ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА

ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА


RU (11) 2194352 (13) C1

(51) 7 H02M3/335 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 2001113139/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.05.14 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.05.14 
(45) Опубликовано: 2002.12.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: НАЙВЕЛЬТ Г.С. и др. Источники питания радиоэлектронной аппаратуры Справочник. - М.: Радио и связь, 1986, с. 374- 376, рис. 9.17. RU 2043695 С1, 10.09.1995. RU 2069444 С1, 20.11.1996. US 4809148 А, 28.02.1989. US 4763236 А, 09.08.1988. 
(71) Заявитель(и): Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) 
(72) Автор(ы): Лачин В.И.; Проус В.Р.; Зиновьев Н.Д. 
(73) Патентообладатель(и): Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) 
Адрес для переписки: 346428, Ростовская обл., г.Новочеркасск, ГСП-1, ул.Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ), Отдел интеллектуальной собственности 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА 

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в мощных импульсных источниках стабилизированного тока, в частности в устройствах катодной защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений, например газопроводов. Техническим результатом является повышение надежности и упрощение импульсного стабилизатора тока. Импульсный стабилизатор тока содержит инвертор с первым и вторым ключевыми транзисторами и выходным трансформатором, имеющим первичную обмотку со средним выводом и две одинаковые вторичные обмотки, причем ключевые транзисторы своими коллекторами подсоединены соответственно к выводам начала и конца первичной обмотки, а ее средний вывод подсоединен к положительному полюсу источника входного напряжения инвертора, эмиттеры ключевых транзисторов объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному полюсу источника входного напряжения инвертора, а их базы - к выходным выводам схемы управления, два диода, которые совместно с обмотками образуют двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, выход которого подсоединен к входу накопительного LC-фильтра с включенным на его выходе нагрузочным сопротивлением, отрицательный вывод которого подсоединен к средней точке двухполупериодного выпрямителя, два трансформатора тока, концы первичных обмоток которых объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному полюсу нагрузочного сопротивления, а их начала подсоединены соответственно к концу и началу вторичных обмоток и выходного трансформатора инвертора, вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно встречно и общими выводами подключены к входу схемы управления. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в мощных импульсных источниках стабилизированного тока, в частности в устройствах катодной защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений, например газопроводов.

Известно устройство катодной зашиты типа УКЗТ, которое выпускается научно-производственным предприятием "ДОН" г. Ростов-на-Дону по техническим условиям ТУ 3415-003-27591815-94. Устройство содержит однофазный трансформатор, первичная обмотка которого включена на напряжение сети 220 В, 50 Гц, а на выходе вторичной обмотки включен выпрямительный мост с управляемыми вентилями, схему управления и нагрузку. Последовательно с нагрузкой включен токовый шунт, напряжение, снимаемое с которого, поступает на вход схемы управления, которая, в свою очередь, формирует сигнал рассогласования для управления вентилями выпрямительного моста.

Однако известное устройство характеризуется низкой надежностью, так как схема управления гальванически не развязана с цепью нагрузки, кроме того, токовый шунт вносит дополнительное сопротивление в нагрузочную цепь и должен быть рассчитан на пропускание максимальных токов, что усложняет устройство.

Известно устройство двухтактного двухфазного конвертора (Прянишников В. А. Электроника: Курс лекций. - СПб.: Корона-принт, 1998. - 400 с.; с. 373, рис. 33.9), содержащее инвертор на ключевых транзисторах, на выходе вторичной обмотки выходного трансформатора которого включен двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, накопительный LC-фильтр, схему управления, выход которой через разделительные трансформаторы подключен к затворам ключевых транзисторов инвертора.

Однако известное устройство характеризуется низкой надежностью, так как схема управления непосредственно подключена относительно земли к положительному полюсу выходной цепи конвертора. При электрическом пробое в цепях схемы управления выходные зажимы конвертора могут быть закорочены, что приведет к его полному выходу из строя.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство двухтактного регулируемого преобразователя с широтно-импульсной модуляцией (Источники питания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник /Г.С. Найвельт, К. Б. Базель, Ч. И. Хусаинов и др., Под ред. Г.С. Найвельта. - М.: Радио и связь, 1986. - 576 с.; с. 374-376, рис. 9.17), содержащее инвертор с выходным трансформатором и двумя ключевыми транзисторами, вторичная обмотка выходного трансформатора выполнена с отводом от середины и образует с двумя диодами двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, выход которого подсоединен к входу LC-фильтра с нагрузочным сопротивлением на выходе, последовательно с нагрузочным сопротивлением включен токовый шунт, выход которого подключен к входу схемы управления, а ее выход подключен через промежуточные усилители к цепям управления ключевыми транзисторами инвертора.

Однако известное устройство характеризуется низкой надежностью, так как схема управления гальванически не развязана с выходом инвертора, а включение токового шунта последовательно с сопротивлением нагрузки вносит дополнительное сопротивление в нагрузочную цепь. Шунт к тому же должен быть рассчитан на пропускание максимальных токов, что усложняет устройство.

Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение импульсного стабилизатора тока.

Решение задачи достигается тем, что в устройство дополнительно введены первый и второй трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены последовательно встречно и подключены общими выводами к входу схемы управления, вывод начала первичной обмотки первого трансформатора тока соединен последовательно с выводом конца первой вторичной обмотки трансформатора инвертора, вывод начала первичной обмотки второго трансформатора тока соединен последовательно с выводом начала второй вторичной обмотки трансформатора инвертора, а выводы концов первичных обмоток трансформаторов тока объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному полюсу нагрузочного сопротивления.

На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства импульсного стабилизатора тока, которая содержит инвертор с первым 1 и вторым 2 ключевыми транзисторами и выходным трансформатором 3, имеющем первичную обмотку 4 со средним выводом и две одинаковые вторичные обмотки 5 и 6, причем ключевые транзисторы 1 и 2 своими коллекторами подсоединены соответственно к выводам начала и конца первичной обмотки 4, а ее средний вывод подсоединен к положительному полюсу источника входного напряжения инвертора, эмиттеры ключевых транзисторов объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному полюсу источника входного напряжения инвертора, а их базы подсоединены к выходным выводам схемы управления 7, два диода 8 и 9, которые совместно с обмотками 5 и 6 образуют двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, выход которого подсоединен ко входу накопительного LC-фильтра 10 с включенным на его выходе нагрузочным сопротивлением 11, отрицательный вывод которого подсоединен к средней точке двухполупериодного выпрямителя, два трансформатора тока 12 и 13, концы первичных обмоток которых объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному полюсу нагрузочного сопротивления 11, а их начала подсоединены соответственно к концу и началу вторичных обмоток 5 и 6 выходного трансформатора 3 инвертора, вторичные обмотки трансформаторов тока 12 и 13 соединены последовательно встречно и общими выводами подключены ко входу схемы управления 7.

Импульсный стабилизатор тока работает следующим образом.

При работе инвертора на вторичных обмотках 5 и 6 выходного трансформатора 3 возбуждаются переменные напряжения с рабочей частотой инвертора. С помощью двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, образованного диодами 8 и 9, эти напряжения выпрямляются, сглаживаются накопительным фильтром 10 и выделяются на нагрузочном сопротивлении 11. Схема управления 7 вырабатывает напряжение, задающее рабочий режим ключевым транзисторам 1 и 2. При этом информация об изменении нагрузочного тока поступает на вход схемы управления 7 с выходов соединенных последовательно встречно вторичных обмоток трансформаторов тока 12 и 13, первичные обмотки которых включены также последовательно встречно, а общая точка их соединения является средней точкой двухполупериодного выпрямителя. С учетом этого по цепи вторичных обмоток трансформаторов тока протекает переменный ток, а их сердечники перемагничиваются по полной петле гистерезиса. Величина переменного тока на входе схемы управления пропорциональна величине выпрямленного тока нагрузки и используется в последней для формирования сигнала рассогласования для стабилизации нагрузочного тока. При этом схема управления гальванически развязана с цепью нагрузки, а ее любые повреждения не приводят к повреждениям цепи с нагрузочным сопротивлением 11 и, наоборот, - повреждения в цепи нагрузки не приводят к повреждениям схемы управления 7. Это повышает надежность устройства, а отсутствие токового шунта в цепи нагрузки уменьшает выходное сопротивление и массогабаритные характеристики импульсного стабилизатора тока.

Таким образом, предложенное техническое решение повышает надежность и упрощает устройство импульсного стабилизатора тока по сравнению с устройствами - прототипом и аналогами. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Импульсный стабилизатор тока, содержащий инвертор, выходной трансформатор которого содержит одинаковые первую и вторую вторичные обмотки, двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, выход которого подсоединен к входу накопительного LC-фильтра с нагрузочным сопротивлением на выходе, схему управления ключевыми транзисторами инвертора, отличающийся тем, что дополнительно введены первый и второй трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены последовательно встречно и подключены общими выводами к входу схемы управления, вывод начала первичной обмотки первого трансформатора тока соединен последовательно с выводом конца первой вторичной обмотки трансформатора инвертора, вывод начала первичной обмотки второго трансформатора тока соединен последовательно с выводом начала второй вторичной обмотки трансформатора инвертора, а выводы концов первичных обмоток трансформаторов тока объединены в одну точку и подсоединены к отрицательному полюсу нагрузочного сопротивления.




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