Двоканальне джерело живлення

Винахід відноситься до електротехніки і призначений для живлення двох навантажень, що вимагають одночасного регулювання і реверса струму в них. Відоме двоканальне джерело живлення, що містить трифазний індуктивно-ємнісний перетворювач, вхід якого утворює вхідні виводи, а вихід підключений до первинної обмотки трансформатора, що узгоджує, а вторинна обмотка якого з'єднана в зірку з нульовим виводом, що утворює загальний вихідний вивід, трифазний мостовий випрямляч, входом перемінного струму підключений до вторинної обмотки трансформатора, що узгоджує, реверс на двох парах контактів, при цьому перший вихід утворений одними виводами першої пари контактів, інші виводи яких підключені відповідно до об'єднаних анодів і катодів мостового випрямляча, а другий вихідний вивід утворений одними виводами другої пари контактів, інші виводи яких підключені відповідно до об'єднаних анодів і катодів мостового випрямляча (Авт.св. СССР №1262680, кл Н02Р7/68, опубл. БИ №37, 1986). Недоліком даного двоканального джерела живлення є складність забезпечення регулювання струму в навантаженнях, обумовлена складністю керування реверсом. Крім того, джерело живлення містить трансформатор, що узгоджує, що збільшує малогабаритні показники джерела в цілому. Найбільш близьким по технічній сутності і розв'язуваній задачі є двоканальне джерело живлення, що містить трифазний індуктивно-ємнісний перетворювач, вхід якого утворює вхідні виводи, а ви хід підключений до первинних обмоток, з'єднаних за схемою зірка, трансформатора, що узгоджує, перший трифазний мостовий випрямляч, входом перемінного струму підключений до перших виводів вторинних обмоток трансформатора, що узгоджує, два комутатори із системою керування, другий трифазний мостовий випрямляч, входом перемінного струму підключений до других виводів вторинних обмоток трансформатора, що узгоджує, перший комутатор з'єднаний з виводами постійного струму першого випрямляча, а другий комутатор - з виводами постійного струму другого випрямляча, при цьому вихідними виводами першого каналу є виводи катодних груп обох випрямлячів, виходи анодних груп яких є вихідними виводами другого каналу (Авт. св. СССР №1476592, кл. Н02М7/162, опубл. БИ №16, 1989). Недоліком даного джерела живлення є наявність трансформатора, що узгоджує, що погіршує масогабаритні й енергетичні показники двоканального джерела живлення в цілому. В основу винаходу покладене завдання удосконалити двоканальне джерело живлення, в якому завдяки додатковому введенню другого трифазного індуктивно-ємнісного перетворювача, та його підключенню, відсутності трансформатора, що узгоджує, досягається зменшення масогабаритних розмірів і енергетичних показників. Поставлене завдання досягається тим, що в двоканальне джерело живлення, що містить трифазний індуктивно-ємнісний перетворювач, вхід якого утворює вхідні виводи, перший і другий трифазні мостові випрямлячі, перший і другий комутатори із системою керування, включені на виходи постійного струму відповідно першого і другого випрямлячів, при цьому вихідними виводами першого каналу є виводи катодних груп обох випрямлячів, виводи анодних груп яких є вихідними виводами другого каналу, згідно з винаходом, додатково введено другий трифазний індуктивно-ємнісний перетворювач, вхід якого підключений до відповідних вхідних виводів джерела, а виходи першого і другого індуктивно-ємнісного перетворювачів приєднані до вхідних виводів відповідних мостових випрямлячів, при цьому кожен індуктивно-ємнісний перетворювач містить три ланцюжки послідовно з'єднаних дроселя і конденсатора, з'єднаних у трикутник, вершини якого утворюють вхід перетворювача, а його вихід утворений точками з'єднання дроселів і конденсаторів, що входять у ланцюжок, причому з'єднання дроселів і конденсаторів у ланцюжках першого і другого індуктивно-ємнісного перетворювачів виконано в зворотній послідовності. На фіг.1 приведена схема .двоканального джерел живлення, а на фіг.2 - часові діаграми, що пояснюють роботу пристрою: а) комутатор 5 працює в широтно-імпульсному режимі, б) комутатор 4 працює в широтноімпульсному режимі, в) комутатори 4 і 5 працюють в широтно-імпульсному режимі. Двоканальне джерело живлення містить трифазний індуктивно-ємнісний перетворювач 1, вхід якого утворює вхідні виводи, перший 2 і другий 3 трифазні мостові випрямлячі, перший 4 і другий 5 комутатори із системою керування 6, включені на виходи постійного струму відповідно випрямлячів 2 і 3, при цьому ви хідними виводами першого каналу, до яких приєднане навантаження 7, є виводи катодних груп обох випрямлячів, виводи анодних груп яких є вихідними виводами другого каналу і до них підключене навантаження 8, додатковий другий трифазний індуктивно-ємнісний перетворювач 9, вхід якого підключений до відповідних вхідних виводів джерела, а виходи першого 1 і другого 9 індуктивно-ємнісного перетворювачів приєднані до вхідних виводів відповідних мостових випрямлячів 2 і 3. Кожен індуктивно-ємнісний перетворювач містить три ланцюжки послідовно з'єднаних дроселя 10 і конденсатора 11 (перетворювач 1), дроселя 12 і конденсатора 13 (перетворювач 9), з'єднаних у трикутник, вершини якого утворюють входи перетворювача, а його вихід утворено точками з'єднання дроселів і конденсаторів, що входять у ланцюжок, причому з'єднання дроселів і конденсаторів у ланцюжках першого і другого індуктивно-ємнісного перетворювачів виконано в зворотній послідовності, тобто ланцюжок перетворювача 1 утворений з'єднанням дроселя 10 і конденсатора 11, а перетворювача 9 – конденсатора 13 і дроселя 12 (перші елементи в ланцюжках перетворювачів приєднані до вхідних виводів джерела живлення). Двоканальне джерело живлення працює таким чином. У вихідному стані система керування 6 забезпечує подану на керуючі входи комутаторів 4 і 5 (тиристори, що замикаються, транзистори) сигнали, що переводять комутатори у відкритий стан. Комутатори 4 і 5 шунтують виходи випрямлячів 2 і 3, що забезпечує, у свою чергу, замикання через випрямлячі 2 і 3 виходів індуктивноємнісних перетворювачів 1 і 9. Струм у навантаженнях 7 і 8 при цьому відсутній. Стан комутаторів 4 і 5, буде обумовлюватися сигналами керування UY4 і UY5, що надходять із блоку керування 6. Джерело живлення забезпечує реверс стр уму в навантаженнях, а також його регулювання; двополярне широтно-імпульсне регулювання. На часовій діаграмі (фіг.2, 3, 4) показані три випадки: а) комутатор 4 замкнутий протягом роботи пристрою, а комутатор 5 працює в широтно-імпульсному режимі, забезпечуючи імпульси струму в навантаженнях 7 і 8. визначеної шпаруватості і напрямку, б) комутатор 5 замкнутий на всьому протязі роботи пристрою, а комутатор 4 працює в широтно-імпульсному режимі, забезпечуючи імпульси струму в навантаженнях 7 і 8 визначеної шпаруватості, але іншого напрямку, в) комутатори 4 і 5 працюють в широтно-імпульсному режимі (T=t4 +t5, дe t 4 час замикання комутатора 4; t5 - час замикання комутатора 5 (розімкнути стан комутатора 4); Т - період струму в навантаженнях). Слід зазначити, що а) і б) ілюструють однополярне широтно-імпульсне регулювання, а в) двополярне широтно-імпульсне регулювання. У залежності від режиму роботи джерела живлення (однополярне чи двополярне широтно-імпульсне регулювання) система керування б забезпечує визначену послідовність подачі сигналів на керуючі входи комутаторів. Розглянемо однополярне широтно-імпульсне регулювання струму в навантаженнях. У залежності від необхідного напрямку і заданої величини струму в навантаженнях 7 і 8 система 6 подає сигнал керування на комутатор 4 (комутатор 5) постійно, забезпечуючи його постійне включення, а на комутатор 5 (комутатор 4) сигнал, що забезпечує широтно-імпульсний режим його роботи, причому шпаруватість широтно-імпульсного сигналу буде відповідати запаній величині струму в навантаженнях необхідного (зворотною) напрямку. При замкнутому комутаторі 4 вихід індуктивно-ємнісного перетворювача 1 шунтовано через випрямляч 2. При цьому, під час паузи на керуючому вході комутатора 5, по навантаженнях 7 і 8 буде протікати струм, величина якого визначається параметрами індуктивно-ємнісного перетворювача 9, по ланцюзі: катодна група випрямляча 3, навантаження 7, комутатор 4, навантаження 8, анодна група випрямляча 3. Поява сигналу на керуючому вході комутатора 5. забезпечує його замикання, що приводить до шунтування випрямляча 3 (індуктивно-ємнісного перетворювача 9). Струм у навантаженнях 7 і 8 при цьому відсутній. Відсутність сигналу на керуючому вході комутатора 5 приводить до його розмикання, струм у навантаженнях 7 і 8 знову потече в тому же напрямку. Змінюючи тривалість включеного і відключеного стану комутатора (шпаруватість) регулюють величину струм у в навантаженнях при даному напрямку. Для зміни струму в навантаженнях 7 і 8 система керування 6 подає на керуючий вхід комутатора 4 - сигнал, що забезпечує широтно-імпульсний режим; комутатора 4. Комутатор 5 шунтує крізь випрямляч 3 індуктивно-ємнісний перетворювач 9. При цьому, під час паузи на керуючому вході комутатора 4 по навантаженнях 7 і 8 буде протікаю струм по ланцюзі: катодна група випрямляча 2, навантаження 7, комутатор 5, навантаження 8, анодна група випрямляча 2. Поява сигналу на вході комутатора 4, забезпечує його замикання і знеструмлення навантажень. Відсутність сигналу на керуючому вході комутатора 4 .забезпечує знову появу стр уму в навантаженнях. Змінюючи шпаруватість сигналу керування комутатора 4 можливо регулювати середнє значення струму в навантаженнях іншого напрямку. Для забезпечення двухполярного широтно-імпульсного регулювання струму в навантаженнях 7 і 8 система керування 6 на протязі періоду Т по черзі подаються сигнали керування на комутатори 4 і 5 (tB4=tП5, t B5 =tП4, Т=tB4 +tП4=tB5 =tП5 де tB - час включення; tП - час паузи відповідних комутаторів). При цьому, якщо tB4 =tB5, tП4=tП 5, то середнє значення струму в навантаженнях 7 і 8 буде дорівнювати нулю. Збільшуючи tB4 (tП4) чи збільшуючи tB5 (tП5) можливо змінювали середнє значення струму в навантаженнях того чи іншого напрямку. Проноси, що будуть відбуватися в джерелі, аналогічні розглянутому вище. Двухполярное широтно-імпульсне регулювання струму в навантаженнях при шпаруватості j=0,5 включення комутаторів 4, 5 і Т=Var можна розглядати як регулювання частоти (однофазний перетворювач частоти). З'єднання дроселів і конденсаторів у ланцюжках індуктивно-ємнісного перетворювача 1 і індуктивно-ємнісного перетворювача 9 у зворотній послідовності забезпечує підключення до відповідним входам джерела (фази трифазної системи напроти) реактивних елементів різного характеру (індуктивності і ємності). Це, у свою чергу у всіx розглянути х режимах, забезпечує компенсацію реактивних складових струмів індуктивно-ємнісних перетворювачів у фазах вхідної трифазної мережі напруги, тобто в режимах короткого замикання і навантаження коефіцієнт потужності практично дорівнює одиниці. Таким чином, пристрій забезпечує широкі функціональні можливості: реверс, регулювання струму в навантаженнях обох каналів (однополярне і двополярне широтно-імпульсне регулювання), регулювання частоти струму в навантаженнях при постійній амплітуді при зменшенні масогабаритних показників за рахунок виключення трансформатора, що узгоджує, а також підвищення енергетичних показників за рахунок підключення індуктивно-ємнісних перетворювачів.