SU1451822A1

SU1451822A1 - Способ преобразовани напр жени переменного тока в напр жение посто нного тока

Info

Publication number: SU1451822A1
Application number: SU874225684A
Authority: SU
Inventors: Виталий Георгиевич Константинов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики
Priority date: 1987-04-08
Filing date: 1987-04-08
Publication date: 1989-01-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в энергетике, автоматике вычислительной технике и других отрасл х , потребл ющих энергию посто нного тока. Цель изобретени - улучшение массогабаритных и энергетических характеристик. Преобразование напр жени по предлагаемому способу сводитс к разложению каждой полуволны синусоиды исходного напр жени на п симметричных относительно амплитудных значений исходного напр жени импульсов разной длительности - от максимальной (Т/2) до минимальной (Т/2п), последующему изменению их мгновенных значений при условии равенства измененных импульсных напр жений (когда они не равны нулю), затем выделению абсолютных значений импульсных напр жений и сложению токов, определ емых этими напр жени ми и нагрузкой. Процесс преобразовани упрощаетс вследствие того, что не во всех каналах потоки энергии управл емые, повышение КПД и жесткости внещних характеристик осуществл етс вследствие уменьшени потерь мощности из-за протекани потока энергии не по одному, а по нескольким каналам одновременно. 2 ил. (Л с:

Description

00 to

на два срсrki )

напр жение U делитс

тавл ющих напр жени - первое и „

с амплитудой JU , .,ноо гттпмтУПОИ Vm. О илмсо

амплитудой Vrtii,

аМПЛИТудии vnii, опп и венные значени первого составл ю :го напр жени на первом и нтервале и втором интервале - U , ,

1C. л.т чттоглМА

11М BTUUiJJM xiri t. -IX.

„; ненное мгновенное значение второго еоставл ющего напр же ни н а в аГсГю ые знГч ни измененных составл ющих напр жений, д средних значений -- Г Гервом тавл ющих) токов (ток Ij. (а „ интервале и сумма токов Ij и ij втором интервале, обусловленные вы Деленными абсолютнь и значени ми сое тавл ющих напр жений,, равны посто н ной составл ющей тока нагрузки Ij)- Исходное переменное напр жение U дел т на составл ющие напр жени На

ГтГГГ.%г°оГ :еГ

ГгГоГенное значение которо го рав н о исходному, т.е. и„ с

41

Uj

и IV

(1)

тс

0

где Vj - среднее значение измененно го напр жени на каждом участке, а коэффициент Кт определ етс из ус лови равенств измененных значении составл ющих напр жений на втором интервале, т.е. из услови U,-U, или , и равен

45

(2)

Vmc ,1

К

т,

50

55

в выражени х дл К,, и К,, коэф- ГЛ™.1Г,а% е ГГ:йГге- менных интервалов п-2.

arcsin

4,

11

( sLntf)d(. (sinq - i.J

t,

)J4 , tf, - -j-

1 ч 1 2ir t, J-Uip. tff

arcsin tr-

arcsin

)Jcf Kjj(-sin(f)J(f,

KI

ffi

arcsin -TTN . /

1Г - arcsin

K,

1

(1sincf) ( j).

. 1

arcsin T- K-2

U I

.„Гогг-гл :4г„ -::.

11ИРНТЫ K ..... Л-,-. 1 -Tк составл ют:

К

т, - 7 т, KT,

циенты К ,..., К. Тп

25

V,

(4)

2с у- 1К; Р К,при этом 2 iir п,

(5)

при этом oi. - о

при этом 2 iir п,

при лкзбом количестве временных ин- 30 где К; - коэффициенты определ емые п дл коэффициента К. спра- , из уравнении.

arcsin Ц,

2 (-L - sinlf)d(f (sintp- J ..-.. 1

arcsin

К,

arcsin

anj&j-u -«т

г

1-)dcf К; ( - sinq)d(f, q,., - 3

arcsin

K.

11 -arcsin TT-

(1 - sinq)cjcp

Ж

(sintf-l-)cl(f,q..,

Kh

Ч п-,

arcsin

K,

где LP , Cp tJ n . и t, , t j., , t., - соотв етств нно угловые и временные координаты участков, расположенных в. первой четверти периода исходного напр жени , первого, i-1 и п-1-го интервалов.

arcsin

j(-sin(f

KI

(3)

K,

11ИРНТЫ K ..... Л-,-. 1 -Tциенты К ,..., К. Тп

5

V,

2с у- 1К; Р К,при этом 2 iir п,

(5)

2irt, .

-

(6)

27tH-,

55

Уравнени (6), как и уравнени (3), вл ющиес частным случаем, получены из условий равенства средних значений измененных напр жений на всех интервалах и равенства вольт-секундных площадей положительных и отрицательных полуволн переменной составл ющей выделенного абсолютного значени измененного напр жени переменного тока.

При равных временных интервалах:

й

Кг

Vd,

V 2sinV cos2(i-1)ci

me

(7)

при этом oL д-s .

Устройство, реализующее способ, пример принципиальной схемы которого показан на фиг.2, содержит основной и дополнительный трансформаторы 1,2с последовательно соединенными первичными обмотками, свободными выводами подключенными к входным выводам , и вторичными обмотками, подключенными к входам выпр мителей 3 и 4, вьЕходы которых соединены параллельно и подключены к фильтру 5 (если он необходим) или к нагрузке (показано пунктиром)S управл емьш ключ 6.1, выводы 6.2 и 6.3 рабочих контактов KxiToporo соединены параллельно с первичной обмоткой дополнительного трансформатора 2, а управл ющий вывод 6,4 подключен к выходу коммутатора 7 управл ющих сигналов, вход которого соединен с выходом селектора 8, подключенного к входным выводам устройства.

1 Выпр мители 3 и 4 могут быть выполнены по схеме со средним выводом (на фиг.2 показан пунктиром) или по однофазной мостовой схеме.

Рассмотрим работу устройства дл случа , когда каждый полупериод исходного напр жени разбивают на два временных интервала: первый интерТ Т вал - от О до t. и от - t,

1Д518226

значений составл ющих напр жений в определенное число К и К раз, как и операци делени , осуществл етс трансформаторами 1 и 2 при ус ловии равенства на каждом интервале мгновенных значений напр жений на вторичных обмотках тех трансформаторов , первичные обмотки которых д не закорочены (фиг.16,в). Выпр мители 3 и 4 осуществл ют на всех интервалах операцию вьщелени абсолютных .значений измененных составл ющих напр жений (фиг.1г)а выпр митель 3,

,-g кроме того, функцию ключа, разрывающего св зь между параллельно соединенными выходами выпр мителей 3 и 4 и вторичной обмоткой трансформатора 2, когда напр жение обмЬтки равно нулю.

до Y

30

35

20

I

Если число дополнительных трансформаторов больще двух, то соответствующие выпр мители разрывают св зи 25 между параллельно соединенньми выходами всех выпр мителей и вторичными обмотками дополнительных трансформаторов , у которых напр жение равно нулю.

При разбиении полупериода исходного напр жени на п временных интервалов число дополнительных трансформаторов , дополнительных выпр мителей и управл емых ключей равно

п - 1.

Сложение токов, обусловленньЕХ выделенными абсолютными значени ми измененных составл ющих напр жений, больших нул , осуществл етс в нагрузке .

Ключ 6.1 на фиг.2 управл етс сиг налами с выхода коммутатора 7, который может быть выполнен, например, по схеме пересчетного кольца.

40

(или от -t вал от t.

до

ti)

Т до - - t

и второй интер- (фиг.1а). Это

2

разбиение осуществл етс управл емым ключом 6„1, выводы 6.2 и 6.3 которого на первом интервале замкнуты,первична обмотка трансформатора 2 закорочена и исходное напр жение приложено к первичной о бмотке трансформатора 1 о На втором интервале указанные выводы ключа разомкнуты и исходное напр жение делитс между последовательно соединенными первичными обмотками основного и дополнительного трансформаторов 1, 2 (фиг. 1а)о Операци изменени мгновенных

кроме того, функцию ключа, разрывающего св зь между параллельно соединенными выходами выпр мителей 3 и 4 и вторичной обмоткой трансформатора 2, когда напр жение обмЬтки равно нулю.

0

5

0

I

Если число дополнительных трансформаторов больще двух, то соответствующие выпр мители разрывают св зи 5 между параллельно соединенньми выходами всех выпр мителей и вторичными обмотками дополнительных трансформаторов , у которых напр жение равно нулю.

п - 1.

Ключ 6.1 на фиг.2 управл етс сигналами с выхода коммутатора 7, который может быть выполнен, например, по схеме пересчетного кольца.

Временной интервал определ етс селектором 8, который может быть выполнен по схеме, например, амплитудного или временного селектора. При равенстве временных интервалов селектор выполн етс по более простой схеме задающего генератора. Равенство временных интервалов, на которые разбиваетс полупериод исходного переменного напр жени , позвол ет, кроме упрощени схемы селектора, уменьшить установленную мощность управл емых ключей, при этом сохран етс коэффициент формы вьщеленно- го абсолютного значени напр жени .

0

45

50

Формула и

зобретени

л

Способ преобразовани напр жени переменного тока в напр жение посто нного тока, включающий операции определени нулевого, минимального и максимального значений исходного переменного напр жени , разбиени каждого полупериода исходного напр жени на п временных интервалов, при этом каждый интервал состоит из двух участков, расположенных симметрично относительно амплитудных значении исходного напр жени , изменени на каждом интервале мгновенного значени переменного напр жени и выделени абсолютного значени напр жени переменного тока, отличающийс тем, что, с целью улучшени энергетических характеристик, после разбиени на интервалы произ12 ) 21 m2f

а

10

15

20

Z

вод т операции делени мгновенного значени исходного переменного напр жени на составл ющие напр жени так, чтобы среднее значение того составл ющего напр жени , которое образуют на участке i-ro интервала (где , равн лось разности сред- нГго значени исходного напр жени на этом участке и среднего значени его на участке (i-l)-ro интервала, изменени мгновенных значении составл ющих напр жений в свое определенное -число раз при условии равенства измененных мгновенных значении всех составл ющих напр жений на каждом интервале, выделени абсолютных з-ачений измененных составл ющих напр жений и сложени токов, обусловленных выделеннь ми абсолютными значени ми измененных составл ющих напр жений.

Фиг.1

и

Фае. I

Claims

Формула изобретения

Способ преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, включающий операции определения нулевого, минимального и максимального значений исходного переменного напряжения, разбиения каждого полупериода исходного напряжения на η временных интервалов, при этом каждый интервал состоит из двух участков, расположенных симметрично относительно амплитудных значений исходного напряжения, изменения на каждом интервале мгновенного значения переменного напряжения и выделения абсолютного значения напряжения переменного тока, щ и й шения после отличаюс я тем, что, с целью улучэнергетических характеристик,

О водят операции деления мгновенного значения исходного переменного напряжения на составляющие напряжения так, чтобы среднее значение того составляющего напряжения, которое образуют на участке i-ro интервала (где naissl), равнялось разности среднего значения исходного напряжения на этом участке и среднего значения его на участке (i-l)-ro интервала изменения мгновенных тавляющих напряжений в свое определенное число раз при условии равенства измененных мгновенных значений всех составляющих напряжений на каждом интервале, выделения абсолютных значений измененных составляющих напряжений и сложения токов, обусловленных выделенными абсолютными значениями измененных составляющих >

значений сос1451822

Фие. 2