преобразователь переменного напряжения в постоянное

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, первичная и вторичные обмотки которого соединены в звезду, три вентиля, подключенные к свободным выводам вторичной обмотки и объединенными электродами, образующие первый выходной вывод, дополнительную обмотку, охватывающую все три стержня сердечника трансформатора, один вывод которой подключен к нейтрали звезды вторичной обмотки, а другой образует второй выходной вывод, отличающийся тем, что преобразователь дополнительно снабжен вентилем, катод которого подключен к первому выходному выводу преобразователя, а анод соединен со средней точкой дополнительной обмотки трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для нужд электрохимии, в частности в качестве зарядного устройства аккумуляторных батарей и для питания электролизеров.

Известен выпрямительный агрегат стартерный ВАСТ-20-800М (см. Справочник по преобразовательной технике. Под редакцией Чиженко И.М. и др. - К.: Техника, 1978, с.67-73, рис. 8.29), включающий силовой трехфазный трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого соединены в звезду, выпрямительный блок, соединенный с вторичной обмоткой трансформатора, образующего трехфазную однополупериодную схему с нулевой точкой, схему выпрямления. Вентильные элементы в этой схеме работают поочередно, пропуская токи определенной длительности. Такой характер пропускания тока вентилями вызывает появление потока вынужденного намагничивания, насыщающего трансформатор, в стальной арматуре возникают тепловые потери за счет вихревых токов, индуктируемых переменной составляющей потока вынужденного намагничивания. Таким образом, явление внутреннего намагничивания магнитопровода трансформатора в этом выпрямителе приводит к нежелательным последствиям, что обуславливает значительные массогабаритные показатели трансформатора.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по достигаемому результату является преобразователь переменного напряжения в постоянное (а.с. СССР №1328903, кл. Н 02 М 7/06, 1978 - прототип), содержащий трехфазный трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого соединены в звезду, три вентиля, подключенные к свободным выводам вторичной обмотки и объединенными электродами образующие первый выходной вывод, дополнительную обмотку, охватывающую все три стержня сердечника трансформатора, один вывод которой подключен к нейтрали звезды вторичной обмотки, а другой образует второй выходной вывод для подключения нагрузки. Такое подключение позволяет использовать выпрямитель без дополнительного сглаживающего фильтра, кроме того, дополнительная обмотка выполняет функцию, компенсирующую поток вынужденного намагничивания. Однако данный преобразователь имеет невысокий КПД, обусловленный включением в цепь нагрузки индуктивного сопротивления в виде дополнительной обмотки, что приводит к большему сдвигу фаз между током и напряжением в цепи, а следовательно, потребляемая цепью мощность будет меньше.

Технический эффект - увеличение КПД преобразователя.

Технический эффект достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, включающем трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого соединены в звезду, три вентиля, подключенные к свободным выводам вторичной обмотки и объединенными электродами образующие первый выходной вывод, дополнительную обмотку, охватывающую все три стержня сердечника трансформатора, один вывод которой подключен к нейтрали звезды вторичной обмотки, а другой - образует второй выходной вывод для подключения нагрузки, согласно изобретению преобразователь дополнительно снабжен вентилем, катод которого подключен к первому выходному выводу преобразователя, а анод соединен со средней точкой дополнительной обмотки трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Согласно изобретению преобразователь содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 и вторичная обмотка 3 которого соединены в звезду. Обмотка 3 совместно с выпрямителем 4 на трех вентилях образуют нулевую схему выпрямления. Дополнительная обмотка 5 началом подключена к нейтрали 6 звезды вторичной обмотки 3, а концом образует выходной вывод 7 для подключения нагрузки 8. Дополнительный вентиль 9 катодом подключен к первому выходному выводу 10 преобразователя и нагрузке 8, а анодом соединен со средней точкой дополнительной обмотки 5 трансформатора 1.

Устройство работает следующим образом.

Ток вторичной обмотки 3 трансформатора создает в каждом стержне сердечника вынужденный однонаправленный поток намагничивания, величина которого прямо связана с током вторичной обмотки трансформатора, и через масштабный коэффициент данной схемы выпрямителя - с током нагрузки. В дополнительной обмотке 5, по которой протекает ток нагрузки, от пульсирующего потока наводится ЭДС, представляющая собой сумму ЭДС взаимоиндукции и ЭДС самоиндукции, так как полный поток вынужденного намагничивания представляет собой сумму потоков однонаправленного и потока, создаваемого дополнительной обмоткой 5 при протекании по ней тока нагрузки. Включение дополнительного вентиля 9 в схему преобразователя таким образом, что катод его подключен к первому выходному выводу 10, а анод соединен со средней точкой дополнительной обмотки 5 трансформатора 1, приводит к тому, что ЭДС самоиндукции дополнительной обмотки 5 замыкает ее через цепь нагрузки 8, тем самым уменьшая пульсации выпрямленного напряжения. Кроме того, основная гармоника тока первичной обмотки трансформатора оказывается смещенной относительно напряжения на меньший угол нежели при отсутствии дополнительной обмотки 5 и вентиля 9, что увеличивает коэффициент мощности преобразователя.

Таким образом, в результате введения в известный преобразователь дополнительного вентиля 9, катод которого подключен к первому выходному выводу 10 преобразователя, а анод соединен со средней точкой дополнительной обмотки 5 трансформатора 1, повышается КПД преобразователя.