SU1078559A1 - Трехфазный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий выпр митель , собранный на вентил х по трехфазной мостовой схеме, вход которого соединен с выводами дл  подключени  трехфазной сети, один его выход соединен с первым выходным выводом непосредственно, а другой - с вторым выходным выводом через последовательно соединенные управл емый ключевой элемент и дроссель DLC-фильтра, лричем конденсатор этого фильтра включен параллельно выходным выводам, а диод фильтра одним выводом силового электрода подключен к общей точке соединени  указанных ключевого элемента и дроссел , отличающийс  тем, что, с целью улучщени  массогабаритных показателей, повыщени  надежности и снижени  -потерь, введены дополнительные конденсатор и диод, причем дополнительный конденсатор включен между другим выводом силового электрода диода DLC-фильтра и первым выходным выводом, а дополнительный диод - между общей точкой соединени  дополнительного конденсатора и диода DLC-фильтра и входным §. выводом дл  подключени  нулевого провода О) трехфазной сети. 00 ел ел со

Description

Изобретение относитс  к преобразованию энергии и может быть использовано в качестве источника питани  посто нным током.

Известен преобразователь, содержащий трехфазный выпр митель, низкочастотный LC-фильтр и в качестве нагрузки мостовой инвертор 1.

Недостатки этого преобразовател  - значительные габариты и масса входного фильтра, что определ етс  невысокой частотой и высоким коэффициентом пульсации на выходе выпр мител . Применение дроссел  в LC-фильтре, позвол ющего несколько снизить питающее инвертор напр жение, приводит к усложнению схемы и снижению ее массо-габаритных показателей.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  трехфазный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий выпр митель, собранный на вентил х по трехфазной мостовой схеме, вход которого соединен ,с выводами дл  подключени  трехфазной сети, один его выход соединен с первым выходным выводом непосредственно , а другой - с вторым выходным выводом через последовательно соединенные управл емый ключевой элемент и дроссель DLCфильтра , причем конденсатор этого фильтра включен параллельно выходным выводам, а диод фильтра одним выводом силового электрода подключен к общей точке соединени  указанных ключевого элемента и дроссел  2.

Недостатком этого преобразовател   вл етс  высокое напр жение на переходе коллектор-эмиттер транзистора ключевого элемента в закрытом состо нии, которое равно напр жению на выходе выпр мител , что снижает надежность устройства либо повышает потери, массу и габариты. Кроме того, в этом преобразователе регулированию подвергаетс  вс  энерги , поступающа  в нагрузку, что также отрицательно сказываетс  на надежности, КПД, массе и габаритах устройства.

Цель изобретени  - улучщение массогабаритных показателей, повыщение надежности и снижение потерь.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в трехфазный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий выпр митель , собранный на вентил х по трехфазной мостовой схеме, вход которого соединен с выводами дл  подключени  трехфазной сети, один его выход соединен с первым выгодным выводом непосредственно, а другой - с вторым выходным выводом через последовательно соединенные управл емый ключевой элемент и дроссель DLCфильтра , причем конденсатор этого фильтра включен параллельно выходным выводам, а диод фильтра одним выводом силового электрода подключен к общей точке соединени  указанных ключевого элемента и дроссел , введены дополнительные конденсатор

и диод, причем дополнительный конденсатор включен между другим выводом силового электрода диода DLC-фильтра и первым выходным выводом, а дополнительный диодмежду общей точкой соединени  дополнительного конденсатора и диода DLC-фильтра и входным выводом дл  подключени  нулевого провода трехфазной сети.

На фиг. 1 приведена схема трехфазного преобразовател  переменного напр жени  0 в посто нное; на фиг. 2 - эпюры напр жений .

Преобразователь содержит выпр митель 1, собранный на диодах по трехфазной мостовой схеме, который входом подключен к трехфазной сети, а выходом к входу одно тактного импульсного регул тора 2, включающего управл емый ключевой элемент (транзистор) 3 и DLC-фильтр на диоде 4, дросселе 5 и конденсаторе 6. Конденсатор 6 включен параллельно выходным выводом 0 дл  подключени  нагрузки 7. Последовательно с диодом 4 включен дополнительный конденсатор 8, причем обща  точка соединени  конденсатора 8 и диода 4 подключена к выходному выводу дл  подключени  нулевого провода сети через дополнительный 5 диод 9.

Преобразователь работает следующим образом.

За счет выпр мител  напр жени  трехфазной сети на выходе выпр мител  1 формируетс  посто нное напр жение Uoj,, максимальна  величина которого равна амплитуде линейного напр жени  сети (фиг. 2)

ил.

,41ил.

Кроме того, между нулевым проводом сети и отрицательным выводом выпр мите5 л  1 формируетс  пульсирующее посто нное напр жение U((., амплитуда которого равна амплитуде фазного напр жени . Поскольку конденсатор 8 подключен к нулевому проводу через диод 9 на нем возникает посто нное напр жение, практически равное амплитуде фазного напр жени  U, (фиг. 2)

Uc l,41U Как известно, иф ,

следовательно.

и и 0 81 и

-л ,

Поскольку диод 4 DLC-фильтра подключен не к выходу выпр мител  1, а к конденсатору 8, напр жение коллектор-эмиттер транзистора 3 в закрытом состо нии равно разнице напр жений Ujm и Uc, т. е.

UKS Uo,-Uc 1,4Шл-0,8Шл 0,бил

На фиг. 2 крива  ..  вл етс  огибающей амплитудных значений напр жени  на переходе коллектор-эмиттер транзистора 3 в закрытом состо нии.

При этом напр жение на запертом ключе (транзисторе) по сравнению с прототипом снижено более чем в два раза. Во столько же раз снижаетс  обратное напр жение на диоде 4 DLC-фильтра, что позвол ет значительно повысить надежность ключевого элемента. Регулирование выходного напр жени  может быть осуществлено за счет изменени  относительного времени включенного состо ни  ключевого элемента регул тора 2. В то же врем  работа преобразовател  имеет особенности. Во врем  открытого состо ни  ключа энерги  поступает в нагрузку 7 от выпр мител  1 за счет протекани  тока от положительного вывода выпр мител  через ключ 3, дроссель 5 и нагрузку 7 к отрицательному выводу. При этом диод 9 блокирует путь протекани  этого тока через конденсатор 8 и нулевой провод сети, что снижает переменную составл ющую тока через конденсатор 8 и требуемую его номинальную емкость. Во врем  закрытого состо ни  ключа 3 энерги  в нагрузку 7 передаетс  не только за счет разр да дроссел  5, а также за счет энергии, накопленной в конденсаторе 8, котора  поступает в него вследствие потреблению тока от сети, протекающего по цепи: нулевой провод сети, диод 9, конденсатор 8, отрицательный вывод выпр мител  1. Очевидно, что выходное напр жение регул тора должно быть выще напр жени  на конденсаторе 8. Таким образом, через ключ 3 в нагрузку 7 поступает лищь часть энергии, необходимой дл  компенсации превыщени  выходного напр жени  над напр -, жением на конденсаторе 8, что позвол ет уменьшить потери и габариты. При необходимости получени  напр жений ниже, чем напр жение на конденсаторе 8 в качестве нагрузки регул тора 2 может быть использован нерегулируемый инвертор с понижающим трансформатором. Кроме того, в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом амплитуда переменной составл ющей на обмотке Дроссел  5 значительно ниже, что также уменьщает массу и габариты. Следует также отметить, что управл емый ключевой элемент и дроссель фильтра могут быть включены относительно выхода выпр мител  в разные цепи (анодную или катодную), что не имеет принципиального значени . Таким образом, предлагаемый преобразователь позвол ет повысить надежность, снизить потери и улучшить массо-габаритные показатели.

ZT,

Ofl

lf

КЗ

Фи2.2

Claims (1)

1. ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий выпрямитель, собранный на вентилях по трехфазной мостовой схеме, вход которого соединен с выводами для подключения трехфазной сети, один его выход соединен с первым выходным выводом непосредственно, а дру-

   Фиг. 1 гой — с вторым выходным выводом через последовательно соединенные управляемый ключевой элемент и дроссель DLC-фильтра, причем конденсатор этого фильтра включен параллельно выходным выводам, а диод фильтра одним выводом силового электрода подключен к общей точке соединения указанных ключевого элемента и дросселя, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, повышения надежности и снижения потерь, введены дополнительные конденсатор и диод, причем дополнительный конденсатор включен между другим выводом силового электрода диода DLC-фильтра и первым выходным выводом, а дополнительный диод — между общей точкой соединения дополнительного конденсатора и диода DLC-фильтра и входным g выводом для подключения нулевого провода трехфазной сети.

   SU «1078559