Схема ларионова на диодах для трех фаз

Трехфазный мостовой выпрямитель (рис. 3.2) состоит из трехфазного трансформатора и комплекта диодов, собранных по трехфазной мостовой схеме (схема профессора А.Н. Ларионова).

В схеме выпрямителя используется шесть диодов: VD1. VD6. Три диода (VD1, VD3, VD5) соединены в катодную группу. Их общая точка имеет положительную полярность. Из этих трех диодов проводящим будет тот, на аноде которого в данный момент наиболее высокий положительный потенциал. Три диода (VD2, VD4, VD6) соединены в общую точку анодами и образуют анодную группу.

Их общая точка имеет отрицательную полярность. Из диодов анодной группы проводящим будет тот, на катоде которого наиболее отрицательный потенциал. В каждый момент времени в рассматриваемой схеме выпрямителя, как и в однофазной мостовой схеме, открыты два диода: один – в катодной, а другой – в анодной группах. Каждый диод работает в течение одной трети периода (рис.3.2, г, д), что отражено на графиках для токов катодной (

i_VDк) и анодной (i_VDa) групп.

Рисунок 3.2 – Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова):

а – электрическая принципиальная схема;

б-е – диаграммы напряжений и токов

На рис. 3.2,б изображены кривые мгновенных значений напряжений в фазах вторичных обмоток трансформатора u_а, u_b, u_c а на рис. 3.2, в – кривые выпрямленных напряжения u_d и тока i_d. На интервале t₁–t₂, равном p/3, напряжение фазы a (u

a) имеет наибольшее положительное значение и, следовательно, на аноде диода VD1 потенциал наиболее высокий, т.е. диод VD1 открыт. Наибольшее отрицательное значение на этом же интервале имеет напряжение фазы b(u_b), т.е. катод диода VD4 имеет наибольший отрицательный потенциал, отпирающий этот диод.

Таким образом, на интервале t₁ – t₂ к сопротивлению нагрузки через открытые диоды VD1 и VD4 будет приложено линейное напряжение между точками a и b (u_ab). Под действием этого напряжения ток будет протекать по цепи: + u_а, VD1,

R_d, VD4, –u_b. В момент t₂ (M₁ – точка естественной коммутации диодов) мгновенные значения напряжений u_в и u_с равны, а далее напряжение u_c будет более отрицательным. Это приведет к открытию диода VD6. Диод VD1 будет оставаться открытым, так как u_a остается положительным.

На интервале t₂ – t₃, также равном p/3, будут открыты диоды VD1 и VD6, к сопротивлению нагрузки будет приложено линейное напряжение между точками а и с

, и ток будет протекать в том же направлении по цепи: +u_а, VD1, R_d, VD6, –u_с. В момент t₃ (точка N₁) произойдет переключение диодов VD1 и VD3; диод VD3 откроется, так как u_в будет равным u_a и далее большим, а диод VD1 закроется.

Поскольку на нагрузку работают две последовательно соединенные вторичные фазовые обмотки трансформатора, то график выпрямленного напряжения u_d представляет собой сумму огибающих фазовых напряжений работающих обмоток трансформатора.

Можно сформулировать

правило: в схеме в любой момент времени открыты только два вентиля – а именно те, через которые к резистору нагрузки приложено наибольшее линейное напряжение

Период изменения основной гармонической переменной составляющей выпрямленного напряжения, как видно из рис.3.2, в, в 6 раз меньше периода изменения тока сети (Т₁ = Т_с/6). Следовательно, частота этой гармоники в 6 раз больше частоты тока питающей сети (f₁ = 6f_c). Несмотря на то, что схема получает электропитание от трехфазного трансформатора, кривая выпрямленного напряжения соответствует шестифазной схеме.

Мгновенное значение выпрямленного напряжения равно линейному напряжению работающих одновременно фаз:

(3.3)

Среднее значение выпрямленного напряжения равно:

(3.4)

Приняв для удобства за начало отсчета точку О₁ на огибающей u_d (посредине между t₁ = p/6 и t₂ = 3p/6 на рис.3.2, в), выразим среднее значение выпрямленного напряжения через функцию косинуса

(3.5)

Основные соотношения, показатели качества выпрямления и энергетические параметры трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления приведены в таблице 3.1.

Достоинства трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления по сравнению с предыдущими схемами перечислены ниже .

1. Отсутствие вынужденного подмагничивания постоянной составляющей выпрямленного тока, что обеспечивает высокое значение коэффициента использования трансформатора.

2. Малая амплитуда обратного напряжения.

3. Возможность включения вентилей непосредственно в сеть переменного тока (без трансформатора), если напряжение имеет требуемую величину.

Основным недостатком данной схемы выпрямления является необходимость применения шести вентилей вместо трех по сравнению с предыдущей схемой Миткевича.

Трехфазные мостовые выпрямители находят наиболее широкое применение в ИВЭ РЭС при питании от трехфазных первичных источников.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения:

Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8526 – | 8113 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Трехфазная мостовая схема (рис. 1.6, а) обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на диодах и высокой частотой пульсации (шестипульсная) выпрямленного напряжения, что, в некоторых случаях, позволяет использовать эту схему без фильтра. Схема приме­няется в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей.

Схема трехфазного мостового выпрямителя содержит выпрямительный мост из шести вентилей, в котором последовательно соединены две трехфазные группы. В нижней группе вентили соединены катодами (катодная группа), а в верхней – анодами (анодная группа). Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей. Схема допускает соединение как первичных, так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треугольником.

Диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу идеализированного трехфазного мостового выпрямителя на активную нагрузку, представлены на рис. 1.6 (б, в).

Рис. 1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова) (а) и диаграммы напряжений и токов в ней при работе на активную нагрузку (б, в).

Каждая из двух групп выпрямителя повторяет работу трехфазного выпрямителя со средней точкой, поэтому при таком же значении напряжения вторичной обмотки трансформатора , как и в трехфазном выпрямителе со средней точкой, среднее выпрямленное напряжениеданного выпрямителя будет в два раза больше или наоборот, при том же значениивеличинабудет в два раза меньше [2, 3]:

, ,

что сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции.

Максимальное обратное напряжение вентиля данной схемы, как и в трехфазной схеме со средней точкой, равно амплитуде линейного вторичного напряжения. Однако ввиду того, что при том же значении величинав данной схеме в два раза меньше, соотношение здесь получается более предпочтительным

В схеме трехфазного выпрямителя со средней точкой ток нагрузки создается под действием фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, а в мостовой схеме – под действием линейного напряжения. Ток нагрузки здесь протекает через два вентиля: один – с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы, другой – с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы. Иными словами, в проводящем состоянии будут находиться те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение.

За период напряжения питания происходит шесть переключений вентилей и схема работает в шесть тактов, в связи с чем ее часто называют шестипульсной. Таким образом, выпрямленное напряжение имеет шестикратные пульсации, хотя угол проводимости каждого вентиля такой же, как в трехфазной схеме со средней точкой, т.е. 2π/3 (120º). Среднее значение тока вентиля соответственно составляет . При этом интервал совместной работы двух вентилей равен π/3 (60º).

Кривая тока вторичной обмотки трансформатора определяется токами двух вентилей, подключенных к данной фазе. Один из вентилей входит в анодную группу, а другой – в катодную. Вторичный ток является переменным с паузой между импульсами длительностью π/3 (60º), когда оба вентиля данной фазы закрыты.

Постоянная составляющая во вторичном токе отсутствует, в связи с чем поток вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора в мостовой схеме не создается.

На базе этой схемы возможно построение 12-ти и 24-х пульсных схем выпрямления, которые используют последовательное и параллельное соединение схем при различном сочетании соединений («звезда» или «треугольник») вторичных обмоток трансформатора.

Коэффициент использования трансформатора для различных схем выпрямления при активной нагрузке

Аналогично рассмотренной схеме со средней точкой могут быть определены габаритная мощность и коэффициент использования трансформатора по мощности для любых схем выпрямления при чисто активной нагрузке [2, 3]:

Трехфазная мостовая схема (рис. 1.6, а) обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на диодах и высокой частотой пульсации (шестипульсная) выпрямленного напряжения, что, в некоторых случаях, позволяет использовать эту схему без фильтра. Схема приме­няется в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей.

Схема трехфазного мостового выпрямителя содержит выпрямительный мост из шести вентилей, в котором последовательно соединены две трехфазные группы. В нижней группе вентили соединены катодами (катодная группа), а в верхней – анодами (анодная группа). Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей. Схема допускает соединение как первичных, так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треугольником.

Диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу идеализированного трехфазного мостового выпрямителя на активную нагрузку, представлены на рис. 1.6 (б, в).

Рис. 1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова) (а) и диаграммы напряжений и токов в ней при работе на активную нагрузку (б, в).

Каждая из двух групп выпрямителя повторяет работу трехфазного выпрямителя со средней точкой, поэтому при таком же значении напряжения вторичной обмотки трансформатора , как и в трехфазном выпрямителе со средней точкой, среднее выпрямленное напряжениеданного выпрямителя будет в два раза больше или наоборот, при том же значениивеличинабудет в два раза меньше [2, 3]:

, ,

что сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции.

Максимальное обратное напряжение вентиля данной схемы, как и в трехфазной схеме со средней точкой, равно амплитуде линейного вторичного напряжения. Однако ввиду того, что при том же значении величинав данной схеме в два раза меньше, соотношение здесь получается более предпочтительным

В схеме трехфазного выпрямителя со средней точкой ток нагрузки создается под действием фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, а в мостовой схеме – под действием линейного напряжения. Ток нагрузки здесь протекает через два вентиля: один – с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы, другой – с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы. Иными словами, в проводящем состоянии будут находиться те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение.

За период напряжения питания происходит шесть переключений вентилей и схема работает в шесть тактов, в связи с чем ее часто называют шестипульсной. Таким образом, выпрямленное напряжение имеет шестикратные пульсации, хотя угол проводимости каждого вентиля такой же, как в трехфазной схеме со средней точкой, т.е. 2π/3 (120º). Среднее значение тока вентиля соответственно составляет . При этом интервал совместной работы двух вентилей равен π/3 (60º).

Кривая тока вторичной обмотки трансформатора определяется токами двух вентилей, подключенных к данной фазе. Один из вентилей входит в анодную группу, а другой – в катодную. Вторичный ток является переменным с паузой между импульсами длительностью π/3 (60º), когда оба вентиля данной фазы закрыты. Постоянная составляющая во вторичном токе отсутствует, в связи с чем поток вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора в мостовой схеме не создается.

На базе этой схемы возможно построение 12-ти и 24-х пульсных схем выпрямления, которые используют последовательное и параллельное соединение схем при различном сочетании соединений («звезда» или «треугольник») вторичных обмоток трансформатора.

Коэффициент использования трансформатора для различных схем выпрямления при активной нагрузке

Аналогично рассмотренной схеме со средней точкой могут быть определены габаритная мощность и коэффициент использования трансформатора по мощности для любых схем выпрямления при чисто активной нагрузке [2, 3]:

Система ларионова генератор – Tokzamer

Мостовой схеме выпрямления (схеме Ларионова)

Трехфазный мостовой выпрямитель (рис. 3.2) состоит из трехфазного трансформатора и комплекта диодов, собранных по трехфазной мостовой схеме (схема профессора А.Н. Ларионова).

В схеме выпрямителя используется шесть диодов: VD1. VD6. Три диода (VD1, VD3, VD5) соединены в катодную группу. Их общая точка имеет положительную полярность. Из этих трех диодов проводящим будет тот, на аноде которого в данный момент наиболее высокий положительный потенциал. Три диода (VD2, VD4, VD6) соединены в общую точку анодами и образуют анодную группу.

Их общая точка имеет отрицательную полярность. Из диодов анодной группы проводящим будет тот, на катоде которого наиболее отрицательный потенциал. В каждый момент времени в рассматриваемой схеме выпрямителя, как и в однофазной мостовой схеме, открыты два диода: один — в катодной, а другой — в анодной группах. Каждый диод работает в течение одной трети периода (рис.3.2, г, д), что отражено на графиках для токов катодной (i_VDк) и анодной (i_VDa) групп.

Рисунок 3.2 — Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова):

а – электрическая принципиальная схема;

б-е – диаграммы напряжений и токов

На рис. 3.2,б изображены кривые мгновенных значений напряжений в фазах вторичных обмоток трансформатора u_а, u_b, u_c а на рис. 3.2, в — кривые выпрямленных напряжения u_d и тока i_d. На интервале t₁—t₂, равном p/3, напряжение фазы a (u_a) имеет наибольшее положительное значение и, следовательно, на аноде диода VD1 потенциал наиболее высокий, т.е. диод VD1 открыт. Наибольшее отрицательное значение на этом же интервале имеет напряжение фазы b(u_b), т.е. катод диода VD4 имеет наибольший отрицательный потенциал, отпирающий этот диод.

Таким образом, на интервале t₁ – t₂ к сопротивлению нагрузки через открытые диоды VD1 и VD4 будет приложено линейное напряжение между точками a и b (u_ab). Под действием этого напряжения ток будет протекать по цепи: + u_а, VD1, R_d, VD4, —u_b. В момент t₂ (M₁ — точка естественной коммутации диодов) мгновенные значения напряжений u_в и u_с равны, а далее напряжение u_c будет более отрицательным. Это приведет к открытию диода VD6. Диод VD1 будет оставаться открытым, так как u_a остается положительным.

На интервале t₂ – t₃, также равном p/3, будут открыты диоды VD1 и VD6, к сопротивлению нагрузки будет приложено линейное напряжение между точками а и с, и ток будет протекать в том же направлении по цепи: +u_а, VD1, R_d, VD6, —u_с. В момент t₃ (точка N₁) произойдет переключение диодов VD1 и VD3; диод VD3 откроется, так как u_в будет равным u_a и далее большим, а диод VD1 закроется.

Поскольку на нагрузку работают две последовательно соединенные вторичные фазовые обмотки трансформатора, то график выпрямленного напряжения u_d представляет собой сумму огибающих фазовых напряжений работающих обмоток трансформатора.

Можно сформулировать правило: в схеме в любой момент времени открыты только два вентиля — а именно те, через которые к резистору нагрузки приложено наибольшее линейное напряжение

Период изменения основной гармонической переменной составляющей выпрямленного напряжения, как видно из рис.3.2, в, в 6 раз меньше периода изменения тока сети (Т₁ = Т_с/6). Следовательно, частота этой гармоники в 6 раз больше частоты тока питающей сети (f₁ = 6f_c). Несмотря на то, что схема получает электропитание от трехфазного трансформатора, кривая выпрямленного напряжения соответствует шестифазной схеме.

Мгновенное значение выпрямленного напряжения равно линейному напряжению работающих одновременно фаз:

(3.3)

Среднее значение выпрямленного напряжения равно:

(3.4)

Приняв для удобства за начало отсчета точку О₁ на огибающей u_d (посредине между t₁ = p/6 и t₂ = 3p/6 на рис.3.2, в), выразим среднее значение выпрямленного напряжения через функцию косинуса

(3.5)

Основные соотношения, показатели качества выпрямления и энергетические параметры трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления приведены в таблице 3.1.

Достоинства трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления по сравнению с предыдущими схемами перечислены ниже .

1. Отсутствие вынужденного подмагничивания постоянной составляющей выпрямленного тока, что обеспечивает высокое значение коэффициента использования трансформатора.

2. Малая амплитуда обратного напряжения.

3. Возможность включения вентилей непосредственно в сеть переменного тока (без трансформатора), если напряжение имеет требуемую величину.

Основным недостатком данной схемы выпрямления является необходимость применения шести вентилей вместо трех по сравнению с предыдущей схемой Миткевича.

Трехфазные мостовые выпрямители находят наиболее широкое применение в ИВЭ РЭС при питании от трехфазных первичных источников.

Система ларионова генератор

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

• Главная
• Каталог самоделки
• Дизайнерские идеи
• Видео самоделки
• Книги и журналы
• Форум
• Обратная связь

• Лучшие самоделки
• Самоделки для дачи
• Самодельные приспособления
• Автосамоделки, для гаража
• Электронные самоделки
• Самоделки для дома и быта
• Альтернативная энергетика
• Мебель своими руками
• Строительство и ремонт
• Самоделки для рыбалки
• Поделки и рукоделие
• Самоделки из материала
• Самоделки для компьютера
• Самодельные супергаджеты
• Другие самоделки
• Материалы партнеров

Мотор-генератор своими руками (опыты, видео, принцип работы)

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к способам и оборудованию для генерирования электрической энергии, и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, в автоматике и бытовой технике, на авиационном, морском и автомобильном транспорте.

За счет нестандартного способа генерации, и оригинальной конструкции мотора-генератора, режимы генератора и электромотора, объединены в одном процессе, и неразрывно связаны. В результате чего, при подключении нагрузки, взаимодействие магнитных полей статора и ротора образует вращающий момент, который по направлению совпадает с моментом, создаваемым внешним приводом.

Другими словами, при увеличении мощности потребляемой нагрузкой генератора, ротор мотора-генератора начинает ускоряться, и соответственно понижается мощность, потребляемая внешним приводом.

Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента.

Результаты экспериментов, которые привели к изобретению мотора-генератора.

Уже давно по Интернету ходят слухи о том, что генератор с кольцевым якорем Грамма, был способен вырабатывать электрической энергии больше, чем было затрачено механической и происходило это за счет того, что под нагрузкой не было тормозящего момента. Эта информация подтолкнула нас на проведение ряда экспериментов с кольцевой обмоткой, результаты которых мы покажем на этой странице. Для экспериментов, на тороидальный сердечник, были намотаны 24шт., не зависимые обмотки, с одинаковым количеством витков.

1) Вначале вес обмотки были включены последовательно, выводы на нагрузку расположены диаметрально. В центре обмотки был расположен постоянный магнит с возможностью вращения.

После того как магнит с помощью привода приводился в движение, подключалась нагрузка и лазерным тахометром измерялись обороты привода. Как и следовало ожидать, обороты приводного двигателя начинали падать. Чем большую мощность потребляла нагрузка, тем сильнее падали обороты.

2) Для лучшего понимания процессов происходящих в обмотке, вместо нагрузки был подключен миллиамперметр постоянного тока.
При медленном вращении магнита, можно наблюдать, какая полярность и величина выходного сигнала, в данном положении магнита.

Из рисунков видно, когда полюсы магнита, находятся напротив выводов обмотки (рис. 4;8), ток в обмотке равен 0. При положении магнита, когда полюсы находятся в центре обмотки, мы имеем максимальное значение тока (рис. 2;6).

3) Нa следующем этапе экспериментов, использовалась только одна половина обмотки. Магнит также медленно вращался, и фиксировались показания прибора.

Показания прибора полностью совпадали с предыдущим экспериментом (рис 1-8).

4) После этого к магниту подключили внешний привод и начали его вращать на максимальных оборотах.

При подключении нагрузки, привод начал набирать обороты!

Другими словами, при взаимодействии полюсов магнита, и полюсов образующихся в обмотке с магнитопроводом, при прохождении через обмотку тока, появился вращающий момент, направленный по ходу вращающего момента созданного приводным двигателем.

Рисунок 1, идет сильное торможение привода при подключении нагрузки. Рисунок 2, при подключении нагрузки привод начинает ускоряться.

5) Что бы понять что происходит, мы решили создать карту магнитных полюсов, которые появляются в обмотках при прохождении через них тока. Для этого была проведена серия экспериментов. Обмотки подключались в разных вариантах, а на концы обмоток подавались импульсы постоянного тока. При этом на пружине был закреплен постоянный магнит, и по очереди располагался рядом с каждой из 24 обмоток.

По реакции магнита (отталкивался он или притягивался) была составлена карта проявляющихся полюсов.

Из рисунков видно, как проявлялись магнитные полюсы в обмотках, при различном включении (желтые прямоугольники на рисунках, это нейтральная зона магнитного поля).

При смене полярности импульса, полюсы как и положено менялись на противоположные, по этому разные варианты включения обмоток, нарисованы при одной полярности питания.

6) Па первый взгляд, результаты на рисунках 1 и 5 идентичны.

При более подробном анализе, стало ясно, что распределение полюсов по окружности и «размер» нейтральной зоны довольно сильно отличаются. Сила с которой магнит притягивался или отталкивался от обмоток и магнитопровода показана градиентной заливкой полюсов.

7) При сопоставлении данных экспериментов описанных в пунктах 1 и 4, кроме кардинальной разницы в реакции привода на подключение нагрузки, и существенной разницы в «параметрах» магнитных полюсов, были выявлены и другие отличия. При проведении обоих экспериментов, параллельно нагрузке был включен вольтметр, а последовательно с нагрузкой включался амперметр. Если показания приборов из первого эксперимента (пункт 1), взять за 1, то во втором эксперименте (пункт 4), показание вольтметра так же было равно 1. По показания амперметра составляло 0,005 от результатов первого эксперимента.

8) Исходя из изложенного в предыдущем пункте, логично предположить, если в незадействованной части магнитопровода, сделать немагнитный (воздушный) зазор, то сила тока в обмотке должна увеличиться.

После того как был сделан воздушный зазор, магнит снова подключили к приводному двигателю, и раскрутили на максимальные обороты. Сила тока действительно возросла в несколько раз, и стала составлять примерно 0,5 от результатов эксперимента по пункту 1,
но при этом появился тормозной момент на привод.

9) Способом, который описан в пункте 5, была составлена карта полюсов данной конструкции.

10) Сопоставим два варианта

Не трудно предположить, если увеличить воздушный зазор в магнитопроводе, геометрическое расположение магнитных полюсов по рисунку 2, должно приблизиться к такому расположению как в рисунке 1. А это в свою очередь, должно привести к эффекту ускорения привода, который описан в пункте 4 (при подключении нагрузки, вместо торможения, создается добавочный момент к вращающему моменту привода).

11) После того как зазор в магнитопроводс был увеличен до максимума (до краев обмотки), при подключении нагрузки вместо торможения, привод снова начал набирать обороты.

При этом карта полюсов обмотки с магнитопроводом выглядит так:

На основе предложенного принципа генерации электроэнергии, можно конструировать генераторы переменного тока, которые при повышении электрической мощности в нагрузке, не требуют повышения механической мощности привода.

Принцип работы Мотора Генератора.

Согласно явлению электромагнитной индукции при изменении магнитного потока проходящего через замкнутый контур, в контуре возникает ЭДС.

Согласно правилу Ленца: Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. При этом не имеет значения, как именно магнитный поток, движется по отношению к контуру (Рис. 1-3).

Способ возбуждения ЭДС в нашем моторе-генераторе аналогичен рисунку 3. Он позволяет использовать правило Ленца для увеличения вращающего момента на роторе (индукторе).

1) Обмотка статора
2) Магнитопровод статора
3) Индуктор (ротор)
4) Нагрузка
5) Направление вращения ротора
6) Центральная линия магнитного поля полюсов индуктора

При включении внешнего привода, ротор (индуктор) начинает вращаться. При пересечении начала обмотки магнитным потоком одного из полюсов индуктора в обмотке индуцируется ЭДС.

При подключении нагрузки, в обмотке начинает течь ток и полюса возникшего в обмотках магнитного поля согласно правилу Э. X. Ленца направлены на встречу возбудившего их магнитного потока.
Так как обмотка с сердечником расположена по дуге окружности, то магнитное поле ротора, движется вдоль витков (дуги окружности) обмотки.

При этом в начале обмотки согласно правилу Ленца, возникает полюс одинаковый с полюсом индуктора, а на другом конце ротивоположный. Так как одноименные полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются, индуктор стремится принять положение, которое соответствует действию этих сил, что и создает добавочный момент, направленный по ходу вращения ротора. Максимальная магнитная индукция в обмотке достигается в момент, когда центральная линия полюса индуктора находится напротив середины обмотки. При дальнейшем движении индуктора, магнитная индукция обмотки уменьшается, и в момент выхода центральной линии полюса индуктора за пределы обмотки, равна нулю. В этот же момент, начало обмотки начинает пересекать магнитное поле второго полюса индуктора, и согласно правилам, описанным выше, край обмотки от которого начинает отдаляться первый полюс начинает его отталкивать с нарастающей силой.

Рисунки:
1) Нулевая точка, полюсы индуктора (ротора) симметрично направлены на разные края обмотки в обмотке ЭДС=0.
2) Центральная линия северного полюса магнита (ротора) пересекла начало обмотки, в обмотке появилась ЭДС, и соответственно проявился магнитный полюс одинаковый с полюсом возбудителя (ротора).
3) Полюс ротора находится в центре обмотки, и в обмотке максимальное значение ЭДС.
4) Полюс приближается к концу обмотки и ЭДС снижается до минимума.
5) Следующая нулевая точка.
6) Центральная линия южного полюса входит в обмотку и цикл повторяется (7;8;1).

Видео-ролик первого эксперимента:

Видео-ролик второго эксперимента:

Разрабатываем частотник. Часть первая, силовая часть.

Самостоятельная разработка частотника для трехфазного электродвигателя, дело достаточно затратное и хлопотное. Но если есть желание и интерес к данной теме огромен, то можно попробовать. Данный пост не
претендует на оригинальность и писатель из меня честно говоря плохой. Итак обо всем по порядку.

Начнем с общей структурной схемы.

Данная структурная схема построена по так называемой схеме двойного преобразования. Трехфазное напряжение 380В частотой 50 Гц поступает на вход неуправляемого выпрямителя. На выходе выпрямителя напряжение составляет около 540 В. Это и есть первый этап преобразования. На втором этапе напряжение при помощи инвертора преобразуется в широтно-модулированные импульсы, которые и поступают на обмотки электродвигателя. Статорные обмотки имеют активно-индуктивный характер сопротивления и являются фильтрами, сглаживающими ток. Среднее значение тока будет зависеть от среднего значения приложенного напряжения, то есть от соотношения длительностей внутри периода ШИМ. Блок управления реализует основные алгоритмы управления инвертором. Обеспечивает диагностику силового модуля, а также выполняет функции противоаварийной защиты. Блок питания предназначен для питания цепей управления.

Выпрямитель.
Схема выпрямителя предельно проста.

На вход силового блока поступает трехфазное напряжение сети амплитудой 380 В, и частотой 50 Гц. Для защиты от перенапряжения в схеме используются варисторы VR1- VR3. Далее входное напряжение поступает на выпрямитель с промежуточным звеном постоянного тока. Выпрямитель 36МТ160 представляет собой трехфазную мостовую схему (т.н схема Ларионова) конструктивно выполненную в одном модуле.
Во время зарядки конденсатора промежуточного контура протекает очень большой кратковременный ток. Это может вывести из строя выпрямитель. Ток зарядки ограничивается включением балластного резистора R4 последовательно с конденсаторами DC-звена, который активизируется только при включении преобразователя. После зарядки конденсаторов резистор шунтируется, контактными реле К1. Большая емкость конденсаторов требуется для сглаживания напряжения промежуточного звена. После выключения инвертора из сети, конденсаторы сохраняют высокое напряжение в течение определенного времени.

Вот что получилось в итоге.

Блок питания.
Собран на микросхеме UC3843. Вообще, что касается блока питания, то вовсе не важно какой будет использован.
Хоть самодельный хоть купленный. Главное, на мой взгляд, по возможности питание драйвера IGBT и питания блока управления было от отдельных обмоток трансформатора.

Инвертор.
Схема инвертора.

IGBT-драйвер собран на транзисторах FGA25N120 и связке оптопары TLP250 и микросхемы TC4420. Что касается микросхемы TC4420 то ее мне посоветовал использовать один мой друг который занимается усилителями «класса D».

Подопытный кролик Электродвигатель.
Двигатель взял для начала малой мощности. Закрепил на нем инкрементальный энкодер «RO6345» фирмы «IFM».

Все это протестировано, проверено и ждет изготовления блока управления. Будем надеется что у меня хватит терпения, времени и сил довести этот проект до работающего прототипа.

Схемы выпрямителей, фильтров. Расчет устройств

Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова)

Трехфазная мостовая схема (рис. 1.6, а) обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на диодах и высокой частотой пульсации (шестипульсная) выпрямленного напряжения, что, в некоторых случаях, позволяет использовать эту схему без фильтра. Схема приме­няется в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей.

Схема трехфазного мостового выпрямителя содержит выпрямительный мост из шести вентилей, в котором последовательно соединены две трехфазные группы. В нижней группе вентили соединены катодами (катодная группа), а в верхней – анодами (анодная группа). Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей. Схема допускает соединение как первичных, так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треугольником.

Диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу идеализированного трехфазного мостового выпрямителя на активную нагрузку, представлены на рис. 1.6 (б, в).

Рис. 1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова) (а) и диаграммы напряжений и токов в ней при работе на активную нагрузку (б, в).

Каждая из двух групп выпрямителя повторяет работу трехфазного выпрямителя со средней точкой, поэтому при таком же значении напряжения вторичной обмотки трансформатора , как и в трехфазном выпрямителе со средней точкой, среднее выпрямленное напряжение данного выпрямителя будет в два раза больше или наоборот, при том же значении величина будет в два раза меньше [2, 3]:

, ,

что сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции.

Максимальное обратное напряжение вентиля данной схемы, как и в трехфазной схеме со средней точкой, равно амплитуде линейного вторичного напряжения. Однако ввиду того, что при том же значении величина в данной схеме в два раза меньше, соотношение здесь получается более предпочтительным

В схеме трехфазного выпрямителя со средней точкой ток нагрузки создается под действием фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, а в мостовой схеме – под действием линейного напряжения. Ток нагрузки здесь протекает через два вентиля: один – с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы, другой – с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы. Иными словами, в проводящем состоянии будут находиться те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение.

За период напряжения питания происходит шесть переключений вентилей и схема работает в шесть тактов, в связи с чем ее часто называют шестипульсной. Таким образом, выпрямленное напряжение имеет шестикратные пульсации, хотя угол проводимости каждого вентиля такой же, как в трехфазной схеме со средней точкой, т.е. 2π/3 (120º). Среднее значение тока вентиля соответственно составляет . При этом интервал совместной работы двух вентилей равен π/3 (60º).

Кривая тока вторичной обмотки трансформатора определяется токами двух вентилей, подключенных к данной фазе. Один из вентилей входит в анодную группу, а другой – в катодную. Вторичный ток является переменным с паузой между импульсами длительностью π/3 (60º), когда оба вентиля данной фазы закрыты. Постоянная составляющая во вторичном токе отсутствует, в связи с чем поток вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора в мостовой схеме не создается.

На базе этой схемы возможно построение 12-ти и 24-х пульсных схем выпрямления, которые используют последовательное и параллельное соединение схем при различном сочетании соединений («звезда» или «треугольник») вторичных обмоток трансформатора.

Ознакомьтесь с литературными (справочными) характеристиками, используемых в работе терморезисторов

Исследование электропроводности полупроводниковых материалов Изучить особенности электропроводности полупроводниковых материалов (Ge, Si и т.п.), исследовать температурную зависимость удельной проводимости. Определить термическую ширину запрещенной зоны полупроводниковых материалов или энергию активации примеси. Определить температурный коэффициент проводимости.

Сверхэффективный мотор-генератор Роберта Александера

В октябре 1975 года изобретатель из Калифорнии, Роберт Александер, представил публике усовершенствованный привод для автомобиля. По мысли изобретателя, этот электрический привод должен был в ближайшем будущем избавить владельцев автомобилей от необходимости использовать сжигаемое топливо, от лишнего шума, и от потребности в постоянной подзарядке аккумуляторов.

Прибывшие на демонстрацию эксперты были сильно озадачены, ведь казалось, что энергия получается из «ничего». Тем не менее, автомобиль легко ездил без топлива со скоростью 36 миль в час. На сомнения экспертов изобретатель ответил, что машина ездит, и ей все равно на их доводы. Начальную мощность обеспечивал переделанный электродвигатель в 7/8 лошадиных сил.

Электромотор был переделан так, чтобы на его выходе получалось 12 вольт, иначе выходная мощность оказалась бы слишком большой. Сыновья Роберта и его партнер Джеймс Смит за 45 дней переделали автомобиль, чтобы продемонстрировать возможность езды без топлива и без загрязнения окружающей среды.

На демонстрацию была приглашена пресса, а позже (когда патент US3913004 был уже получен) одному из журналистов поведали детали проекта: вращение электродвигателя начинается от батареи, гидравлическая и воздушная системы автомобиля приходят в действие, при этом батарея успевает перезаряжаться от генератора. На эту переделку Александер потратил всего 500 долларов.

Александер и Смит сами оказались не в состоянии полностью объяснить, каким же образом получается эта энергия из «ничего», тем не менее они отметили, что люди уже давно в состоянии сделать гораздо больше того, чем они знают и понимают, и за примерами далеко ходить не нужно — достаточно взглянуть на этот автомобиль, который ездит. Изобретатели назвали продемонстрированное явление «Super Power», поскольку здесь используется целых три типа мощности для достижения поставленной цели.

В основе конструкции — трансформатор (преобразующее устройство), который является одновременно ротором генератора (пересекается магнитным потоком). Выход переменного тока в результате является продуктом двух электромагнитных действий. Напомним, что скорость изменения ускорения — третья производная координаты — это рывок.

Ротор представляет собой сердечник трансформатора, и имеет на себе группы парных обмоток. В каждой секции ротора по две обмотки, одна из которых работает как первичная обмотка трансформатора и как моторная обмотка, а вторая — как вторичная обмотка трансформатора и как генераторная обмотка. При этом на статоре расположены только постоянные магниты.

В работе генератора используются известные технологии управления и взаимодействия с магнитным полем. Трансформируемая и генерируемая мощности синхронно сочетаются, что и приводит к увеличению выходной мощности.

Первичные обмотки содержат меньшее количество витков чем вторичные обмотки, в которых при пересечении силовых магнитных линий наводится большая ЭДС, чем у источника постоянного тока (которым выступает батарея). Магнитное поле статора пересекает ротор, и мотивирует его к движению, при этом генерирует во вторичных обмотках энергию.

Выход переменного тока во вторичных обмотках является по своей сути синхронизированной функцией трансформируемой энергии из первичных обмоток, объединенных в общих пазах ротора со вторичными обмотками, и генерируемой энергии. В итоге сила тока и напряжение на выходе соответственно увеличиваются.

В одной из изготовленных авторами установок, имеющей четыре коллекторные щетки и 20 ламелей, и содержащей 20 секторов на роторе, первичные обмотки состояли из нескольких витков проводника, чтобы эффективно проводиться во вращение от 48 вольт постоянного тока при 25 амперах, то есть 1200 Ватт было необходимо для вращения с частотой 1750 оборотов в минуту.

В то же самое время вторичные обмотки состояли из такого числа витков, чтобы эффективно получать на выходе 60 циклов в секунду (путем трансформации и генерирования) при напряжении в 110 вольт и с током в 32 ампера, то есть на выходе можно было получать 3520 Ватт.

Мостовой схеме выпрямления (схеме Ларионова) — Студопедия

Трехфазный мостовой выпрямитель (рис. 3.2) состоит из трехфазного трансформатора и комплекта диодов, собранных по трехфазной мостовой схеме (схема профессора А.Н. Ларионова).

В схеме выпрямителя используется шесть диодов: VD1…VD6. Три диода (VD1, VD3, VD5) соединены в катодную группу. Их общая точка имеет положительную полярность. Из этих трех диодов проводящим будет тот, на аноде которого в данный момент наиболее высокий положительный потенциал. Три диода (VD2, VD4, VD6) соединены в общую точку анодами и образуют анодную группу.

Их общая точка имеет отрицательную полярность. Из диодов анодной группы проводящим будет тот, на катоде которого наиболее отрицательный потенциал. В каждый момент времени в рассматриваемой схеме выпрямителя, как и в однофазной мостовой схеме, открыты два диода: один — в катодной, а другой — в анодной группах. Каждый диод работает в течение одной трети периода (рис.3.2, г, д), что отражено на графиках для токов катодной (i_VDк) и анодной (i_VDa) групп.

Рисунок 3.2 — Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова):

а – электрическая принципиальная схема;

б-е – диаграммы напряжений и токов

На рис. 3.2,б изображены кривые мгновенных значений напряжений в фазах вторичных обмоток трансформатора u_а, u_b, u_c а на рис. 3.2, в — кривые выпрямленных напряжения u_d и тока i_d. На интервале t₁—t₂, равном p/3, напряжение фазы a (u_a) имеет наибольшее положительное значение и, следовательно, на аноде диода VD1 потенциал наиболее высокий, т.е. диод VD1 открыт. Наибольшее отрицательное значение на этом же интервале имеет напряжение фазы b(u_b), т.е. катод диода VD4 имеет наибольший отрицательный потенциал, отпирающий этот диод.

Таким образом, на интервале t₁ – t₂ к сопротивлению нагрузки через открытые диоды VD1 и VD4 будет приложено линейное напряжение между точками a и b (u_ab). Под действием этого напряжения ток будет протекать по цепи: + u_а, VD1, R_d, VD4, —u_b. В момент t₂ (M₁ — точка естественной коммутации диодов) мгновенные значения напряжений u_в и u_с равны, а далее напряжение u_c будет более отрицательным. Это приведет к открытию диода VD6. Диод VD1 будет оставаться открытым, так как u_a остается положительным.

На интервале t₂ – t₃, также равном p/3, будут открыты диоды VD1 и VD6, к сопротивлению нагрузки будет приложено линейное напряжение между точками а и с, и ток будет протекать в том же направлении по цепи: +u_а, VD1, R_d, VD6, —u_с. В момент t₃ (точка N₁) произойдет переключение диодов VD1 и VD3; диод VD3 откроется, так как u_в будет равным u_a и далее большим, а диод VD1 закроется.

На интервале t₃ — t₄ открыты диоды VD3 и VD6, ток будет протекать по цепи: + u_b, VD3, R_d, VD6, —u_с. Далее процессы переключения диодов происходят в точках M₂ (VD6 и VD2), N₂ (VD3 и VD5), M₃ (VD2 и VD4), N₃ (VD5 и VD1), обеспечивая протекание тока по нагрузке в одном направлении.

Поскольку на нагрузку работают две последовательно соединенные вторичные фазовые обмотки трансформатора, то график выпрямленного напряжения u_d представляет собой сумму огибающих фазовых напряжений работающих обмоток трансформатора.

Можно сформулировать правило: в схеме в любой момент времени открыты только два вентиля — а именно те, через которые к резистору нагрузки приложено наибольшее линейное напряжение

u_ab = u_a-(- u_b), u_bc = u_b-(- u_c) .

Период изменения основной гармонической переменной составляющей выпрямленного напряжения, как видно из рис.3.2, в, в 6 раз меньше периода изменения тока сети (Т₁ = Т_с/6). Следовательно, частота этой гармоники в 6 раз больше частоты тока питающей сети (f₁ = 6f_c). Несмотря на то, что схема получает электропитание от трехфазного трансформатора, кривая выпрямленного напряжения соответствует шестифазной схеме.

Мгновенное значение выпрямленного напряжения равно линейному напряжению работающих одновременно фаз:

(3.3)

Среднее значение выпрямленного напряжения равно:

(3.4)

Приняв для удобства за начало отсчета точку О₁ на огибающей u_d (посредине между t₁ = p/6 и t₂ = 3p/6 на рис.3.2, в), выразим среднее значение выпрямленного напряжения через функцию косинуса

(3.5)

Основные соотношения, показатели качества выпрямления и энергетические параметры трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления приведены в таблице 3.1.

Достоинства трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления по сравнению с предыдущими схемами перечислены ниже.

1. Отсутствие вынужденного подмагничивания постоянной составляющей выпрямленного тока, что обеспечивает высокое значение коэффициента использования трансформатора.

2. Малая амплитуда обратного напряжения.

3. Возможность включения вентилей непосредственно в сеть переменного тока (без трансформатора), если напряжение имеет требуемую величину.

Основным недостатком данной схемы выпрямления является необходимость применения шести вентилей вместо трех по сравнению с предыдущей схемой Миткевича.

Трехфазные мостовые выпрямители находят наиболее широкое применение в ИВЭ РЭС при питании от трехфазных первичных источников.

Шестипульсный Выпрямитель ⭐ Zwezda Larionow | Дмитрий Компанец

Выпрямитель Три полумоста параллельно, объединённые звездой называют «звезда-Ларионов» (Zwezda-Larionow)

Подключенный к трансформатору от Микроволновой печи включенному в бытовую сеть своей высоковольтной обмоткой , этот выпрямитель ничем не отличается по эффективности от обычного мостового выпрямителя, так как задействуются только два полумоста и по сути получается схема выпрямителя Гретца .

Выпрямитель звезда-Ларионов шестипульсный — шесть четверть мостов на диодах применяется в генераторах электроснабжения бортовой сети почти на всех средствах транспорта (автотракторных, водных, подводных, воздушных и др.).
Самые мощные Выпрямители по этой схеме применяются в электроприводе тепловозов и дизель-электроходов где почти вся мощность проходит через выпрямитель звезда-Ларионов.

В некоторой электротехнической литературе иногда не различают схемы «треугольник-Ларионов» и «звезда-Ларионов», которые имеют разные значения среднего выпрямленного напряжения, максимального тока, эквивалентного активного внутреннего сопротивления.

В выпрямителе «треугольник-Ларионов» омические потери в медной обмотке трансформатора больше, чем в выпрямителе по схеме «звезда-Ларионов», поэтому на практике чаще применяется схема «звезда-Ларионов».
Кроме этого, выпрямители Ларионова А. Н. часто называют мостовыми, на самом деле они являются полу-мостовыми параллельными. В некоторой литературе выпрямители Ларионова и подобные называют «полно-волновыми» (англ. full wave), на самом деле полно-волновыми являются выпрямитель «три последовательных моста» и им подобные.

#ВыпрямительЗвездаЛарионов #ZwezdaLarionow #ТреугольникЛарионов

Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова)

Трехфазная мостовая схема выпрямления

(схема Ларионова)

 

Рисунок 1 – Трехфазная мостовая схема выпрямителя

Трехфазная мостовая схема в настоящее время нашла наиболее широкое применение. Это связано с тем, что она имеет лучшие технико-экономические показатели по сравнению с другими схемами.

Хорошее качество выпрямленного напряжения такое же, как и в шестифазной схеме выпрямления со средней точкой, достигается применением шести вентилей, но выпрямитель при этом работает с одной трехфазной обмоткой. То есть, при необходимости можно работать без трансформатора, непосредственно от трехфазной сети переменного тока. Мостовая схема может быть представлена двумя трехфазными схемами со средним выводом включенными последовательно. Первый выпрямитель (1) собран на тиристорах VS1, VS3, VS5 – которые объединены в катодную группу. Второй выпрямитель (2) – VS2, VS4, VS6  они объединены в анодную группу.

При последовательном включении выпрямителей выпрямленное напряжение удваивается :

U_d0=U_d0I+U_d0II ,

кроме этого, при последовательном включении исключаются уравнительные токи – ненужен уравнительный реактор.

Основные расчетные соотношения схем:

U_d0=U_d0I+U_doII=2U_d0I,II=2U₂=U₂2,34U₂

Таблица ?

.

При работе на активную нагрузку с углом управления  в момент времени t₁ – точка естественной коммутации катодной группы, тиристор VS1 открывается, в анодной группе тиристор VS6 к этому моменту уже открыт. К нагрузке прикладывается линейное напряжение U_ab и выпрямленный ток i_d протекает по контуру обмотки фазы .

 

Рисунок ?

В момент времени t₂ потенциал фазы b становится более положительный по сравнению с фазой с, тиристор BS6 выключается и включается тиристор VS2 – происходит переключение тиристоров в анодной группе.

В момент времени t₃ тиристор VS2 остается включенным, тиристор VS1 выключается и включается VS3 – переключение в катодной группе, т.к. потенциал фазы b становится более положительным по отношению к фазе а. Переключение происходит поочередно в катодной и анодной группах. Таким образом, в мостовой схеме в любой момент времени одновременно работают два тиристора, один из анодной группы, потенциал которого наименьший относительно общего провода, второй из катодной группы, потенциал анода которого наибольший относительно общего провода. t₁-t₂ – VS1, VS6;  t₂-t₃ – VS1,VS2; t₃-t₄ – VS3,VS2; t₄-t₅ – VS3,VS4…

Таблица ?

Kcz	Q			Kпр	Кu	KI
2.34	0.057			1.05

,

,

, R нагрузка

Два решения:

1) Режим непрерывного тока :

,

.

2) Режим прерывистых токов

,

,

.

 

Рисунок ?

  RL нагрузка

 

Рисунок ?

  RL нагрузка:

.      .

При                                     .

С целью улучшения формы кривой тока во вторичной обмотке применяют обмотку, соединенную в треугольник.

При таком включении ток в обмотках притекает непрерывно.

Форма тока приближается к синусоидальной форме, следовательно, уменьшается содержание гармонических составляющих.

 

Рисунок ?

 

Двенадцатипульсные схемы выпрямления.

 

Рисунок 1

Благодаря разному включению обмоток (звезда, треугольник) напряжения имеют сдвиг на угол .

Суммируя напряжения, получают 12 пульсаций за период.

Возможна параллельная работа мостов и последовательная:

Для параллельной :;

Для последовательной: .

Явление коммутации в выпрямителях.

В реальных схемах выпрямления мгновенный переход тока с вентиля на вентиль невозможен из-за наличия в контуре коммутации (переключения) индуктивности, равной, как правило, сумме индуктивности сети, приведенной к вторичной обмотке трансформатора, и индуктивности рассеяния обмоток.

Время, в течение которого происходит переход тока с одного вентиля на другой, измеряется в угловой мере и называется углом коммутации.  

Наличие процесса коммутации вносит существенные изменения формы кривых напряжений и токов на элементах схемы, эти изменения оказывают влияние на количественные соотношения токов и напряжений схемы.

 

Рисунок ?

Т.к. напряжение обратное, учитываем отрицательное значение:

,

,

.

Для граничного условия, когда процесс коммутации закончился:

,

,

.

для  определим

 

Рисунок ?

,

;         ,

.

Среднее значение выпрямленного напряжения тоже зависит от :

,

.

          Способы повышения коэффициента мощности.

 

Рисунок ?

В общем случае коэффициент мощности можно определить как отношение активной мощности потребляемой выпрямителем к полной мощности выпрямителя:

,

,

где U₁— действующее значение напряжения питающей сети;

I₁— действующее значение первой гармоники потребляемого тока;

— угол сдвига первой гармоники тока по отношению к питающему напряжению.

,

где I_n— действующее значение тока n-й гармоники;

I₁— действующее значение тока потребляемого из сети.

,

где — коэффициент формы кривой тока потребляемого из сети.

Для однофазного выпрямителя:

без

.

Для прямоугольной формы тока:

,

Для трехфазного:

,

          Учитывая явление коммутации.

В первом приближении:

и тогда:

.

Более точно  можно определить из выражения:

.

Коэффициент формы тоже зависит от:

.

Для однофазной:

что надо

150	300	450	600
1,02	1,09	1,065	1,083

и тогда с учетом   и :

или более точно:

.

Для трехфазной:

,

или

.

Таким образом, коэффициент мощности зависит от двух параметров:

Выпрямитель напряжения

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к статическим электрическим преобразователям переменного напряжения в постоянное напряжение, а также может быть использовано в составе двухзвенного преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Техническим результатом является: возможность регулировать напряжение на своем выходе как ниже, так и выше уровня напряжения, определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения; уменьшение числа полупроводниковых элементов силовой схемы; повышение кпд; улучшение функциональных возможностей; упрощение системы управления; повышение надежности при его работе; снижение веса, габарита и стоимости выпрямителя напряжения. Технический результат достигается тем, что схема выпрямителя напряжения содержит датчики напряжения и тока, тиристоры, транзистор и отсекающий диод, которые реализуют процесс регулирования потока энергии на выходе выпрямителя напряжения. При необходимости получения трех уровней напряжения на выходе выпрямителя напряжения последний может быть снабжен дополнительными транзистором, диодом и конденсатором. В выпрямителе напряжения используется только один полностью управляемый полупроводниковый элемент и несколько полууправляемых элементов, что обеспечивает повышение кпд, надежность, снижение веса, габаритов и стоимости, а также улучшение функциональных возможностей выпрямителя напряжения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к статическим электрическим преобразователям переменного напряжения в постоянное напряжение. Кроме того, предложенный выпрямитель напряжения может быть использован в составе двухзвенного статического преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Отличительной особенностью предложения является функциональная возможность выпрямителя напряжения, позволяющего как повышать, так и уменьшать напряжение на выходе выпрямителя напряжения относительно уровня напряжения, определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения.

Известен выпрямитель напряжения (патент №50, класс 21 с, 04.04.1923, заявленное свидетельство 76382, Устройство для выпрямления многофазного тока, А.Н. Ларионов), содержащий шесть диодов собранных по трехфазной мостовой схеме (схема Ларионова). Достоинством такого выпрямителя является простота конструкции, минимум полупроводниковых приборов с естественной коммутацией, а так же высокая степень надежности. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулирования напряжения на выходе выпрямителя средствами самого выпрямителя напряжения.

Известна схема трехфазного управляемого двухполупериодного выпрямителя напряжения (патент US 4797802, Multiple phase rectifier with active filter for removing noise in triggering signals and digital phase shift compensator for phase shifting signal passed through, класс H02M 1/084, дата выдачи 10.01.1989 г.) содержащего шесть полууправляемых полупроводниковых элементов — тиристоров включенных по схеме Ларионова. Достоинством известной конструкции является возможность регулирования напряжения в звене постоянного тока вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. Недостатком известной конструкции является возможность регулирования напряжения звена постоянного тока только вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения, а также искажения формы напряжения питающей сети. К недостаткам известного выпрямителя также можно отнести генерацию выпрямителем в питающую сеть коммутационных помех вызванных работой тиристоров.

Известна схема активного выпрямителя напряжения (патент US 20120300519 (А1), класс Н02М 7/217, 29.11.2012, Multi-phase active rectitler, авторы James H. Clemmons, Nicholas Wlaznik) содержащая дроссели включенные между источником переменного напряжения и входными выводами выпрямителя напряжения и конденсатор подключенный на выход выпрямителя напряжения. Причем выпрямитель напряжения выполнен на шести транзисторах каждому из которых антипаралельно подключен диод и собранных по схеме Ларионова. Достоинством известной схемы является возможность регулирования напряжения звена постоянного тока вверх относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. К достоинствам известной схемы также следует отнести возможность рекуперации энергии со стороны постоянного тока в питающую сеть, а также потребление из сети практически синусоидального тока и отсутствие искажении напряжения питающей сети. Недостатком же такою выпрямителя являются наличие габаритных дросселей установленных на входе выпрямителя, а также наличие большого количества полностью управляемых полупроводниковых элементов и сложная система управления таким выпрямителем напряжения.

Известна схема активного выпрямителя напряжения (патент RU 2540110 (C2), класс Н02М 5/42, 23.04.2013, Обратимый преобразователь частоты, авторы Гельвер А.А., Гельвер Ф.А., Хомяк В.А., Калинин И.М., Лазаревский Н.А.) содержащая дроссели, включенные между источником переменного напряжения и входными выводами выпрямителя напряжения и двухуровневый инвертор напряжения, и конденсатор подключенные на выход выпрямителя напряжения. Причем выпрямитель напряжения выполнен на шести одинаковых полупроводниковых цепочках собранных по схеме Ларионова. Каждая из полупроводниковых цепочек содержит транзистор и последовательно встречно включенный тиристор, причем параллельно каждому из этих элементов включен антипараллельный диод. Достоинством такой схемы является возможность регулирования напряжения звена постоянного тока как вверх, так и вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. К недостаткам известной схемы относится наличие большого количества полупроводниковых элементов схемы, причем половина, из которых является полностью управляемыми а, следовательно, более сложная аппаратная часть системы управления и более сложные алгоритмы управления таким выпрямителем напряжения (преобразователем частоты).

Наиболее близким по технической сущности является схема повышающего выпрямителя напряжения (патент FR 2921211 (А1), класс Н02М 7/217, 20.03.2009, Systeme de redressement actif ameliore a correction du facteur de puissance, автор Baker Donal) содержащая входной фильтр из грех конденсаторов соединенных звездой и подключенных к сетевым выводам питающей сети, содержащей нулевой провод, и трех дросселей установленных последовательно между фазными выводами питающей сети и входами выпрямителя напряжения. Выпрямитель напряжения собран на восемнадцати диодах, трех транзисторах и двух конденсаторах звена постоянного тока соединенных последовательно общая точка, которых подключена к нулевому выводу питающей сети. Достоинством такого повышающего выпрямителя напряжения является получение двух уровней напряжения звена постоянного тока и наличие трех полностью управляемых силовых ключей — транзисторов и как следствие более простая система управления. Недостатком прототипа является возможность только повышать напряжение на выходе выпрямителя относительно уровня напряжения определяемого уровнем напряжения неуправляемого выпрямителя. К недостаткам известной схемы также следует отнести необходимость наличия нулевого вывода питающей сети, большое число диодов и транзисторов, большие потери энергии вследствие большого числа одновременно включенных полупроводниковых ключей (диодов и транзисторов).

Задачей предлагаемого изобретения является возможность реализации выпрямителя напряжения позволяющего как повышать, так и уменьшать напряжение на своем выходе относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. При этом используется значительно меньшее количество полупроводниковых элементов. Повышается КПД такого выпрямителя за счет сокращения числа полупроводниковых элементов обтекаемых током в каждый момент времени. К достоинствам предложенного выпрямителя напряжения следует отнести использование всего одного полностью управляемого полупроводникового элемента — транзистора для повышения напряжения на выходе выпрямителя относительно уровня напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения, и нескольких полууправляемых полупроводниковых элементов — тиристоров для уменьшения напряжения на выходе выпрями теля относительно уровня напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. Отличительной особенностью предложения является простота схемной реализации и высокая надежность при значительном расширении функциональных возможностей. Кроме того, достоинством предложенного выпрямителя напряжения является возможность плавного заряда накопительного конденсатора установленного на выходе выпрямителя напряжения с использованием импульсно-фазового закона управления тиристорами выпрямителя напряжения.

Решение поставленной задачи позволит сократить до минимума количество полупроводниковых элементов схемы, уменьшить количество драйверов полностью управляемых полупроводниковых элементов и значительно упростить систему управления. Предложенная схема выпрямителя напряжения позволит сократить тепловыделения в силовых элементах предложенного выпрямителя напряжения, за счет сокращения числа одновременно работающих полупроводниковых приборов. При необходимости получения грех уровней напряжения в звене постоянного тока выпрямитель напряжения может быть дополнительно снабжен конденсатором, дополнительным диодом и транзистором, а также необходимо предусмотреть его питание от питающей сети, содержащей рабочий нулевой провод.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в выпрямителе напряжения, состоящим из источника многофазного переменного напряжения, системы управления, дросселей, число которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения, полупроводникового выпрямителя, транзистора и конденсатора, причем дроссели включены между выводами источника многофазного переменного напряжения и входом полупроводникового выпрямителя, минусовой вывод полупроводникового выпрямителя соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения, а плюсовой вывод выпрямителя напряжения подключен к положительной обкладке конденсатора управляющий вывод транзистора заведен в систему управления предусмотрены следующие отличия: полупроводниковый выпрямитель собран по схеме трехфазного двухполупериодного выпрямителя на тиристорах, а выпрямитель напряжения содержит датчики сетевого напряжения и датчик тока, дополнительный диод, анод которого подключен к коллектору транзистора и через датчик тока к плюсовому выводу полупроводникового выпрямителя, катод дополнительного диода соединен с плюсовым выводом выпрямителя напряжения, эмиттер транзистора соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения и отрицательной обкладкой конденсатора, датчики сетевого напряжения, количество которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения минус один, своими входными цепями подключены между различными входами полупроводникового выпрямителя, информационные выходы датчиков сетевого напряжения, датчика тока и управляющие электроды тиристоров полупроводникового выпрямителя подключены к системе управления.

Кроме того, выпрямитель напряжения может быть выполнен так что полупроводниковый выпрямитель собран по схеме полууправляемого на тиристорах и диодах, причем тиристоры соединены между собой катодами и образуют катодную группу полупроводникового выпрями теля, а диоды между собой соединены анодами и образуют анодную группу полупроводникового выпрямителя.

Кроме того, выпрямитель напряжения может быть выполнен так что полупроводниковый выпрямитель собран по схеме полууправляемого на тиристорах и диодах, причем тиристоры соединены между собой анодами и образуют анодную группу полупроводникового выпрямителя, а диоды между собой соединены катодами и образуют катодную группу полупроводникового выпрямителя.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в выпрямителе напряжения, состоящим из источника многофазного переменного напряжения, системы управления, дросселей, число которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения, полупроводникового выпрямителя, транзисторов и двух конденсаторов, дроссели включены между выводами источника многофазного переменного напряжения и входом полупроводникового выпрямителя, два конденсатора включены согласованно последовательно, а общая точка конденсаторов подключена к нулевому выводу источника многофазного переменного напряжения и выходной нулевой точке выпрямителя напряжения, при этом плюсовой вывод конденсаторов подключен к плюсовому выводу выпрямителя напряжения, минусовой вывод конденсаторов подключен к минусовому выводу выпрямителя напряжения предусмотрены следующие отличия: полупроводниковый выпрямитель собран по схеме трехфазного двухполупериодного выпрямителя на тиристорах, а выпрямитель напряжения содержит датчики сетевого напряжения, два датчика тока, два дополнительных диода, причем анод первого дополнительного диода подключен к коллектору первого транзистора и через первый датчик тока к плюсовому выводу полупроводникового выпрямителя, катод первого дополнительного диода соединен с плюсовым выводом выпрямителя напряжения, эмиттер первого транзистора соединен с коллектором второго транзистора и с общей точкой конденсаторов, эмиттер второго транзистора соединен с катодом второго дополни тельного диода и через второй датчик тока с минусовым выводом полупроводникового выпрямителя, анод второго дополнительного диода соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения, датчики сетевого напряжения, количество которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения, своими входными цепями подключены между каждым из входов полупроводникового выпрямителя и нулевым выводом источника многофазного переменного напряжения, информационные выходы датчиков сетевого напряжения, датчиков тока и управляющие электроды тиристоров полупроводникового выпрямителя подключены к системе управления.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На Фиг. 1 — представлена схема многофазного двухуровнего выпрямителя напряжения, полупроводниковый выпрямитель которого собран полностью управляемым на тиристорах, на Фиг. 2 — представлена схема многофазного двухуровнего выпрямителя напряжения, полупроводниковый выпрямитель которого собран полууправляемым на тиристорах катодной группы, на Фиг. 3 — представлена схема многофазного двухуровнего выпрямителя напряжения, полупроводниковый выпрямитель которого собран полууправляемым на тиристорах анодной группы, на Фиг. 4 представлена схема многофазного трехуровнего выпрямителя напряжения, полупроводниковый выпрямитель которого собран полностью управляемым на тиристорах, на Фиг. 5 — представлена схема двухзвенного двухуровнего преобразователя частоты построенного на основе многофазного выпрямителя напряжения, на Фиг. 6 — представлена схема трехуровнего преобразователя частоты построенного на основе многофазного выпрямителя напряжения с трехуровневым инвертором напряжения с отсекающими диодами, на Фиг. 7 — представлена схема трехуровнего преобразователя частоты построенного на основе многофазного выпрямителя напряжения с мостовым Т-образным трехуровневым инвертором напряжения.

Выпрямитель напряжения, схема которого представлена на Фиг. 1, содержит источник многофазного переменного напряжения 1, систему управления 2, дроссели 3-1÷3-n, число которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения 1, полупроводниковый выпрямитель 4, транзистор 5 и конденсатор 6. Дроссели 3-1÷3-n включены между выводами источника многофазного переменного напряжения 1 и входом полупроводникового выпрямителя 4. Минусовой вывод полупроводникового выпрямителя 4 соединен с минусовым выводом 7 выпрямителя напряжения. Плюсовой вывод 8 выпрямителя напряжения подключен к положительной обкладке конденсатора 6. Управляющий вывод транзистора 3 заведен в систему управления 2. Полупроводниковый выпрямитель 4 собран по схеме трехфазного двухполупериодного выпрямителя на тиристорах 9-1÷9-(2⋅n). Выпрямитель напряжения содержит датчики сетевого напряжения 10-1÷10-(n-1), и датчик тока 11, дополнительный диод 12, анод которого подключен к коллектору транзистора 5 и через датчик тока 11 к плюсовому выводу полупроводникового выпрямителя 4. Катод дополнительного диода 12 соединен с плюсовым выводом 8 выпрямителя напряжения. Эмиттер транзистора 5 соединен с минусовым выводом 7 выпрямителя напряжения и отрицательной обкладкой конденсатора 6. Датчики сетевого напряжения 10-1÷10-(n-1), количество которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения 1 минус один, своими входными цепями подключены между различными входами полупроводникового выпрямителя 4. Информационные выходы датчиков сетевого напряжения 10-1÷10-(n-1), датчика тока 11 и управляющие электроды тиристоров 9-1÷9-(2÷n) полупроводникового выпрямителя 4 подключены к системе управления 1.

Выпрямитель напряжения, схема которого представлена на Фиг. 2, может быть выполнен, так что полупроводниковый выпрямитель 4 собран по схеме полууправляемого на тиристорах 9-1÷9-n и диодах 13-1÷13-n. Тиристоры 9-1÷9-n соединены между собой катодами и образуют катодную группу полупроводникового выпрямителя 4, а диоды 13-1÷13-n между собой соединены анодами и образуют анодную группу полупроводникового выпрямителя 4.

Выпрямитель напряжения, схема которого представлена на Фиг. 3, может быть выполнен, так что полупроводниковый выпрямитель 4 собран по схеме полууправляемого на тиристорах 9-1÷9-n и диодах 13-1÷13-n. Тиристоры 9-1÷9-n соединены между собой анодами и образуют анодную группу полупроводникового выпрямителя 4, а диоды 13-1÷13-n между собой соединены катодами и образуют катодную группу полупроводникового выпрямителя 4.

Выпрямитель напряжения, схема которого представлена на Фиг. 4, содержит источник многофазного переменного напряжения 1, систему управления 2, дроссели 3-1÷3-n, число которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения 1, полупроводниковый выпрямитель 4. транзисторы 5 и 14 и два конденсатора 6 и 13. Дроссели 3-1÷3-n включены между выводами источника многофазного переменного напряжения 1 и входом полупроводникового выпрямителя 4. Два конденсатора 6 и 15 включены согласованно последовательно, а общая точка конденсаторов 6 и 13 подключена к нулевому выводу источника многофазного переменного напряжения 1 и выходной нулевой точке 16 выпрямителя напряжения. Плюсовой вывод конденсаторов 6 и 13 подключен к плюсовому выводу 8 выпрямителя напряжения. Минусовой вывод конденсаторов 6 и 15 подключен к минусовому выводу 7 выпрямителя напряжения. Полупроводниковый выпрямитель 4 собран по схеме трехфазного двухполупериодного выпрямителя на тиристорах 9-1÷9-(2÷n). Выпрямитель напряжения содержит датчики сетевого напряжения 10-1÷10-n, два датчика тока 11 и 17, два дополнительных диода 12 и 18. Анод первого дополнительного диода 12 подключен к коллектору первого транзистора 5 и через первый датчик тока 11 к плюсовому выводу полупроводникового выпрямителя 4. Катод первого дополнительного диода 12 соединен с плюсовым выводом 8 выпрямителя напряжения. Эмиттер первого транзистора 5 соединен с коллектором второго транзистора 14 и с общей точкой конденсаторов 6 и 15. Эмиттер второго транзистора 14 соединен с катодом второго дополнительного диода 18 и через второй датчик тока 17 с минусовым выводом полупроводникового выпрямителя 4. Анод второго дополнительного диода 18 соединен с минусовым выводом 7 выпрямителя напряжения. Датчики сетевого напряжения 10-1÷10-n, количество которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения 1, своими входными цепями подключены между каждым из входов полупроводникового выпрямителя 4 и нулевым выводом источника многофазного переменного напряжения 1. Информационные выходы датчиков сетевого напряжения 10-1÷10-n, датчиков тока 11 и 17 и управляющие электроды тиристоров 9-1÷9-(2÷n) полупроводникового выпрямителя 4 подключены к системе управления 2.

Работа выпрямителя напряжения происходит следующим образом. Выпрямитель напряжения может работать в двух режимах: в режиме понижающего выпрямителя напряжения или в режиме повышающего выпрямителя напряжения относительно уровня напряжения определяемого уровнем напряжения схемы неуправляемого выпрямителя. Рассмотрим работу выпрямителя напряжения в каждом из двух режимов.

Работа выпрямителя напряжения (Фиг. 1) в режиме понижающего выпрямителя напряжения, осуществляющего регулирование или стабилизацию выходного напряжения на уровне напряжения в диапазоне от нуля до уровня напряжения определяемого уровнем напряжения схемы неуправляемого выпрямителя напряжения происходит следующим образом. При наличии напряжения на фазах источника многофазного переменного напряжения 1 выпрямителя напряжения, изображенного на Фиг. 1 с использованием информации от датчиков сетевого напряжения 10-1÷10-(n-1) с помощью системы управления 2 осуществляется управление тиристорами 9-1÷9-(2÷n) по алгоритму импульсно-фазового управления. Осуществляя регулирование угла фазового управления тиристорами 9-1÷9-(2÷n) полупроводникового выпрямителя 4 возможно осуществлять регулирование среднего значения напряжения между минусовым 7 и плюсовым 8 выводом: выпрямителя напряжения. При этом в выпрямителе напряжения может быть обеспечено плавное нарастание выходного напряжения на заданный уровень. Система управления 2 с использованием информации от датчиков сетевого напряжения 10-1÷10-(n-1) осуществляет плавное открытие тиристоров 9-1÷9-(2⋅n) изменяя угол фазового управления от максимального значения электрических градусов до значения которое определяет требуемый уровень выходного напряжения выпрямителя напряжения. При этом происходит плавный заряд конденсатора 6 через дополнительный: диод 12, тем: самым: происходит ограничение тока заряда конденсатора 6. В этом режиме работы выпрямителя напряжения транзистор 5 находится в закрытом состоянии, а дроссели 3-1÷3-n осуществляют сглаживание тока потребляемого выпрямителем: напряжения от источника многофазного переменного напряжения 1. Конденсатор 6 осуществляет сглаживание пульсации выпрямленного напряжения, выполняя роль емкостного фильтра. Датчик тока 11 с системой управления 2 контролируют значение выпрямленного тока полупроводникового выпрямителя 4 и в случае превышения током допустимого значения система управления 2 будет либо призакрывать тиристоры 9-1÷9-(2÷n) изменением угла фазового управления и ограничивая значение выпрямленного тока либо закроет их полностью.

Работа выпрямителя напряжения (Фиг. 1) в режиме повышающего выпрямителя напряжения осуществляющего регулирование или стабилизацию выходного напряжения на уровне напряжения выше уровня напряжения определяемого уровнем напряжения неуправляемого выпрямителя напряжения происходит следующим образом. При наличии напряжения на фазах источника многофазного переменного напряжения 1 выпрямителя напряжения изображенного на Фиг. 1 система управления 2 с использованием информации от датчиков сетевого напряжения 10-1÷10-(n-1) осуществляет плавное открытие тиристоров 9-1÷9-(2÷n) изменяя угол фазового управления от максимального значения электрических градусов до нуля. При этом происходит заряд конденсатора 6 через дополнительный диод 12, тем самым происходит ограничение тока заряда конденсатора 6. При угле фазового управления тиристорами 9-1÷9-(2⋅n) полупроводникового выпрямителя 4 равным нулю, между плюсовым 8 и минусовым 7 выводам выпрямителя напряжения образуется напряжение, определяемое уровнем напряжения схемы неуправляемого выпрямителя за минусом падения напряжения на дросселях 3-1÷3-n и дополнительном диоде 12. При этом конденсатор 6 осуществляет сглаживание пульсации выпрямленного напряжения, выполняя роль фильтра. При необходимости повышения напряжения на выходе выпрямителя напряжения система управления 2 выполняет управление транзистором 3 по закону широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При этом транзистор 5 работает исключительно в ключевом режиме работы. При включении транзистора 5 происходит нарастание тока протекающего через дроссели 3-1÷3-n при этом они накапливают энергию. Ток протекающий через транзистор 5 контролируется датчиком тока 11 и системой управления 2 которая осуществляет управление транзистором 5. Напряжение на дросселях 3-1÷3-n определяется согласно зависимости где L — индуктивность дросселя, i_L — ток протекающий через дроссель. При отключении транзистора 3 энергия, накопленная в дросселях 3-1÷3-n передается через полупроводниковый выпрямитель 4 и дополнительный диод 12 на заряд конденсатора 6 и на нагрузку, подключенную к плюсовому 8 и минусовому 7 выводам выпрямителя напряжения. При этом напряжение на выходе выпрямителя напряжения определяется уровнем: напряжения источника многофазного переменного напряжения 1 и падением напряжения на дросселях 3-1÷3-n, а так же коэффициентом схемы полупроводникового выпрямителя 4. Дополнительный диод 12 выполняет роль отсекающего, исключая закорачивание конденсатора 6 при включении транзистора 5. Изменяя величину скважности (отношения времени включенного состояния транзистора к периоду модуляции) работы транзистора 5 при фиксированной частоте ШИМ можно осуществлять регулирование напряжения на дросселях 3-1÷3-n, а соответственно осуществлять регулирование напряжения между плюсовым 8 и минусовым 7 выводами выпрямителя напряжения. Дроссели 3-1÷3-n кроме функции накопителя энергии осуществляют сглаживание тока, потребляемого выпрямителем напряжения из питающей сети.

На Фиг. 5 представлен вариант схемы двухзвенного двухуровнего преобразователя частоты построенного на основе многофазного выпрямителя напряжения на выход, которого подключен трехфазный двухуровневый инвертор напряжения 19. Следует отметить, что инвертор напряжения 19 может быть выполнен с любым количеством выходных фаз. Такое схемное решение позволяет регулировать уровень напряжения питания инвертора напряжения 19 для получения требуемого уровня напряжения на выходе двухзвенного преобразователя частоты.

Предложенная схема (Фиг. 1, Фиг. 5) отличается простой структурой силовой части и содержит всего лишь один полностью управляемый полупроводниковый элемент — транзистор 5, и несколько низкочастотных полууправляемых ключей — тиристоров 9-1÷9-(2⋅n).

Достоинством схемы является возможность стабилизации и регулирования выходного напряжения выпрямителя напряжения как выше, так и ниже относительно уровня напряжения, определяемого напряжением схемы неуправляемого выпрямителя. Кроме того, предложенная схема обладает высоким показателем надежности и высоким КПД за счет снижения количества полупроводниковых элементов, работающих в каждый момент времени. Кроме того, предложенный вариант схемы выпрямителя напряжения позволяет осуществлять ограничение пускового тока и плавный заряд конденсатора 6.

На Фиг. 2 и Фиг. 3 изображены варианты схем выпрямителя напряжения, в которых полупроводниковый выпрямитель 4 выполнен полууправляемым. Такое схемное решение позволит упростить систему управления 2 и уменьшить количество ее каналов управления управляемыми полупроводниковыми ключами, но при этом уменьшится диапазон регулирования выходного напряжения вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя. При этом регулирование напряжения вниз в выпрямителе напряжения будет осуществляться в диапазоне от уровня напряжения многофазного однополупериодного выпрямителя до уровня напряжения, определяемого неуправляемым многофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения. Схемы выпрямителей напряжения, представленные на Фиг. 2 и Фиг. 3 могут быть использованы в составе электрических преобразователей, в которых нет необходимости осуществлять регулирование напряжения ниже уровня напряжения, определяемого многофазным однополупериодным выпрямителем напряжения. При этом схемы выпрямителей напряжения, представленные на Фиг. 2 и Фиг. 3 работают аналогично схеме, изображенной на Фиг. 1 и не требует дополнительных пояснений.

На Фиг. 4 изображен вариант схемы выпрямителя напряжения, позволяющего получать три уровня напряжения на своем выходе. При этом схема содержит источник многофазного переменного напряжения 1 с нулевым выводом, подключенным к общей точке конденсаторов, два транзистора 3 и 14, два конденсатора 6 и 15, два дополнительных диода 12 и 18. Такое схемное решение (Фиг. 4) позволяет получать два независимых уровня напряжения: первое — между минусовым выводом 7 и выводом нулевой точки 16 посредствам управления тиристорами 9-(n+1)÷9-(2⋅n) или транзистором 14; второе — между выводом нулевой точки 16 и плюсовым выводом 8 посредствам управления тиристорами 9-1÷9-n или транзистором 6. Третий уровень напряжения — между минусовым выводом 7 и плюсовым выводом 8 определяется как сумма двух независимо регулируемых уровней. Датчики напряжения 10-1÷10-n контролируют фазные напряжения на входе полупроводникового выпрямителя 4 и участвуют в процессе управления тиристорами 9-1÷9-(2⋅n). Датчики тока 11 и 17 совместно с системой управления 2 выполняют функцию защиты выпрямителя напряжения от токов короткого замыкания и перегрузки, а также участвуют в процессе регулирования скважности при управлении транзисторами 5 и 14 для повышения уровня напряжения выше напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя. Отличительной особенностью схемы выпрямителя напряжения, изображенного на Фиг. 4 является то, что можно осуществлять независимое регулирование напряжений первого и второго уровня как выше, так и ниже уровня напряжения, определяемого неуправляемым выпрямителем. При этом для регулирования первого (второго) уровня напряжения ниже уровня напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя используются тиристоры 9-(n+1)÷9-(2⋅n) (9-1÷9n) а для регулирования уровня напряжения выше уровня напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя используется транзистор 14 (5). Работа схемы выпрямителя напряжения, представленного на Фиг. 4 производится аналогично схеме, изображенной на Фиг. 1 и не требует дополнительных пояснений.

На Фиг. 6 представлен вариант схемы двухзвенного трехуровнего преобразователя частоты построенного на основе многофазного выпрямителя напряжения на выход, которого подключен трехфазный трехуровневый инвертор напряжения 20 выполненный по схеме трехуровнего инвертора напряжения с отсекающими диодами. На Фиг. 7 представлен вариант схемы двухзвенного трехуровнего преобразователя часто ты построенного на основе многофазного выпрямителя напряжения на выход, которого подключен трехфазный трехуровневый инвертор напряжения 21 выполненный по мостовой схеме с Т-образным трехуровневым инвертором напряжения. Следует отметить, что инверторы напряжения 20 и 21 могут быть выполнены с любым количеством выходных фаз. Такое схемное решение позволяет регулировать напряжение питания инверторов напряжения 20 и 21 для получения требуемого уровня напряжения на выходе двухзвенного преобразователя частоты. Предложенная схема (Фиг. 4, Фиг. 6, Фиг. 7) отличается простой структурой силовой части и содержит два полностью управляемых полупроводниковых элемента — транзистора 6 и 13 и полупроводниковый выпрямитель 4 собранный на простых полууправляемых полупроводниковых элементах -тиристорах 9-1÷9-(2÷n). При этом предложенная схема позволяет получать три различных уровня напряжения (два независимых и один зависимый) на выходе выпрямителя напряжения. Достоинством схемы является высокая надежность и высокий КПД за счет снижения количества полупроводниковых элементов, работающих в каждый момент времени, а также значительно упрощается система управления.

Таким образом, предлагаемый выпрямитель напряжения позволяет осуществлять регулирование напряжения на своем выходе как ниже, так и выше уровня напряжения, определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения, уменьшить число полупроводниковых элементов силовой схемы, повысить КПД, улучшить функциональные возможности, упростить систему управления, повысить надежность при его работе, снизить вес, габариты и стоимость выпрямителя напряжения. Кроме того, предложенный выпрямитель напряжения с двумя транзисторами позволяет создать схему регулируемого трехуровнего выпрямителя напряжения без использования согласующего трансформатора которая может быть использована в составе многоуровневых двухзвенных преобразователей частоты для питания многоуровневых инверторов напряжения.

1. Выпрямитель напряжения, состоящий из источника многофазного переменного напряжения, системы управления, дросселей, число которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения, полупроводникового выпрямителя, транзистора и конденсатора, причем дроссели включены между выводами источника многофазного переменного напряжения и входом полупроводникового выпрямителя, минусовой вывод полупроводникового выпрямителя соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения, а плюсовой вывод выпрямителя напряжения подключен к положительной обкладке конденсатора, управляющий вывод транзистора заведен в систему управления, отличающийся тем, что полупроводниковый выпрямитель собран по схеме трехфазного двухполупериодного выпрямителя на тиристорах, а выпрямитель напряжения содержит датчики сетевого напряжения и датчик тока, дополнительный диод, анод которого подключен к коллектору транзистора и через датчик тока к плюсовому выводу полупроводникового выпрямителя, катод дополнительного диода соединен с плюсовым выводом выпрямителя напряжения, эмиттер транзистора соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения и отрицательной обкладкой конденсатора, датчики сетевого напряжения, количество которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения минус один, своими входными цепями подключены между различными входами полупроводникового выпрямителя, информационные выходы датчиков сетевого напряжения, датчика тока и управляющие электроды тиристоров полупроводникового выпрямителя подключены к системе управления.

2. Выпрямитель напряжения по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковый выпрямитель собран по схеме полууправляемого на тиристорах и диодах, причем тиристоры соединены между собой катодами и образуют катодную группу полупроводникового выпрямителя, а диоды между собой соединены анодами и образуют анодную группу полупроводникового выпрямителя.

3. Выпрямитель напряжения по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковый выпрямитель собран по схеме полууправляемого на тиристорах и диодах, причем тиристоры соединены между собой анодами и образуют анодную группу полупроводникового выпрямителя, а диоды между собой соединены катодами и образуют катодную группу полупроводникового выпрямителя.

4. Выпрямитель напряжения, состоящий из источника многофазного переменного напряжения, системы управления, дросселей, число которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения, полупроводникового выпрямителя, транзисторов и двух конденсаторов, дроссели включены между выводами источника многофазного переменного напряжения и входом полупроводникового выпрямителя, два конденсатора включены согласованно последовательно, а общая точка конденсаторов подключена к нулевому выводу источника многофазного переменного напряжения и выходной нулевой точке выпрямителя напряжения, при этом плюсовой вывод конденсаторов подключен к плюсовому выводу выпрямителя напряжения, минусовой вывод конденсаторов подключен к минусовому выводу выпрямителя напряжения, отличающийся тем, что полупроводниковый выпрямитель собран по схеме трехфазного двухполупериодного выпрямителя на тиристорах, а выпрямитель напряжения содержит датчики сетевого напряжения, два датчика тока, два дополнительных диода, причем анод первого дополнительного диода подключен к коллектору первого транзистора и через первый датчик тока к плюсовому выводу полупроводникового выпрямителя, катод первого дополнительного диода соединен с плюсовым выводом выпрямителя напряжения, эмиттер первого транзистора соединен с коллектором второго транзистора и с общей точкой конденсаторов, эмиттер второго транзистора соединен с катодом второго дополнительного диода и через второй датчик тока с минусовым выводом полупроводникового выпрямителя, анод второго дополнительного диода соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения, датчики сетевого напряжения, количество которых равно числу фаз источника многофазного переменного напряжения, своими входными цепями подключены между каждым из входов полупроводникового выпрямителя и нулевым выводом источника многофазного переменного напряжения, информационные выходы датчиков сетевого напряжения, датчиков тока и управляющие электроды тиристоров полупроводникового выпрямителя подключены к системе управления.

Выпрямление трехфазного тока — Мегаобучалка

В трехфазных цепях переменного тока промышленной частоты (50 Гц) в основном используют две схемы выпрямителей: трехфазный выпрямитель с нейтральной точкой и трехфазный мостовой выпрямитель. Трехфазные выпрямители используют как выпрямители средней и большой мощности (средние значения выпрямленного тока достигают сотни ампер).

В состав трехфазного выпрямителя с нейтральной точкой входят трехфазный трансформатор с соединением обмоток звездой, три диода, включенные в каждую фазу вторичной обмотки трансформатора, и нагрузочный резистор.

Диоды выпрямителя работают поочередно, каждый в течение трети периода. Ток нагрузки равен сумме токов каждого диода и имеет всегда одно и то же направление. Как видно из временной диаграммы пульсации выпрямленного напряжения значительно ниже, чем у однофазных выпрямителей. Среднее значение напряжения , где – действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

К достоинствам выпрямителя с нейтральной точкой следует отнести его высокую надежность и минимальное количество диодов.

Схема трехфазного мостового выпрямителя(схема Ларионова) содержит шесть диодов, включенных по мостовой схеме в фазы вторичной обмотки трехфазного трансформатора.

Общая точка первой группы диодов VD1, VD3, VD5 представляет собой положительный полюс на сопротивлении нагрузки, а второй группы VD2, VD4, VD6 – отрицательный полюс. В выпрямителе возникает ток через нагрузочное сопротивление и два соответствующих диода в каждый момент времени, когда к диодам приложено наибольшее напряжение. Причем в любой интервал времени токи всегда имеют одно и то же направление. Коэффициент пульсации трехфазного мостового выпрямителя на порядок ниже (q=0.057), чем однофазного двухполупериодного выпрямителя. Среднее значение выпрямленного напряжения

Преимущества: высокая частота и незначительная пульсация выпрямленного напряжения, что уменьшает размеры и массу сглаживающего фильтра; хорошее использование вентилей по напряжению, что позволяет получить высокое выпрямленное напряжение. Её основной недостаток — необходимость в шести вентилях.

Второй вариант. в каждый момент времени открыты два вентиля: один из катодной группы, другой из анодной группы. В катодной группе ток протекает через вентиль, на аноде которого положительный потенциал в данный момент времени является наибольшим, а в анодной группе ток протекает через вентиль, на катоде которого в данный момент наибольший отрицательный потенциал. Так, в интервал времени от t 1 до t 2 ток протекает через вентили VD1 и VD5, в интервале от t 2 до t 3через вентили VD1 и VD6 и т. д. Положительные полуволны синусоид фазных напряжений u2a , u2b и u2c выпрямляются вентилями катодной группы, т. к. эти направления напряжений для них являются проводящими, а отрицательные полуволны выпрямляются вентилями анодной группы. Следовательно, на нагрузке формируется напряжение uн, равное сумме выпрямленных напряжений катодной и анодной групп, а именно, отрезками чередующихся линейных напряжений uab, ubc и ucaс частотой, в шесть раз большей частоты напряжения сети. Через каждый вентиль протекает ток в течение одной трети периода.

Схема выпрямления трехфазного переменного напряжения, предложенная Ларионовым …

Context 1

… наиболее распространенной схемой выпрямления трехфазного переменного напряжения является схема Ларионова [7] (см. Рис. 1) в MATLAB Симуляция Simulink этой схемы — единственный блок Universal Bridge. Подача трехфазного напряжения может осуществляться с помощью блока Three-Phase Source. Моделирование схемы Ларионова в системе MATLAB представлено на рисунке 2. В MATLAB Simulink 2019 у нас есть возможность добавить нелинейный резистор, сопротивление которого может…

Context 2

… Следует отметить, что сам процесс перехода содержит значительное количество частотных составляющих, в отличие от того, что происходит при отсутствии рассматриваемой вибрации. В установившемся режиме эффект вибрации менее выражен, но, тем не менее, вибрация КЭП вызывает дополнительные моменты, которые в среднем на 5 Н · м превышают рассматриваемые моменты в отсутствие вибрации (рис.11). Рис.11. …

Context 3

… эффект стационарной вибрации менее выражен, но, тем не менее, вибрация ECC вызывает дополнительные моменты, которые в среднем на 5 Н · м превышают рассматриваемые моменты при отсутствии вибрации (рис.11). Рис.11. Кривые механического крутящего момента в установившемся режиме (синий — без вибрации ECC, желтый — с учетом вибрации ECC). …

Context 4

… влияние вибрации КЭП силового выключателя, установленных на входе преобразователя, представлено на Рис.12. В этом случае (и это естественно) фильтры выпрямителя и инвертора успешно подавляют гармоники, вызванные вибрацией ECC, и они практически не влияют на крутящий момент механического двигателя при запуске и не влияют на установившийся режим (рис.13). …

Контекст 5

… влияние вибрации КЭП силового выключателя, установленных на входе преобразователя, представлено на Рис.12. В этом случае (и это естественно) фильтры выпрямителя и инвертора успешно подавляют гармоники, вызванные вибрацией ECC, и они практически не влияют на крутящий момент механического двигателя при запуске и не влияют на установившийся режим (рис.13). . Таким образом, результаты модельных экспериментов показывают, что наиболее сильно вибрация КЭП влияет на электрическую машину, когда контактные устройства напрямую подключены к этим машинам….

Context 6

… его можно подключить параллельно к четырем АРВ для улучшения резервирования и увеличения общей мощности. Для моделирования процессов, происходящих в схеме АРВ, на рис.8 была сделана замена обычного диодного выпрямителя на активный (рис.15) и изучено влияние вибрации КЭП на работу выпрямительного контура, а также на всю систему в целом. по схеме рис.16. …

Контекст 7

… его можно подключить параллельно к четырем АРВ для улучшения резервирования и увеличения общей мощности.Для моделирования процессов, происходящих в схеме АРВ, на рис.8 была сделана замена обычного диодного выпрямителя на активный (рис.15) и изучено влияние вибрации КЭП на работу выпрямительного контура, а также на всю систему в целом. по схеме рис.16. Из этих данных (рис. 18) видно, что пусковые моменты асинхронного двигателя практически одинаковы, но в установившемся режиме разница составляет почти 10 Н · м из-за наличия силового выключателя с КЭП, которые находятся под действием вибрации….

Контекст 8

… четыре АРВ для улучшения резервирования и увеличения общей мощности. Для моделирования процессов, происходящих в схеме АРВ, на рис.8 была сделана замена обычного диодного выпрямителя на активный (рис.15) и изучено влияние вибрации КЭП на работу выпрямительного контура, а также на всю систему в целом. по схеме рис.16. Из этих данных (рис. 18) видно, что пусковые моменты асинхронного двигателя практически одинаковы, но в установившемся режиме разница составляет почти 10 Н · м из-за наличия силового выключателя с КЭП, которые подвергаются вибрации…

Лаборатория криогенных и сверхпроводящих методов »Источник питания

Блок питания

Источник тока (рис. 3) использует трехфазное питание. Высокий КПД достигается за счет использования двух уровней стабилизации тока. Во-первых, плата управления грубо урезает 3-фазное питание симисторным ШИМ-стабилизатором на базе микроконтроллера Atmel AT89C2051. Уставка ограничения мощности поступает от основного ЦП. Во-вторых, точная регулировка выходного тока производится после выпрямителя с помощью линейного регулятора, использующего силовой MOSFET-транзистор.Управляющий сигнал для этого транзистора формируется из сигнала токового шунта и управляющего сигнала от 16-битного ЦАП.
Отличительным преимуществом блока питания является так называемое 6-фазное двухполупериодное выпрямление переменного тока. Это позволяет добиться модуляции выходного тока менее 1,5% при максимальном выходном токе 200 А. Частота пульсаций составляет 600 Гц, что легко подавляется LC-схемой. Первичные обмотки силового трансформатора соединены по схеме «звезда». Три вторичные обмотки по N2 витков каждая подключены по схеме «звезда» к выпрямителю Ларионова [1].Еще три вторичные обмотки с N3 = sqrt (3) * N2 витков каждая подключены по схеме «треугольник» ко второму выпрямителю Ларионова. Аналогичные выходы обоих выпрямителей объединены. Оба выпрямителя построены на трехфазных диодных мостах 160MT120KB (International Rectifier) ​​с максимальным током 160 А.
Одним из важнейших элементов устройства SCPS являются детекторы гашения. Они должны обнаруживать самопроизвольные переходы катушек из сверхпроводящего состояния в нормальное. Петля ответвителя установлена ​​возле каждого магнита.Они индуктивно связаны с магнитами. Основная катушка и петля ответвителя подключены к мостовой схеме в противоположных направлениях. Дифференциальный сигнал в мостовой схеме балансируется подстроечным резистором (рис. 4) и затем поступает на усилитель А ₁ .

Рис. 4. Детектор тушения.
Есть три режима работы:

• Инжекция тока в сверхпроводящие катушки
• Снятие тока со сверхпроводящих катушек
• постоянная работа с замороженным током.

Во время подачи тока сверхпроводящий переключатель (SS) разомкнут. Напряжение на концах катушки L ₁ пропорционально скорости подачи тока:.
Для шлейфа ответвителя напряжение равно:, где I ₁ — ток через L ₁ , M — коэффициент взаимной индуктивности.

Эти напряжения суммируются на дифференциальном усилителе A1. Результат будет иметь другой знак для текущего впрыска и удаления. Преобразователь А2 среднеквадратичного значения в постоянный ток используется для получения абсолютного значения сигнала, которое затем сравнивается с пороговым значением на компараторе A3.Пороговое значение выбирается для получения необходимой чувствительности при типичной текущей скорости впрыска или удаления. Гашение катушки во время подачи тока не влияет на напряжение контура ответвителя, потому что ток в катушке поддерживается источником, но напряжение основной катушки будет изменено из-за падения напряжения на обычном проводе. Это вызовет изменение сигнала моста, которое может превысить пороговое значение. Поэтому компаратор будет генерировать сигнал гашения Q, обрабатываемый главным процессором.Тушение в режиме замороженного тока происходит аналогично.

Все балластные резисторы и силовые компоненты, такие как токовый шунт и MOSFET-транзистор, установлены на теплообменнике с водяным охлаждением. Температура этого теплообменника измеряется платой управления и выдает сигнал о перегреве.

Введение Панель управления

Категории: Теги:

Конструкция и расчет выпрямителя

Выпрямитель трехфазный с центральным отводом. Несимметричная схема трехфазного мостового выпрямителя, схема Ларионова.Обзор конструктивных решений. Принцип работы разработанной схемы. Расчет выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку.

Самая простая схема вентильного каскада — это контур с промежуточной цепью постоянного тока и затворным преобразователем. Каскад асинхронных клапанов обеспечивает типы защиты и блокировки от. Применена схема управления для регулирования скорости передвижения.

, 15.08.2017

Вольт-амперные характеристики полупроводникового сверхвысокочастотного диода.Обнаружение электромагнитного поля и измерение его плотности. Эквивалентная схема сверхвысокочастотного полупроводникового диода. СВЧ диод, линейная регрессия.

, 27.07.2016

Применение двухступенчатого гибридного асимптотического метода, основанного на методах теории возмущений и фазовых интегралов, для решения нелинейной задачи о колебаниях летательного аппарата. Прямое численное интегрирование уравнений исходной задачи.

, 22.12.2016

Анализ возникновения конкретных ситуаций в полете. Рассмотрение процесса применения методов системы рулевых поверхностей для предотвращения катастрофической ситуации при переходе. Исследование активной отказоустойчивой схемы системы управления.

, 26.06.2016

Проектирование сложных крупномасштабных систем. Методология многоуровневой многокритериальной оптимизации, которая может быть реализована в программе автоматизированного проектирования для оптимального выбора технических средств.Схема имитационного стола для тестирования навигационного оборудования.

, 14.09.2016

Ознакомление со схемой пассивного и активного преобразователя с режимом заданного напряжения. Характеристика электрических моделей емкостных датчиков переменного тока. Анализ электрофизических параметров мониторинга неэлектрических изделий.

, 30.01.2016

Статья посвящена исследованию точности измерения дальности многочастотным фазовым методом.Выявлены источники погрешности зондирующих сигналов: нестабильность частотного зондирующего сигнала, погрешность измерения амплитуды.

, 27.07.2016

Обсуждаются основные характеристики надежности радиоэлектронных устройств, методы их расчета. Предложены математические модели для определения параметров тепловых полей и получено аналитическое решение для расчета.

, 26.06.2016

Открытие электромагнитной индукции М.Фарадей как фактор изобретения генератора переменного тока. Характеристики основных узлов роторного двигателя. Принцип работы статора. Сфера применения дизель-генераторов.

, 22.06.2015

Обсуждение движения и определение системы транспортировки груза. Исследование общей работы сети и телефонной связи. Ежедневные методы измерения и интенсивность движения при нормальной и высокой нагрузке. Использование статистического анализа и моделирования.

, 21.01.2014

OPICO

Характеристики:

• Тиристорный выпрямительный блок в 6-ти полюсной схеме «Ларионов»

• Напряжение питания 380 В ± 10% 50 Гц L1, L2, L3, N или 220 В ± 5%, 50 Гц

• Номинальные параметры указаны в заказе

• Цифровой дисплей параметров

• Гарантия: 18 месяцев

• Полный комплекс услуг

Основные функции:

Зарядка тяговых и стартерных аккумуляторов;

Стабилизация зарядного тока 0-100% В;

Автоматическое отключение при достижении заданного значения напряжения аккумуляторной батареи.

Подзарядка стационарных и аккумуляторных батарей;

Ограничение тока нагрузки до любого заданного значения;

Режимы нормальной и быстрой зарядки от постоянного напряжения.

Зарядка тяговых и стартерных аккумуляторов.

• Предлагаем реконструкцию и модернизацию выпрямителей с максимальным использованием их элементов.

Нашими клиентами были «Тракия-Папир Лтд», Пазаргик, «КСМ Лтд.» Пловдив, «IEHIT Ltd» Пазаргик, Электрическая распределительная подстанция.

Переключатель быстрого переключения тиристоров (Статический тиристорный переключатель) STS

Основная цель: переключение электроснабжения «критических» потребителей (компьютеров и других систем с цифровой обработкой сигналов) с одного источника питания на другой на время менее половины периода питающего напряжения в соответствии с требованиями CBEMA (Ассоциация производителей компьютерного оборудования для бизнеса). ).

Конструкция: Коммутация осуществляется тиристорными переключателями. Потери тиристоров устраняются шунтирующими контакторами. Управление осуществляется контроллером на базе микропроцессора Siemens SAB80C537. На передней панели устройства расположены мнемосхема и управляющая клавиатура. Программное обеспечение разработано для удаленного управления ПК. Параметры переключения находятся в широком диапазоне. Устройство может быть реализовано для однофазных и трехфазных цепей.

Режимы:

1. Автоматически — при изменении параметров основного питания контроллер переключается на резервное (резервное) питание.Когда параметры вернутся в заданный диапазон, контроллер снова переключается на основное питание.

2. Ручной — момент переключения контролируется с клавиатуры или ПК.

Время переключения: 2 мс — при текущих параметрах чередования

	Ссылки

Авторские права © 2007 г.

Для гастролей советских хоккейных команд времена определенно меняются

UNIONDALE, N.Y. —

Гласность и знакомство значительно изменили жизнь советских хоккейных команд и североамериканцев, с которыми они вступают в контакт.

Во время предыдущих посещений за игроками внимательно наблюдали мрачные «гиды», а интервью средствам массовой информации строго проводилось с переводчиками, которые, очевидно, изменяли любые противоречивые слова.

Теперь такой игрок, как Вячеслав Фетисов, может выразить на 40-минутной пресс-конференции свое недовольство как тренером Виктором Тихоновым, так и Министерством обороны СССР, феномен, который Фетисов признал: «Если бы не (Михаил ) Горбачев, это было бы невозможно.

Полиция все еще работает, чтобы гарантировать, что советские игроки будут защищены от диссидентов, которые возражают против их приезда сюда. На время игры в четверг здесь был мобильный командный пункт, по крайней мере, две дюжины автомобилей и полдюжины конных полицейских. Но диссидентов не было.

Зрителей тоже было очень мало, всего 9 504 человека в здании на 16 297 мест. Явка заставила генерального менеджера островитян Билла Торри задуматься о том, что произойдет в следующем году, когда Советы должны сыграть со всеми тремя командами из Нью-Йорка.

«Многие мои клиенты не хотят, чтобы в эту игру играли», — сказал Торри. «Люди говорят мне:« Нам не нужны здесь русские ». Если мы не продадимся, а Devils не продадутся, как мы сможем продать три игры в следующем году?»

Некоторые ветераны островитян, особенно Брайан Троттьер, который не играл, и Билл Смит, который играл в условиях протеста, считали, что игра была ненужной, Смит жаловался: «Мне нечего выиграть, кроме, возможно, травмы. . »

Но некоторые молодые игроки очень старались, и Патрик Флэтли сказал: «Когда на карту поставлен национализм, у вас появляется отвращение к другим странам.Когда вы играете против них, вы не можете не испытывать к ним неприязнь. Это восходит к Олимпийским играм (1984 г.) ».

Было ощущение, что сами Советы больше интересовались походом по магазинам в Crazy Eddie’s, чем самой игрой.

На вопрос, насколько хорошо Центральная Красная Армия сыграла после того, как обошла «Айлендерс» со счетом 3: 2, нападающий Владимир Крутов через переводчика ответил: «Победа есть победа».

На вопрос, взволнована ли его команда игрой, Тихонов ответил: «Впереди у нас лучшая игра.Нам нужно время, чтобы адаптироваться к игре в Северной Америке. Разница во времени между Москвой и Северной Америкой составляет восемь часов ».

Тем временем в центре Игорь Ларионов, свободно говорящий по-английски, сидел и притворно хохотал, пока вопросы задавали Тихонову, подмигивая репортеру и явно довольный собой.

После того, как Тихонов закончил отрывок, он покинул комнату для интервью, а Крутов и Ларионов оказались в центре внимания североамериканских СМИ.

Ларионов, выбранный Ванкувером и заявивший о своем желании играть в НХЛ, сказал: «Для меня всегда важно играть в Северной Америке.Мне нравится атмосфера, атмосфера здесь. Я чувствую, что зрители в этих странах очень любят хоккей, и важно, чтобы обе стороны собрались вместе ».

Затем репортер спросил Ларионова о письме, которое он написал в журнал «Огонек», протестуя против деспотических методов обучения Тихонова, а также его тренерской тактики.

Ларионов закрыл лицо и сказал: «О, нет», но переводчик явно не знал о письме и перевел вопрос Крутову, который пожал плечами.Затем переводчик сказал: «Какое письмо?» и репортер начал сольный концерт, в то время как Ларионов изо всех сил старался сохранить невозмутимость.

После обсуждения вынужденного отсутствия игроков со своими женами репортер упомянул заявление о том, что игроки часто игнорировали Тихонова и придумывали свои собственные пьесы, после чего Ларионов крикнул по-английски: «Слишком много, слишком много».

Сама мысль о том, что игроки критикуют тренера, была немыслима в прошлом, когда игроки не хотели говорить больше, чем «привет» местным жителям.Но Горбачев явно облегчил атмосферу.

Фетисов в двух предыдущих интервью обвинил Тихонова в создании препятствий для его попытки присоединиться к «Нью-Джерси Девилз». Тихонов, который недавно передал капитанскую букву «К» от Фетисова Сергею Макарову, настаивал на том, что он одобрил освобождение Фетисова в мае, «но есть и другие высокопоставленные чиновники», очевидно, имея в виду министра обороны Дмитрия Язова.

Однако Фетисов, майор Красной Армии, сказал: «Если бы Тихонов этого захотел, я думаю, что этот вопрос решится быстро.Он весь болтает и ничего не делает.

Это заявление было сделано через переводчика. По-английски Фетисов сказал о Тихонове: «Он актер, очень хороший актер».

Помимо атмосферы, похоже, изменилась и игра Советов. Вместо того, чтобы терпеливо передавать шайбу, пока они не сделают хороший бросок, как они когда-то делали с такой грацией, они следуют типичной практике НХЛ — бросать со всех сторон. Против островитян Советы нанесли 37 ударов по воротам и бесчисленное множество других бросков по воротам.Но это были кадры низкого качества; все три гола пришлись на отрыв.

За каждую из 14 игр, которые здесь играют армия и рижское «Динамо», Советам гарантируется фиксированная сумма, которая предположительно составляет 25 000 долларов. Также они получают процент от ворот, расходы и полный комплект оборудования.

Соответственно, армия появилась на первом матче в Квебеке в элегантных красных шлемах и свитерах. Однако на футболистах были синие штаны, позаимствованные у Nordiques, потому что их новые красные случайно отправили в Москву.Кроме того, на спине свитеров не было названий, потому что производитель по ошибке нанес имена армейских игроков на свитерах Dynamo. Для игры здесь были исправлены ошибки.

Если некоторые фанаты будут безразличны, тем не менее может показаться, что количество матчей против Советов будет увеличиваться, и многие люди с обеих сторон считают, что это хорошо.

Тренер команды Islanders Аль Арбор сказал: «Это хороший опыт для многих наших игроков. Мы можем учиться у них, и они могут учиться у нас.Их катание и управление шайбой — это то, что нам нужно делать ».

Крутов сказал: «Любые игры с североамериканскими командами престижны. Играть с ними очень хорошо для нашего хоккейного будущего ».

Вот если бы Фетисов и Ларионов только догадывались о своем хоккейном будущем.

Статья о ректифицированном The Free Dictionary

методе разделения жидких смесей, основанном на разделении компонентов смеси на жидкую и паровую фазы. При ректификации пар и жидкость проходят друг против друга через специальное устройство, известное как ректификационная колонна, в котором имеется несколько точек контакта между двумя фазами.Часть жидкости и пара, покидающих колонну, восстанавливается после конденсации в случае пара и испарения в случае жидкости. Это противоточное движение фаз сопровождается тепло- и массообменом, который продолжается на каждой стадии контакта до тех пор, пока фазы не придут в равновесие. Таким образом, восходящий поток пара непрерывно обогащается более летучими компонентами, в то время как нисходящий поток жидкости обогащается менее летучими компонентами. При затратах того же количества тепла, что и при перегонке, ректификация позволяет добиться большей экстракции и обогащения требуемого компонента или группы компонентов.Ректификация широко используется в промышленности и в лабораторных условиях, часто в сочетании с другими методами разделения, такими как абсорбция, экстракция и кристаллизация.

Согласно закону Дальтона и законам Рауля, концентрация любого компонента i в паре в условиях термодинамического равновесия отличается от концентрации этого компонента в жидкости в K раз, _i , коэффициент распределения ; K _i = p _i *, где p _i * — давление насыщенного пара компонента i , а ρ — полное давление.Отношение коэффициентов распределения K _i и K _j любых двух компонентов называется относительной летучестью и обозначается как α _ij . Чем больше α _ij отклоняется от единицы, тем легче разделить компоненты путем ректификации. Во многих случаях α _ij может быть увеличено путем введения нового компонента, называемого селективным захватывающим агентом, который будет образовывать азеотропную смесь с некоторыми компонентами системы.Для этого добавляют растворитель с температурой кипения значительно выше, чем точки кипения компонентов исходной смеси. Соответствующие процессы ректификации в этом случае называют азеотропными или экстрактивными процессами. Значение α _ij зависит от давления, и, как правило, α _ij увеличивается с уменьшением давления. Ректификация при пониженном давлении, называемая вакуумной ректификацией, особенно подходит для отделения термически нестабильных веществ.

Аппарат для ректификации . Аппараты, используемые для проведения ректификации, называются ректификационными колоннами. Они состоят из колонны, в которой происходит противоточный контакт пара и жидкости, и устройств, в которых происходит испарение жидкости и конденсация пара, а именно дистиллятора и дефлегматора. Колонна представляет собой полый вертикальный цилиндр, внутри которого находятся контактные устройства различной конструкции, называемые пластинами, или материалы неправильной формы, вместе известные как насадки.Перегонный куб и дефлегматор обычно представляют собой кожухотрубные теплообменники, хотя также находят применение трубчатые перегонные аппараты и роторные испарители.

Рисунок 1 . Схема пластин со сливными стаканами: (а) пластина с колпачком, (б) пластина с S-образными колпачками, (в) пластина с плоской решеткой; (1) основание со слоем жидкости, (2) прорези для прохождения пара, (3) колпачки, (4) и (5) сливные стаканы и (6) S-образные колпачки

Пластины и набивка используются для увеличивают границу раздела пар-жидкость и способствуют контакту между жидкостью и паром.Как правило, плиты снабжены сливными стаканами, которые позволяют жидкости проходить вниз. На рисунке 1 показаны три типа тарелок. В качестве насадки ректификационных колонн обычно используются кольца с наружным диаметром, равным их высоте. Кольцо Рашига вместе с его модификациями является наиболее распространенным (рис. 2).

Рисунок 2 . Различные типы насадки: (1) кольцо Рашига, (2) спиральное кольцо, (3) кольцо Лессинга и (4) кольцо Палла

В обеих колоннах с насадкой и колонках с пластинами кинетическая энергия пара используется для преодолеть гидравлическое сопротивление контактных устройств и создать динамически диспергированную парожидкостную систему с большой границей раздела пар-жидкость.Также существуют ректификационные колонны, в которых механическая энергия используется для создания дисперсной системы за счет вращения ротора, установленного на оси колонны. Эти роторные аппараты имеют пониженный перепад давления по высоте, что делает их хорошо подходящими для вакуумных колонн.

Различают непрерывную и периодическую ректификацию в зависимости от способа проведения операции. При непрерывной ректификации смесь непрерывно подают в ректификационную колонну, и две или более фракции, обогащенные одними компонентами и обедненные другими, непрерывно отводятся.Типичный аппарат для непрерывной ректификации показан на рис. 3, а. Полная колонна состоит из секции ректификации и секции очистки. Исходная смесь, обычно при температуре кипения, подается в колонну, где она смешивается с отпаренной жидкостью. Затем смесь опускается через контактные устройства (пластины или насадки) секции отпарки противотока восходящему потоку пара. Достигнув нижней части колонны, жидкость, которая теперь обогащена наименее летучими компонентами, подается в дистиллятор.Здесь жидкость частично испаряется в результате ввода тепловой энергии, и пар поднимается в секцию отпарки. Покидая эту секцию, дистиллированный пар затем поднимается в секцию ректификации, после чего пар, теперь обогащенный наиболее летучими компонентами, попадает в дефлегматор и обычно полностью конденсируется подходящими охлаждающими агентами. Конденсированная жидкость разделяется на два потока: дистиллят и флегма. Дистиллят образует поток продукта, а флегма возвращается в секцию ректификации и спускается через контактные устройства.Часть жидкости отбирается из куба с образованием остаточного потока жидкого продукта.

Рисунок 3 . Схема потоков в ректификационной колонне: (а) непрерывная ректификация, (б) периодическая ректификация; (1) секция ректификации, (2) секция отпарки, (3) дистиллятор и (4) дефлегматор

Отношение массы орошения к массе дистиллята обозначено как R и называется рабочим коэффициентом орошения. Это число является важной характеристикой выпрямления; чем выше число, тем больше стоимость операции.Минимальные затраты, необходимые для нагрева и охлаждения, связанные с конкретным разделением, могут быть рассчитаны с использованием концепции минимального отношения, которое находится в предположении, что количество контактных устройств или общая высота насадки приближается к бесконечности.

Если исходная смесь должна быть разделена непрерывным методом на более чем две фракции, используется серия параллельного последовательного соединения колонн.

При периодической ректификации (рис. 3, б) исходная жидкая смесь одной порцией загружается в дистиллятор, объем которого соответствует желаемой производительности.Пары из куба попадают в колонну и поднимаются в дефлегматор, где они конденсируются. В начальный период весь конденсат возвращается в колонну, что соответствует рабочему режиму полного орошения. Однако в конечном итоге конденсат делится на флегму и дистиллят. По мере удаления дистиллята при постоянном или изменяющемся соотношении флегмы сначала извлекаются наиболее летучие компоненты, затем компоненты с умеренной летучестью и так далее. Требуемая фракция или фракции отбираются в подходящий аккумулятор, и операция продолжается до тех пор, пока не будет разделена вся исходная смесь.

Расчетная база ректификационных колонн . С физико-химической точки зрения ректификация — это сложный процесс противоточного тепло- и массообмена между жидкой и паровой фазами в сложных гидродинамических условиях. Подход к математическому описанию этого процесса развился только с применением цифровых компьютеров.

Тем не менее, при количественном рассмотрении работы ректификационных колонн обычно используется понятие теоретической тарелки.Под теоретической пластиной понимается гипотетическое контактное устройство, в котором устанавливается термодинамическое равновесие между паровой и жидкой фазами, выходящими из устройства; то есть концентрации компонентов этих потоков связаны коэффициентом распределения. Любая реальная ректификационная колонна может быть представлена ​​как колонна с определенным количеством теоретических тарелок при условии, что потоки на входе и выходе теоретической колонны соответствуют как по количеству, так и по концентрации потокам реальной колонны.Можно сказать, например, что данное реальное устройство эквивалентно по эффективности колонне, скажем, с пятью или шестью теоретическими тарелками. Эффективность колонки может быть выражена на этой основе как отношение количества теоретических тарелок, соответствующих этой колонке, к фактическому количеству тарелок. Для насадочных колонн значение высоты, эквивалентной теоретической тарелке (HETP), может быть определено через отношение высоты слоя насадки к количеству теоретических тарелок, которым этот слой эквивалентен по разделительному действию.

Полезная идея отделения структурных и гидравлических параметров от таких технологических параметров, как магнитный поток и коэффициент распределения, связана с концепцией теоретической пластины. Таким образом, комплексная проблема проектирования ректификационной колонны разделена на две более простые независимые задачи. Первая проблема включает технологические соображения для определения состава, полученного с фиксированным количеством теоретических тарелок, или определения количества теоретических тарелок, необходимых для получения желаемого состава выходящих потоков.Вторая проблема возникает, когда необходимо установить количество реальных тарелок или высоту насадки, которая будет использоваться для согласования желаемого количества теоретических тарелок. С математической точки зрения первая задача допускает ясную формулировку и сводится к решению расширенной системы нелинейных алгебраических уравнений (для непрерывной работы) или к интегрированию системы обыкновенных дифференциальных уравнений (для пакетной операции). В случае ректификации смеси, состоящей из многих компонентов, решение возможно только с использованием цифрового компьютера.Компьютеры также позволяют проводить расчеты для сложных столбцов, использование которых ранее в некоторой степени затруднялось отсутствием точных методов расчета. Во второй, упомянутой выше, гидравлической задаче можно использовать прямые эмпирические корреляции между значениями ВЭТР и КПД, с одной стороны, и конструкцией пластины, типом насадки и гидравлическими параметрами (удельные нагрузки для пара и жидкость), с другой. Также можно использовать отношения HETP и эффективности к кинетическим и диффузионным параметрам, таким как коэффициент массопереноса и коэффициент эффективной диффузии.

Основными областями промышленного использования ректификации являются производство отдельных фракций и отдельных углеводородов из сырой нефти в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также производство окиси этилена, акрилонитрила, капролактама и алкилхлорсиланов в химической промышленности. Ректификация также широко используется в других сферах народного хозяйства, например, в цветной металлургии, в коксохимической промышленности, в лесохимии, пищевой и фармацевтической промышленности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии , 8 изд. М., 1971.
Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты , 2-е изд. М., 1971.
Коган В.Б. Азеотропная и экстрактивная реклама , 2-е изд. М., 1971.
Олевский В.М., Ручинский В.Р. Ректификация термически нестойких продуктов . М., 1972.
Платонов В.М., Б.Г. Берго. Разделение многокомпонентных смесей: Расчет и исследование ректификации на вычислительных машинах . Москва, 1965.
Голландия, С. Многокомпонентная реклама . М., 1969. (Пер. С англ.)
Krell, E. Руководство по лабораторной реклафикации . Москва, 1960. (пер. С немецкого)

В. М. П ЛАТОНОВ и Г. Г. Ф ИЛИППОВ

Большая советская энциклопедия, 3-е издание (1970-1979).© 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Клапанный генератор с двумя индукторами

Российская электромеханика. 2017; 3: 12–16

http://dx.doi.org/10.17213/0136-3360-2017-3-12-16

Генератор с двумя индукторами

В. Гридин

Владимир М.Гридин , канд. Техн. Наук, доцент. Электронная почта: [email protected]

Abstract

Рассматривается вентильный генератор (ВГ) мощностью примерно до 1 кВт, содержащий синхронный генератор (СГ) и мостовой выпрямитель для его выходных напряжений. Обмотка выполнена двухсекционной, а индукторы выполнены в виде цилиндрических постоянных магнитов с неявными радиальными полюсами. Число полюсов одного индуктора в три раза больше, чем количество полюсов другого индуктора.Выражено распределение результирующей обмотки магнитной индукции по окружности воздушного зазора. Определено оптимальное соотношение параметров индукторов, при котором пульсации выходного напряжения ВГ минимальны. Получены выражения для относительного выходного напряжения ВГ и его предельных значений для различных вариантов обмотки. Выражено соотношение мощностей рассматриваемых ВГ и ВГ с трехсекционной обмоткой. Установлено, что для представленного ВГ мощность примерно в 1,2 раза больше, чем для ВГ с трехсекционной обмоткой, а пульсации выходного напряжения примерно в 1,8 раза меньше и составляют 2,2%. .

Ключевые слова: двухсекционная обмотка, индукторы с разным числом полюсов, пульсации напряжения

Полный текст: [в elibrary.ru]

Список литературы

1. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Ларионов А.Н. Электрические машины с постоянными магнитами.М .: Энергия, 1964.477 с.

2. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств . М .: Высшая школа, 1976.416 с.

3. Бродовский В.Н., Каржавов Б.Н., Рыбкин Ю.П. Бесколлекторные тахогенераторы постоянного тока . М .: Энергоатомиздат, 1982.