SU741392A1 - Ac-to-dc converter - Google Patents

Ac-to-dc converter Download PDF

Info

Publication number
SU741392A1
SU741392A1 SU782576294A SU2576294A SU741392A1 SU 741392 A1 SU741392 A1 SU 741392A1 SU 782576294 A SU782576294 A SU 782576294A SU 2576294 A SU2576294 A SU 2576294A SU 741392 A1 SU741392 A1 SU 741392A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
voltage
capacitor
current
load
Prior art date
Application number
SU782576294A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Григорьевич Николаев
Владимир Константинович Быстров
Олег Григорьевич Потанин
Анатолий Иванович Борисов
Original Assignee
Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского filed Critical Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority to SU782576294A priority Critical patent/SU741392A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU741392A1 publication Critical patent/SU741392A1/en

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Description

. Изобретение относитс  к устройствам дл  преобразовани  переменного тока в посто нный и может быть использовано дл  питани  различных потребителей посто нного тока, в том числе и с падающей вольтамперной харакгеристик&й, например дуговых ламп высокого и низког давлени . Известен выпр митель с удвоением напр жени , который позвол ет нар ду с обеспечением линейно-падающей внешней характеристики уменьшить коэффициент пульсаций тока и увеличить ее частоту . Однако это устройство обладает срав нительно низким коэффициентом умножени  напр жени , а наличие большого чис ла вентилей приводит к неоправданным потер м электрической энергии на омическом сопротивлении этик вентилей, что неизбежно приводит к уменьшению КПД устройства. Кроме того, большое количество вентилей, (каждый из которых имеет систему охлаждени , например радиатор) в значительной степени завышает массу и габариты устройства. Все это в совокупности обеспечивает сравнительно низкие удельные энергетические показатели устройства в целом. Известно также устройство дл  питани  нагрузки, содержащее трехфазный источник переменного тока, выпр митель с линейно-падающей вопьтамперной мрактеристикой , катод одного вентил  которого соединен с положительной, а анод другого - с отрицательной клеммами нагрузки . Кроме того, одна пара вентилей своими катодами подключена к положительной , втора , анодна , к отрицательной клеммам нагрузки, а все шесть вентилей образуют трехфазный мостовой выпр митель , выполненный по схеме Ларионова . Между клеммами источника и входными выводами выпр мител  включены токоограничивающие конденсаторы. Нагрузка подключена к выходным выводам выпр мительного устройства 2J. 374 Однако эта схема устройства отличаетс  достаточной простотой но характеризуетс  невысокими уаельными энерге тическими показател ми. Так как токо- ограничивающие конденсаторы в цепь пи- тани  нагрузки включены послеаовательно , максимальна  величина напр жени  на нагрузке не превосходит амплитуды линейного напр жени  источника питани . Кроме .того, схема имеет завышенные массогабаритные показатели (шесть вентилей ) . Наиболее близким к изобретению  вл етс  преобразователь переменного тока в посто нный, содержащий трехфазный трансформатор с трем  фазными обмотка ми, выпр митель с линейно-падающей вопьгамперной характеристикой и три токоограничивающих конденсатора. о Цель изобретени  - улучшение удельных энергетических показателей. Указанна  цель достигаетс  тем, что в П11еоб)азователе переменного тока в посто нный, содержащем трехфазный трансфс матор с трем  фазными обмотками , выпр митель с линейно-падающей вольтамперной характеристикой и три токоограничнвающих конденсатора, выпр  митель выполнен в виде цепочки из трех согласно-последовательно соединенных вентидей, концы которой образуют выходные выводы, причем каждый из венти лей зашунтирован соответствующей фазной обмотки и одного из токоограничивающего конденсатора. На чертеже изображена электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит трехфазный тра сформатор с фазными обмотками 1, 2 и 3 соответственно,-- выпр митель с линейно-падающей вопьтамперной характеристикой , выполненнойна трех вентил х 4, 5 и 6, трех токоограничивающих кон денсаторах 7, 8 и 9 и нагрузку 10, по ключенную к выходным выводам 11 и 12. Вентили выпр мител  соединены последовательно-согласно , а параллельно каждому из них включены цепочки из со единенных последовательно фазной обмо ки источника и токоограничивающего конденсатора. Параллельно вентилю 4 включена цепочка, содержаща  фазную обмотку 1 и токоограничивающий конден сатор 7, вентилю 5 - цепочка, содержа ща  фазную обмотку 2 и токоограничива ющий конденсатор 8, вентилю 6 - цепоч ка, содержаща  фазную обмотку 3 и ток ограничивающий конденсатор 9. Нагрузка 10 положительной клеммой 11 соединена с катодом вентил  6, а отрицатель- ной 12 - с анодом вентил  4 указанного выпр мител . Фазные обмотки источника в общую схему устройства могут включатьс  двум  способами. В первом способе все три фазные обмотки включены последовательно согласно. При этом на выходе выпр мительного устройства, при отключенной нагрузке напр жение не превышает Зи„, так как равно суммарному напр жению на трех токоограничив.ающих конденсаторах , а мгновенное суммарное напр жение фаз источника равно нулю. Во втором способе две фазные обмотки (например 1 и 2) включены между собой согласно и встречно по отнощению к третьей фазной обмотке, при этом в режиме, близком к холостому ходу, все токоограничивающие конденсаторы 7, 8, 9 зар жены плюсом на правой обкладке, а мгновенное суммарное напр жение фазовых обмоток 1, 2 и 3 измен етс  как однофазное напр жение удвоенной амплитуды Ощ. Это напр жение суммируетс  с напр жением конденсаторов. Напр жение на выходных клеммах выпр мител  измен етс  от максимального значени , равного 5 Um, до минимального, равного и , Если к этим клеммам подключить измерительный прибор электромагнитной системы, то он покажет среднее значе- . нИе напр жени , равное Включение фазных обмоток по второму способу приводит к тому, что вектора напр жений фаз источника сдвинуты друг относительно друга на 60 электрических градусов, причем вектор напр жени  фазы 1 опережает вектор напр жени  фазы 3, а вектор напр жени  фазы 3 - вектор напр жени  фазы 2. Если считать, что начало фазных обмоток 1 и 2 на чертеже изображено слева , а фазы 3 справа, т. е. две первые обмотки включены между собой последовательно - согласно и встречно по отно- шению к третьей, то в номинальном режиме устройство работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени потенциал фазы 1 равен нулю, а двух других фаз - отрицательной. Тогда в первой четверти периода изменени  питающего напр жени  происходит зар д товдограничивающего конденсатора 7 по цепи начало фазы 1, вентиль 4, токоограничивающий конденсатор 7, конец фазы 1. Через 6О электрических градусов начнетс  зар д токоограничивающего кон аенсатора 9 по цепи конец фазы 3, вентиль 6, конденсатор 9, начало фазы 3. Во второй четверти периода абсолютное значение напр жени  фазы 1 убывает, а суммарное напр жение фазы 1 и конденсатора 7 увеличиваетс . Конденсатор 7 разр жаетс  на нагрузку. Образуетс  следующа  цепь протекани  тока; положительна  обкладка конденсатора 7, фазы 2 и токоограничиваюший: конденсатор 8, вентиль 6, нагрузка 10, фаза 1, отри цательна  обкладка конденсатора 7, Это обусловлено тем, что вентиль 5 заперт обратным суммарным напр жением фазы 2 и конденсатора 8. Конденсатор 8 при этом зар жаетс  напр жением пол рности , обратной напр жению фазы 2, чем ускор етс  отпирание вентил  5, которое происходит при равенстве напр жений фазы 2 и конденсатора 8, Начина  с момента открыти  вентил  5 ток в нагрузку потечет по цепи положительна  обклад ка конденсатора 7, вентили 5 к 6, нагрузка Ю, фаза 1, отрицательна  обклад- ка конденсатора 7 и токоограничивающий конденсатор 8 разр жаетс  на обмотку фазы 2, напр жение которой уменьшает- с  по абсолютной величине, по цепи положительна  обкладка конденсатора 8, фаза 2, вентиль 6, отрицательна  обкладка конденсатора 8. Через треть.периода напр жение фазы 2 становитс  равным нулю, а конденсатор 8 полностью разр жаетс . Начина  с этого момента происходит зар д конденсатора 8 по цепи нача ло фазы 2, вентиль 5, конденсатор 8, конец фазы 2. Как только напр жение фазы 3 достигает максимального значени , зар д конденсатора 9 прекращаетс  и в дальнейшем ток через нагрузку увеличиваетс , так как начинаетс  разр д конден сатора 9 в св зи с уменьшением напр жени  фазы 3 по абсолютной величине, причем вентиль 6 закрываетс  суммарным напр жением фазы 3 и конденсатора 9. Ток в нагрузку в этом случае течет по цепи «положительна  обкладка конденсатора 7, вентиль 5, фаза 3, конденсатор 9, нагрузка 1О, фаза 1, отрицательна  обкладка конденсатора 7. В третьей четверти периода пол рность напр жени  фазы 1 мен етс  на противоположную, котора  суммируетс  с напр жением конденсатора 7 и суммарным напр жением фазы 3 и конденсатора 9, и тем самым увеличива  напр жение и ток, протекающий через нагрузку. При достижении максимального значени  напр жени  фазы 2, зар д конденсатора 8 прекращаетс  и вентиль 5 закрываетс , В дальнейшем по мере убывани  абсолютного значени  напр жени  4йзы 2 суммарное напр жение фазы 2 и конденсатора 8 увеличиваетс . Ток в нагрузку потечет по цепи отрицательна  клемма нагрузки 10, фаза 1, конденсатор 7, фаза 2, конденсатор 8, фаза 3, конденсатор 9, положительна  клемма нагрузки. Через 240 электрических градусов напр жение фазы 3 мен ет свою пол рность и действует согласно с напр жением на конденсаторе 9, тем самым увеличива  напр жение на нагрузке, причем цепь протекани  тока в нагрузку остаетс  прежней. В четвер- той четверти периода, а именно через ЗОО электрических градусов, аналогичный процесс происходит в фазе 2. Когда амплитудное значение напр жени  на фазе 3 достигает своего максимального значени , что соответствует углу в ЗЗО электрических градусов, напр жение на нагрузке достигает своего максимально- го значени , опред-ел емого геометрической суммой фазных напр жений обмоток источника и напр жение на конденсаторах . В последующих периодах изменени  питающего напр жени  все указанные процессы повтор ютс  циклически и если прин ть посто нную разр да конденсаторов , определ емой величиной емкости и сопротивлением нагрузки достаточно большой , то процесс перезар да токоограничивающих конденсаторов в следующих периодах питающего напр жени  не происхоВ реальном устройстве среднее значение напр жени  на нагрузке за период равно утреннему значению напр жени  фа- зы источника, а гокоограничивающие коненсаторы , запаса  энергию в соответстующие четверти периода питающего нар жени , в последующем отдают ее в агрузку с высоким КПД. Масса элемен- о предлагаемого устройства, по сравнеию с й-звестным, уме.ньшена почта в два аз, а выходное напр жение устройства озрастает в 1,7 раза. В два раза сокра1цены потери электриеской энергии на вентил х по сравнению известным устройством, что существено улучшаег КПД предлагаемого устройста . Это свидетельствует о том, что предлагаемое устройство обладает значительно лучшими удельными энергетическими пока эателйми.. The invention relates to devices for converting alternating current into constant current and can be used to power various direct current consumers, including those with incident volt-ampere characteristics, such as high and low pressure arc lamps. A voltage doubling rectifier is known which, along with the provision of a linear-dropping external characteristic, reduces the ripple factor of the current and increases its frequency. However, this device has a relatively low voltage multiplication factor, and the presence of a large number of valves leads to unjustified losses of electrical energy on the ohmic resistance of these valves, which inevitably leads to a decrease in the efficiency of the device. In addition, a large number of valves, (each of which has a cooling system, such as a radiator), greatly increase the weight and size of the device. All this together provides a relatively low specific energy indicators of the device as a whole. It is also known a device for supplying a load, containing a three-phase AC source, a rectifier with a linearly falling vertical current, the cathode of one valve of which is connected to the positive and the anode of the other to the negative terminals of the load. In addition, one pair of valves with their cathodes is connected to the positive, second, anodic, to the negative terminals of the load, and all six valves form a three-phase bridge rectifier, made according to the Larionov scheme. Current-limiting capacitors are connected between the source terminals and the input terminals of the rectifier. The load is connected to the output terminals of the rectifying device 2J. 374 However, this design of the device is quite simple but is characterized by low energy values. Since the current-limiting capacitors in the load power circuit are connected sequentially, the maximum value of the voltage on the load does not exceed the amplitude of the linear voltage of the power source. In addition, the circuit has overestimated weight and dimensions (six gates). Closest to the invention is an AC-to-DC converter containing a three-phase transformer with three phase windings, a rectifier with a linearly-falling vamper characteristic and three current-limiting capacitors. o The purpose of the invention is to improve the specific energy indicators. This goal is achieved by the fact that, in the AC receiver, a constant-current transducer containing a three-phase transforsor with three phase windings, a rectifier with a linearly-falling volt-ampere characteristic and three current-limiting capacitors, the rectifier is made in the form of a chain of three consistently connected the vents, the ends of which form the output pins, each of which is shunted by a corresponding phase winding and one of the current-limiting capacitor. The drawing shows the electrical circuit of the proposed device. The device contains a three-phase transformer with phase windings 1, 2 and 3, respectively, - a rectifier with a linearly falling curl-voltage characteristic, made on three valves 4, 5 and 6, three current-limiting capacitors 7, 8 and 9 and a load 10 on They are connected to output pins 11 and 12. The rectifier valves are connected in series according to, and parallel to each of them are chains from a source connected in series with a phase winding of the source and a current limiting capacitor. Parallel to valve 4 is a chain, containing phase winding 1 and current limiting capacitor 7, valve 5 - a chain containing phase winding 2 and current limiting capacitor 8, valve 6 - a chain containing phase winding 3 and current limiting capacitor 9. Load 10 the positive terminal 11 is connected to the cathode of the valve 6, and the negative 12 is connected to the anode of the valve 4 of the indicated rectifier. The phase windings of the source in the overall circuit of the device can be included in two ways. In the first method, all three phase windings are connected in series according to. At the same time, at the output of the rectifier, when the load is disconnected, the voltage does not exceed Zi, since it is equal to the total voltage on the three current-limiting capacitors, and the instantaneous total voltage of the source phases is zero. In the second method, two phase windings (for example, 1 and 2) are interconnected according to and opposite to the third phase winding, while in the mode close to idle, all current-limiting capacitors 7, 8, 9 are charged with a plus on the right side, and the instantaneous total voltage of the phase windings 1, 2 and 3 varies as a single-phase voltage of double amplitude Op. This voltage is summed with the voltage of the capacitors. The voltage at the output terminals of the rectifier varies from a maximum value of 5 Um to a minimum value of and If you connect a measuring device of an electromagnetic system to these terminals, it will show the average value. Lead voltage equal to the inclusion of the phase windings according to the second method leads to the fact that the source voltage vector of the source is shifted relative to each other by 60 electrical degrees, and the phase 1 voltage vector is ahead of the phase 3 voltage vector - voltage vector of phase 2. If we assume that the beginning of the phase windings 1 and 2 in the drawing is shown on the left, and phase 3 on the right, i.e. the first two windings are connected to each other in series - in accordance with and opposite to the third, then nominal mode device operation em as follows. Let at the initial moment of time the potential of phase 1 is zero, and the other two phases - negative. Then in the first quarter of the period of the supply voltage change, the charge of the limiting capacitor 7 through the circuit begins phase 1, valve 4, the current limiting capacitor 7, the end of phase 1. After 6 o electrical degrees, the charging of the limiting capacitor 9 through the circuit of the end of phase 3, valve 6, capacitor 9, beginning of phase 3. In the second quarter of the period, the absolute value of the voltage of phase 1 decreases, and the total voltage of phase 1 and capacitor 7 increases. Capacitor 7 is discharged to the load. The following current path is formed; positive capacitor plate 7, phase 2 and current-limiting: capacitor 8, valve 6, load 10, phase 1, negative capacitor plate 7, This is due to the fact that valve 5 is locked by the inverse total voltage of phase 2 and capacitor 8. At the same time It is charged by the reverse voltage of the phase 2 voltage, which accelerates the unlocking of the valve 5, which occurs when the voltage of phase 2 and the capacitor 8 is equal. From the moment of opening of the valve 5, the current to the load will flow through the positive side of the capacitor 7, at 5 to 6, the load is Yu, phase 1, the capacitor 7 capacitor 7 is negative, and the current-limiting capacitor 8 is discharged to the winding of phase 2, the voltage of which decreases from absolute value, along the circuit, the positive capacitor plate 8, phase 2, valve 6 The negative capacitor plate 8. After a third period, the voltage of phase 2 becomes zero and the capacitor 8 is completely discharged. Starting from this moment, the capacitor 8 is charged along the circuit beginning of phase 2, valve 5, capacitor 8, end of phase 2. As soon as the voltage of phase 3 reaches its maximum value, the charge of capacitor 9 stops and the current through the load increases, so as the discharge of capacitor 9 starts due to the decrease in the voltage of phase 3 in absolute value, and valve 6 is closed by the total voltage of phase 3 and capacitor 9. The current to the load in this case flows through the circuit of the positive capacitor 7, valve 5 , phase 3, cond Sensor 9, load 1O, phase 1, negative facing of capacitor 7. In the third quarter of the period, the polarity of the voltage of phase 1 is reversed, which is summed with the voltage of capacitor 7 and the total voltage of phase 3 and capacitor 9, and thereby increasing voltage and current flowing through the load. When the maximum value of the voltage of phase 2 is reached, the charge of the capacitor 8 stops and the valve 5 closes. Subsequently, as the absolute value of the voltage of 4Yzy 2 decreases, the total voltage of phase 2 and of the capacitor 8 increases. The current in the load will flow through the negative terminal of the load 10, phase 1, capacitor 7, phase 2, capacitor 8, phase 3, capacitor 9, positive terminal of the load. After 240 electrical degrees, the voltage of phase 3 changes its polarity and acts in accordance with the voltage on the capacitor 9, thereby increasing the voltage on the load, the circuit of current flow to the load remains the same. In the fourth quarter of the period, namely, through ZOO electrical degrees, a similar process occurs in phase 2. When the amplitude value of the voltage in phase 3 reaches its maximum value, which corresponds to the angle in the EZZ of electrical degrees, the voltage on the load reaches its maximum value determined by the geometric sum of the phase voltages of the source windings and the voltage across the capacitors. In the subsequent periods of changing the supply voltage, all the above processes are repeated cyclically and if a constant discharge of capacitors determined by the capacitance value and the load resistance is large enough, then the process of recharging the current limiting capacitors in the next periods of the supply voltage does not occur. the value of the voltage on the load over the period is equal to the morning value of the voltage of the source phase, and the highly limiting capacitors store the energy in the corresponding values ver period nar supply voltage, subsequent to give it Loading the high efficiency. The mass of the element of the proposed device, as compared to the well-known, um, the mail is two times, and the output voltage of the device increases 1.7 times. The loss of electrical energy at the vents is twice as low compared with the known device, which significantly improves the efficiency of the proposed device. This suggests that the proposed device has significantly better specific energy until such a time.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 506103, кл. Н 02 М 7/19, 1976.1. USSR author's certificate number 506103, cl. H 02 M 7/19, 1976. 2.Современные задачи преобразовательной техники. Тезисы докладов ВНТК 1975, Киев, часть 2, с. 259, рис. 7.2. Modern tasks of converting equipment. Abstracts VNTK 1975, Kiev, Part 2, p. 259, fig. 7 ПP f2f2
SU782576294A 1978-01-31 1978-01-31 Ac-to-dc converter SU741392A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782576294A SU741392A1 (en) 1978-01-31 1978-01-31 Ac-to-dc converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782576294A SU741392A1 (en) 1978-01-31 1978-01-31 Ac-to-dc converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU741392A1 true SU741392A1 (en) 1980-06-15

Family

ID=20747378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782576294A SU741392A1 (en) 1978-01-31 1978-01-31 Ac-to-dc converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU741392A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU741392A1 (en) Ac-to-dc converter
RU2254658C1 (en) Transistorized tree-phase reactive-current supply
SU1001380A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
SU756542A1 (en) Device for charging storage battery with asymmetrical current
SU693506A2 (en) Device for crarging storage battery
SU577609A1 (en) Device for charging storage battery with asymmetric current
SU744845A1 (en) Charging system
SU819910A1 (en) Dc-to-ac converter
SU613462A1 (en) Storage capacitor charging arrangement
SU1007190A1 (en) Device for charging reservoir capacitor
SU532933A1 (en) Device for charging battery with asymmetric current
SU982148A1 (en) Device for charging and discharging storage batteries
SU1654920A1 (en) Device for charging storage battery with asymmetrical current
SU1241377A1 (en) A.c.-to-d.c.converter
SU1181094A1 (en) One-phase cascade generator
SU944056A1 (en) Device for control of thyristorized ac voltage converter
SU1705952A1 (en) Device for changing of storage battery with asymmetric current
SU598180A1 (en) Charging system
SU1129721A1 (en) Device for charging reservoir capacitor
SU748730A1 (en) Device for power supply of load
SU782039A2 (en) Storage battery charging device
SU738116A1 (en) Device for charging storage capacitor
SU989709A1 (en) Ac-to-dc converter
SU892578A2 (en) Device for charging storage battery with asymmetric current
SU832676A1 (en) Rectifier with triple voltage