Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности для усиления реактивной мощности и преобразования ее в активную.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известен преобразователь энергии, который по совокупности существенных признаков может быть выделен как наиболее близкий аналог, содержащий источник питания, силовой трансформатор с первичной и вторичной обмоткой, к которой подключена активная нагрузка, параллельный колебательный контур, настроенный на резонанс токов, и трансформатор тока, причем колебательный контур подключен параллельно выходу источника питания, первичная обмотка трансформатора тока включена последовательно между катушкой индуктивности и конденсатором, а вторичная обмотка трансформатора тока через первый выпрямитель соединена с первичной обмоткой силового трансформатора и шунтирована вторым выпрямителем (патент на полезную модель RU 86364, опубликован 27.08.2009).

Недостатком этого преобразователя является применение полупроводниковых диодов в режиме однополупериодного выпрямления, что приводит к значительному искажению формы синусоидальной кривой напряжения и тока и связанным с этим потерям, результатом этого является низкий КПД.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является использование усиленной реактивной мощности для питания активной нагрузки. В результате решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в усилении реактивной мощности и преобразовании ее в активную.

Указанный технический результат достигается тем, что резонансный преобразователь содержит фазосдвигающее устройство 1 со входом, подключенным к источнику переменного тока, и тремя выходами, к которым подключены первичные обмотки силовых разделительных трансформаторов 2, 3 и 4, вторичные обмотки трансформаторов 2 и 3 соединены последовательно между собой и с активной нагрузкой 8, причем концы обмоток соединены между собой, а к началам подключена активная нагрузка 8, вторичные обмотки трансформаторов 3 и 4 также соединены последовательно между собой и с конденсатором 7, причем начало вторичной обмотки трансформатора 4 соединено с концом вторичной обмотки трансформатора 3, а к началу вторичной обмотки трансформатора 3 и к концу вторичной обмотки трансформатора 4 присоединен конденсатор 7.

Получение технического результата при использовании заявленного изобретения возможно только за счет искусственного сдвига фазы между напряжением и током активной нагрузки путем получения единого источника переменного напряжения с помощью вычитания двух переменных напряжений, сдвинутых друг от друга на угол 45 градусов, нагружение его на активную нагрузку и компенсации во вторичных цепях силовых разделительных трансформаторов полученного тока нагрузки с помощью реактивных элементов ёмкостного характера.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами,-где:

на фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема резонансного преобразователя;

на фиг. 2 представлена векторная диаграмма, поясняющая работу резонансного преобразователя.

Лучший вариант осуществления изобретения

Резонансный преобразователь, принципиальная электрическая схема которого изображена на фиг.1 , содержит фазосдвигающее устройство 1 со входом, подключенным к источнику переменного тока и трем выходам, к которым подключены первичные обмотки силовых разделительных трансформаторов 2, 3 и 4, вторичные обмотки трансформаторов 2 и 3 соединены последовательно между собой и с активной нагрузкой 8, причем концы обмоток соединены между собой, а к началам подключена активная нагрузка 8, вторичные обмотки трансформаторов 3 и 4 также соединены последовательно между собой и с конденсатором Ί, причем начало вторичной обмотки трансформатора 4 соединено с концом вторичной обмотки трансформатора 3, а к началу вторичной обмотки трансформатора 3 и к концу вторичной обмотки трансформатора 4 присоединен конденсатор 7.

Схема работает следующим образом. На вход фазосдвигающего устройства 1 подается переменное напряжение определенной частоты. С выходов фазосдвигающего устройства снимаются три переменных напряжения той же частоты, что и на входе, причем фаза напряжения первого выхода Ui отстает от фазы напряжения второго выхода U ₂ на 45 градусов, а их величина одинакова. За счет встречного последовательного соединения вторичных обмоток напряжение U ₂ вычитается из напряжения Ό , в результате получается суммарное напряжение £U, которое прикладывается к нагрузке 8, в результате чего, в цепи нагрузки начинает протекать ток нагрузки I _H . RC цепь, состоящая из конденсатора 6 и резистора 5 подключена параллельно вторичной обмотке силового разделительного трансформатора 2 и образует одну ветвь компенсации. Фаза напряжения трансформатора 4 и _ДОб - сдвинута относительно фазы суммарного напряжения £U на 180 градусов, а его величина такова, чтобы при сложении его вектора с вектором напряжения U] получался вектор напряжения компенсации U _Kl , отстающий по фазе от вектора напряжения и _ДОб . на угол 90 градусов. Полученный в результате сложения вышеуказанных напряжений источник с напряжением компенсации U _K i нагружается на конденсатор 7, образуя вторую ветвь компенсации. В результате, протекающие по этим ветвям токи компенсируют ток нагрузки для каждого из трансформаторов, вследствие чего результирующий ток трансформаторов 2 и 3 равен нулю. Остается только режим потребления активной мощности трансформатором 4, но он в два раза меньше, чем активная мощность в цепи нагрузки.

На векторной диаграмме, изображенной на фиг.2, графически показаны физические процессы, происходящие в схеме резонансного преобразователя, где:

Όι - напряжение трансформатора 2 (В);

U ₂ - напряжение трансформатора 3 (В);

и _д0б . - напряжение трансформатора 4 (В);

ZU - суммарное напряжение двух трансформаторов 2 и 3 (В);

Ui _d - суммарное напряжение компенсации трансформаторов 3 и 4 (В);

1 _Н - ток нагрузки (А);

I _k i - ток ветви компенсации трансформатора 3 (А);

I а - ток ветви компенсации трансформатора 2 (А);

ψ _! - фазовый угол между током нагрузки и напряжением трансформатора 3 (градус); φ ₂ - фазовый угол между током нагрузки и напряжением трансформатора 2 (градус).