Tj4, соответственно конденсаторы Сj1-Cj4 при этом поочередно разряжаются (и, к, л, м) через нагрузочное сопротивление 7. Напряжение URн на нагрузке (н) пульсирует с частотой, превышающей частоту напряжения источника в 8 раз. Очевидно, что чем выше частота пульсаций напряжения на входе фильтра, тем меньше необходима емкость сглаживающего конденсатора. Снижение емкости сглаживающего конденсатора фильтра упрощает конструкцию устройства преобразования в целом, прежде всего в части уменьшения массогабаритных характеристик, несмотря на некоторое усложнение его схемы. Эффект тем выше, чем больше мощность нагрузки.

Частота пульсаций выпрямленного напряжения может быть понижена или повышена простым соответствующим убавление или добавлением тиристоров, диодов и конденсаторов в группах схемы устройства преобразования в зависимости от требований, предъявляемых к качеству напряжения на нагрузке.

Литература

1. Прянишников В. А. Электроника: Курс лекций. - СПб.: Корона-принт, 1998. - 400 с. (с. 330-331).

2. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. - Киев: Выща школа, 1983. - 431 с. (с. 41). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство преобразования переменного напряжения в регулируемое выпрямленное напряжение, содержащее источник переменного напряжения, которое выпрямляется двухполупериодным выпрямительным мостом, однонаправленный управляемый ключ, сглаживающий фильтр с нагрузочным сопротивлением на выходе, схему фазоимпульсного управления, отличающееся тем, что дополнительно введены второй однонаправленный управляемый ключ, первая и вторая группы, из тиристоров, диодов и конденсаторов каждая, причем в каждой упомянутой группе одни выводы конденсаторов и катоды соответствующих диодов соединены в общие точки, которые подсоединены к анодам соответствующих тиристоров этой группы, другие выводы конденсаторов в обеих упомянутых группах объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному выводу двухполупериодного выпрямительного моста, аноды диодов в каждой упомянутой группе объединены и подсоединены соответственно к катодам первого и второго однонаправленных управляемых ключей, аноды которых объединены в одну точку и подсоединены через дроссель к положительному выводу двухполупериодного выпрямительного моста, катоды тиристоров в обеих упомянутых группах объединены в одну точку и подсоединены к входному выводу сглаживающего фильтра, другой входной вывод которого подсоединен к отрицательному выводу двухполупериодного выпрямителя, а управляющие выводы первого и второго однонаправленных управляемых ключей и управляющие выводы всех тиристоров в обеих упомянутых группах подключены к выходу схемы фазоимпульсного управления, вход которой подключен к выходу источника переменного напряжения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru