SU860609A1

SU860609A1 - Inductive-capacitive voltage source-to-current source converter

Info

Publication number: SU860609A1
Application number: SU752125076A
Authority: SU
Inventors: К.Д. Гуттерман; Н.Д. Прозорова; В.В. Печоркин; С.А. Ашинянц; Д.К. Бабенко; Ю.А. Слесарев; Я.Л. Фишлер; В.В. Володин; Г.Ф. Ершов; В.П. Светоносов
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт; Предприятие П/Я А-7318
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1983-07-07

Abstract

ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНШ ПРЕ- : рБРАЗОВАТЕЛЬ ИСТОЧНИКА НАПР51ЖЕНИЯ В ИСТОЧНИК ТОКА, содержащий дл кажЯоЛ , фазы нагрузки дроссель с сердеч НИКОМ и ко 1денсатор с равными по величине реактивными допротивлени м на частоте питающей сети, соединенные в звезду с выводами дл подключени нагрузки, и элемент изменени индуктивности дроссел , соединенный с датчиком электрического парс1метра, нагрузки, отличающийс тем, что, с целью упрощени преобразовател , сердечник дроссел выполнен в виде Ш-образного магнитопровода , на среднем стержне которого размещена обмотка дроссел , на край; них стержн х размещены полуобмотки дополнительной обмотки, соединенной с датчиком напр жени и сл ткащей дл плавного изменени индуктивности дроссел .INDUCTIVELY-EMKOSTNSH PRE-: rBRAZOVATEL SOURCE NAPR51ZHENIYA to the current source, comprising for kazhYaoL, phase choke load serdech Nick and to 1densator equal in magnitude reactive doprotivleni m at the mains frequency, connected in a star with the pin for connecting the load, and changing element throttle inductance connected to an electrical parsimeter sensor, load, characterized in that, in order to simplify the converter, the throttle core is made in the form of an W-shaped magnetic conductor, on the middle rod th placed choke coil, on the edge; These rods are placed in the half-windings of an additional winding connected to a voltage sensor and incident to a smooth change in the inductance of the throttle.

Description

О CDAbout CD

Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение при создании мощных источников питани электроустановок, сопротивление нагрузки которых измен етс в диапазоне от короткого зс1М ыкани до бесконечности, например дл питани электрической дуги, электротермических и электрохимических устновок , зар дных устройств и т.д. Известен индуктивно-емкостный преобразователь источника напр жени в источник тока /ИЕП/, содержащий настроенные в резонанс конденсатор и дроссель, соединенные в зведу с выводами дл подключени нагруки , контактный блок, позвол ющий переходить от режима стабилизации тока к режиму стабилизации напр жени fl .j.The invention relates to electrical engineering and can be used to create powerful power sources for electrical installations, the load resistance of which varies from a short time to infinity, for example, for powering an electric arc, electrothermal and electrochemical installations, chargers, etc. The inductive-capacitive voltage source to current source (IEP) converter is known, which contains a capacitor and a choke tuned in resonance, connected to a terminal for connecting a load, a contact block that allows switching from current stabilization mode to voltage stabilization mode fl. J .

Наиболее близким по техническому существу вл етс индуктивноемкостный преобразователь источника напрЯ7кени в источник тока, содержащий дл каждой фазы нагрузки дроссель с сердечником и конденсатор с равньми по.величине реактивными сопротивлени ми на частоте питающей сети, соединенные в звезду с выводами дл подключени нагрузки, элемент изменений индуктивности дро сел , соединенный с датчиком электрического параметра нагрузки 2.The closest to the technical essence is an inductive-capacitance converter of the source of the direct voltage to the current source, containing for each phase of the load a choke with a core and a capacitor with equal magnitude reactive resistances at the power supply frequency, connected in star to the terminals for connecting the load, an element of inductance changes The guides are connected to the load parameter electrical parameter 2.

Недостатком этого устройства вл етс его сложность, обусловленна наличием большого количества контактов в блоке изменени режима работы.The disadvantage of this device is its complexity, due to the presence of a large number of contacts in the unit changing the operation mode.

С целью устранени этого недостатка в предлагаемом преобразователе сердечник дроссел выполнен в виде ш-образного магнитопровода, на среднем стержне которого размещена обмотка дроссел , на крайних стержн х - полуобмотки дополнительной шунтирук цей обмотки, соединенной с датчиком напр жени нагрузки и служащей дл плавного изменени индуктивности дроссел .In order to eliminate this drawback, in the proposed converter, the core of the throttle is made in the form of a W-shaped magnetic core, on the middle core of which the winding of the throttle is placed, on the extreme cores - half-winding with additional shunt winding connected to the load voltage sensor and used to smoothly change the inductance of the throttle .

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый ИЕП; на фиг. 2 - семейство внешних характеристик предлагаемого устройства. .FIG. 1 schematically shows the proposed IEP; in fig. 2 - a family of external characteristics of the proposed device. .

НЭП содержит дл одной фазы нагрузки 1, включенной в первую фазу трехлучевой звезды, регулируемый дроссель 2 во второй фазе и емкость 3 в третьей, выводы 4 предназначены дл подключени к трехфазной сети. Регулируемый дроссель 2 выполнен в виде трехстержневого магнитопровода 5 с зазором на среднем стержне , несущем основную 6. На замкнутом участке магнитной системы размещены половины 7 и 8 шунтирующей обмотки, подключенной через согласующее устройство 9 параллельно нагрузке. 1. На графике семействаThe NEP contains for one phase a load 1, included in the first phase of a three-beam star, an adjustable choke 2 in the second phase and a capacitor 3 in the third, conclusions 4 are intended to be connected to a three-phase network. Adjustable choke 2 is made in the form of a three-core magnetic circuit 5 with a gap on the middle rod, carrying the main 6. On a closed section of the magnetic system half a 7 and 8 shunt winding connected through a matching device 9 parallel to the load. 1. On the family chart

внешних характеристик предлагаемого устройства точка С - уровень линейного напр жени сети.The external characteristics of the proposed device, point C, is the level of line voltage.

Данные ИЕП работает в режиме стабилизации тока при изменении сопротивлени нагрузки 1 от короткого замыкани до некоторого граничного значени . При этом индуктивность обмотки 6 настроена в резонанс на частоте питающей сети с емкостью 3.These IEPs operate in the current stabilization mode when the load resistance 1 changes from short circuit to a certain limit value. In this case, the inductance of the winding 6 is tuned in resonance at the frequency of the power supply network with a capacity of 3.

0 К шунтирующей обмотке через согласующее устройство 9 прикладываетс напр жение, пропорцнональное напр жению на сопротивлении нагрузки 1. Участок магнитопровода, св зывающий0 A voltage proportional to the voltage across the load resistance 1 is applied to the shunt winding through the matching device 9. The section of the magnetic circuit connecting

5 части 7 и 8 обмотки, пропускает5 parts 7 and 8 windings, skips

суммарный магнитный поток, создаваемый обмотками 6, 7, 8 и работает в этом режиме на линейном начальном участке кривой намагничивани . При . превышении граничной величины сопротивлени нагрузки 1 увеличиваетс напр ксение,приложенное к шунтирующей обмотке 7 и 8, что приводит к постепенному , по мере увеличени сопро , тивлени нагрузки , выходу упом нутогоthe total magnetic flux created by the windings 6, 7, 8 and operates in this mode on a linear initial portion of the magnetization curve. At. exceeding the limit value of the load resistance 1 increases the voltage applied to the shunt winding 7 and 8, which leads to a gradual, as the load resistance increases, the output of

участка магнитопровода за пределы линейной части характеристики. Это приводит к уменьшению величины экви . валентной индуктивности обмотки 6 и вызывает плавную расстройку резонанса реактивных элементов, а следовательно , и плавный переход в режим неизменного напр жени . После перехода за колено кривой намагничивани упом нутого участка магнитдпро5 вода напр жение на нагрузке 1 не зависит от величины тока через него, а зависит лишь от соотношени витков резонансной и шунтирующей обмотки, геометрии и характеристик (Н) стали магнитопровода и коэффициента section of the magnetic circuit outside the linear part of the characteristic. This leads to a decrease in equi. the valence inductance of the winding 6 and causes a smooth detuning of the resonance of the reactive elements, and hence a smooth transition to the constant voltage mode. After going beyond the knee of the magnetization curve of the said magnetic field, the water voltage at load 1 does not depend on the amount of current through it, but depends only on the ratio of the turns of the resonant and shunt winding, the geometry and characteristics (H) of the magnetic core steel and the coefficient

пропорциональности меззду напр жением на нагрузке 1 и напр жением, прикладываемым к част м 7 и 8 шунтирующей обмотки. Таким образом, измен ука-proportionality of the mezzd voltage to the load 1 and the voltage applied to the parts 7 and 8 of the shunt winding. Thus, betraying

занное соотношение витков или коэффициент пропорциональности, можно задавать любой уровень стабилизации напр жени нагрузки от О до некоторого напр жени , величина которого определ етс лишь предельно допустимыми напр жени ми реактивных элементов упом нутой звезды.This ratio of turns or proportionality factor can be used to set any level of load voltage stabilization from 0 to a certain voltage, the magnitude of which is determined only by the maximum permissible voltages of the reactive elements of the mentioned star.

Данное устройство позвол ет реализовать семейство внешних характеристик при плавном переходе с одногоThis device allows you to implement a family of external characteristics with a smooth transition from one

5 линейного участка на другой без применени каких-либо контактных эле- ментов. Это повьшает срок службы всего устройства, снимает ограничени , св занные с частотой и количеством переходов из одной части внешней характеристики в другую, обеспечивает длительную и устойчивую работу во всех точках внешней характеристи- : ки, в том числе и на колене. Устройство сохран ет свойства как при5 linear section to another without the use of any contact elements. This increases the service life of the entire device, removes restrictions related to the frequency and number of transitions from one part of the external characteristic to another, ensures long-term and stable operation at all points of the external characteristic, including the knee. The device retains the properties as

трансформаторном, так и при бестран сформаторном включении нагрузки.transformer, and with the bestforformal inclusion of the load.

Испытание макета устройства мощ (ностью 1,5 КВА подтвердило его работоспособность и эксплуатационные качества при изменении сопротивлени нагрузки от О до 00 . При этом точность стабилизации напр жени на участке изменени сопротивлени bt бесконечности до граничной величины не отличаетс от точности стабилизации тока на участке от граничной величины до короткого замыкани .The test of the device layout with a power of 1.5 KVA confirmed its operability and performance when the load resistance changes from 0 to 00. At the same time, the accuracy of voltage stabilization at the area of resistance change bt infinity to the limiting value does not differ from the current short circuit values.

Ток 6 на грузке (fui.lCurrent 6 on load (fui.l

Claims

INDUCTIVE CAPACITY -: VOLTAGE SOURCE EDUCATOR

IN A CURRENT SOURCE, containing for each phase of the load a choke with a core and a capacitor with equal reactive resistances! at the frequency of the supply network, connected to the star with the terminals for connecting the load, and an element for changing the inductance of the inductor connected to the sensor of the electrical parameter, the load, characterized in that, in order to simplify the converter, the core of the inductor is made in the form of a W-shaped magnetic circuit, on average the rod of which the inductor winding is located, on the extreme rods are semi-windings of the additional winding connected to the voltage sensor and serving to smoothly change the inductance of the inductor.

. SU „„ 860609>

figure 1