ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ДОЗИРОВАННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ЭНЕРГИИ И ПИТАНИЕМ ОТ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
CONVERTER WITH DOSED TRANSFER OF ENERGY AND SUPPLY FROM AC GRID

Изобретение относится к гальванотехнике, электронагреву, а так же для зарядки - тренировки и восстановления от сульфатации аккумуляторных батарей.
Известен преобразователь, предназначенный для заряда АКБ униполярными импульсами тока с частотой следования, равной удвоенной частоте в питающей сети. Особенностями установки являются отсутствие крупногабаритного дорогостоящего силового трансформатора, простота и надежность (описан в учебном пособии Л.П.Шичков, В.Б.Людин «Электротехнологические установки заряда аккумуляторов», 2003, 54 с. и Л.П.Шичков, К.И.Тюхтин, А.Н.Струков «Выпрямитель для регенеративного заряда аккумуляторов», МЭСХ, 2009, №7 - 25 с.). Недостатками преобразователя являются: выход только на нагрузку постоянного тока, непосредственная коммутация цепей накопительных конденсаторов и отсутствие индикации работы системы управления силовым тиристором.
Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей электропреобразователя и повышении его надежности.
Преобразователь с дозированной передачей энергии и питанием от сети переменного тока (фиг.1), содержащий блок 11 накопительных конденсаторов 1, одна обкладка которого соединена с катодом входного диода 2, подключенного анодом к первой клемме сети, а второй вывод входного диода 2 - к аноду тиристора 5, управляемого с синхронизирующей от сети системой фазового управления 6, состоящей из понижающего импульсного трансформатора 12 с ограничительными резисторами 13, 14 в первичной и вторичной его цепях, причем во вторичную цепь включены в прямом и обратном направления диоды 15, 16 системы однополупериодного выпрямления, причем анод тиристора 5 соединен с катодом входного диода 2, а катод тиристора 5 является первым выходом нагрузки постоянного тока, а второй выход образован точкой соединения второй клеммы сети с анодом диода 3.
При положительной полуволне сетевого напряжения батарея дозирующих конденсаторов 1 заряжается током по цепи: диод 2, тиристор 8 при включенном контакте 9 ограничительного резистора 10 тиристора 8, батарея конденсаторов 1, диод 4, плюсовой вывод нагрузки, диод 3. При этом за счет отсутствия напряжения управления тиристор 5 цепи разряда закрыт. При отрицательной полуволне сетевого напряжения батарея дозирующих конденсаторов 1 за счет диода 2 отключается от питающей сети переменного тока и за счет открытия управляющим напряжением тиристора 5 разряжается по цепи: диод 7, тиристор 5, плюсовой вывод нагрузки и диод 3. Затем процесс заряда - разряда дозирующих конденсаторов повторяется. При этом через нагрузку протекает постоянный ток, неизменный для данного сопротивления нагрузки, сила которого устанавливается суммарной емкостью дозирующих конденсаторов 1. Резисторы 13,14 в системе фазового управления трансформатора 12 ограничивают до необходимого значения мощность сигнала управления тиристором 5. Диоды 15, 16 в системе фазового управления исключают подмагничивание трансформатора 12 постоянным током и тем самым исключают завышение его мощности, а диод 16 обеспечивает управление тиристором 5 только в моменты его открытия, что ведет к снижению потерь мощности на его управляющем переходе и соответственно к снижению его нагрева.
Рассматриваемый выпрямитель с дозированной передачей энергии, по существу, функционирования является источником, который при определенных параметрах дозирующей батареи конденсаторов и параметров электрической цепи нагрузки обеспечивает практически неизменный ток нагрузки. То есть, является источником тока и обеспечивает постоянство тока нагрузки. Это иллюстрируют временные диаграммы тока и напряжения фиг.2. В течение положительного голупериода Т/2 сетевого напряжения батарея дозирующих конденсаторов заряжается током i, протекающим через диод 2 и нагрузку. При этом ток заряда i батареи к концу полупериода Т/2 спадает до нуля ранее напряжения u на угол φ, и тем самым исключается возможность «прорыва» преобразователя сетевым напряжением при включении тиристора 5 (фиг.2). При отрицательном полупериоде Т/2 сетевого напряжения за счет открытия тиристора 5 батарея конденсаторов разряжается на нагрузку током i в течение интервала времени 4τ<Т/2, так как длительность ее заряда была менее Т/2, и тем самым тиристор 5 надежно закрывается перед очередным зарядом конденсаторной батареи через диод 2 и нагрузку.