ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в системах электроснабжения, электротермии, питания оптических квантовых генераторов, а также для заряда емкостных накопителей, аккумуляторных батарей, в установках магнитно-импульсной обработки металлов, в генераторах накачки импульсных лазеров, в машинах конденсаторной контактной электросварки, в установках техники физических экспериментов и т.д.
μ
s
Практически во всех источниках электропитания неизменным током, использующих индуктивно-емкостной преобразователь (ИЕП), в качестве согласующего элемента и (или) гальванической развязки применяются трансформаторы, в которых присутствуют индуктивность намагничивания L и индуктивность рассеяния L.
Известна схема Бушеро (Белостоцкий Б.Р., Любавский Ю.В., Овчинников В.М. Основы лазерной техники. М., «Советсткое радио», 1972, стр.245, рис.4.7.а) [1], представляющая собой последовательный колебательный LC-контур, подключенный к источнику синусоидального напряжения и настроенный в резонанс, причем нагрузка подключена параллельно конденсатору.
Существуют различные модификации резонансных контуров ИЕП, среди которых наибольшее применение нашли ИЕП с симметричной Т-образной резонансной схемой, состоящей из двух последовательно соединенных одинаковых катушек индуктивности, размещенных на общем магнитопроводе и включенных между первой клеммой источника переменного напряжения и нагрузкой, и конденсатора, первый вывод которого подключен к общей точке катушек, а второй к проводнику, соединяющему вторую клемму источника с нагрузкой [1].
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является индуктивно-емкостный преобразователь, содержащий настроенные в резонанс на частоте питающей сети конденсатор и дроссель, выполненный из двух последовательно соединенных частей, причем нагрузкой является согласующий трансформатор [1, стр.245, рис.4.7.б].
Недостатком данной схемы, как и указанных выше, является повышенные массогабаритные и стоимостные показатели из-за наличия двух электромагнитных элементов - дросселя резонансного контура и согласующего трансформатора.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в уменьшении массогабаритных показателей, а также в уменьшении стоимости устройства.
Для получения указанного технического результата в индуктивно-емкостном преобразователе, содержащем источник гармонической ЭДС, конденсатор, согласующий трансформатор и нагрузку, подключенную ко вторичной обмотке трансформатора, конденсатор включен последовательно с источником гармонической ЭДС и первичной обмоткой согласующего трансформатора, при этом конденсатор, индуктивность рассеяния первичной обмотки согласующего трансформатора и индуктивность намагничивания трансформатора образуют резонансный контур, причем
где ω - круговая частота питающей сети,
С - емкость резонансного колебательного контура,
s
L - индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора,
μ
L - индуктивность намагничивания трансформатора
На фиг. представлена схема заявляемого индуктивно-емкостного преобразователя.
Индуктивно-емкостный преобразователь (см. фиг.) содержит последовательно соединенные источник гармонической ЭДС 1, конденсатор 2 и первичную обмотку согласующего трансформатора 3, второй вывод которой подключен ко второму выводу источника гармонической ЭДС 1, а также нагрузку 4, подключенную ко вторичной обмотке трансформатора 3.
Индуктивно-емкостный преобразователь работает следующим образом. В колебательном контуре, образованном конденсатором 2, индуктивностью рассеяния и индуктивностью намагничивания трансформатора 3 и настроенном на частоту питающей гармонической ЭДС, возникает резонанс напряжений.
s
μ
При этом напряжение на первичной и вторичной обмотках трансформатора 3 пропорционально величине нагрузки 4, а ток нагрузки 4 остается неизменным при ее изменениях в широких пределах. Величина тока нагрузки 4 определяется, как  и требует проектирования и изготовления трансформатора 3 с заданной величиной L=L+L.
Данное схемное решение может быть использовано и в трехфазных системах электропитания, имеющих согласующий силовой трансформатор, причем резонансные контура образуются путем включения в фазные провода первичных обмоток трехфазного трансформатора конденсаторов, величина которых определяется условием резонанса с индуктивностями рассеяния и намагничивания каждой из первичных обмоток трансформатора.
Вторичные обмотки трехфазного трансформатора должны быть нагружены на симметричную нагрузку, в частности, на выпрямитель, собранный по схеме Ларионова.
В заявляемом устройстве отпадает необходимость использовать в резонансном контуре дроссель, а массогабаритные показатели трансформатора с наперед заданной величиной L будут меньше, чем массогабаритные показатели обычных сетевых трансформаторов.