Источник электропитания переменный ток – постоянный ток

1 Предпосылки создания изобретения Данное изобретение касается источника электропитания переменный ток - постоянный ток и, в частности, источника электропитания,который подходит для обеспечения необходимого электропитания постоянного тока для установок электролизных элементов, предназначенных для электролиза воды с целью освобождения газа водорода и кислорода. Однако, в общем изобретение подходит для любого конкретного применения, где имеется электропитание от сети переменного тока, но требуется электропитание постоянного тока. Общеизвестно двухполупериодное выпрямление многофазного напряжения источника электропитания переменного тока для получения выходного напряжения псевдопостоянного тока. В случае однофазного источника электропитания от сети напряжением 240 В, частотой 50 Гц, среднее напряжение постоянного тока, производимое за полный период (выпрямителя типа Н-образного моста), составляет 216 В. Однако, нагрузки, питающиеся от источника электропитания постоянного тока, обычно требуют более низкие напряжения. В случае установок электролизных элементов, таких как газогенератор AQUAGAS 3 заявителя, требуется напряжение постоянного тока порядка 33 В. Чтобы обеспечить это требование, обычно сетевое напряжение переменного тока преобразуют до соответствующего более низкого уровня перед выпрямлением для получения желаемого выходного напряжения постоянного тока. Недостаток такого способа заключается в том, что трансформаторы промышленной частоты с номинальной мощностью свыше 10 кВт являются большими и тяжелыми из-за магнитной цепи и компенсации реактивного сопротивления рассеяния. Другой известный способ формирования желаемого напряжения электропитания постоянного тока от постоянной сети переменного тока заключается в использовании управляемых коммутационных элементов в мостовой выпрямительной схеме. Ими могут быть устройства типа мощных транзисторов, однооперационных триодных тиристоров или двухоперационных диодных тиристоров. Среднее значение выходного напряжения постоянного тока можно регулировать, управляя временем включения (а возможно, также и выключения) коммутационных элементов. Недостаток этого способа заключается в том, что форма выходной волны является"бугорчатой", даже если на выходе постоянного тока используются сглаживающие накопительные конденсаторы. Некоторые нагрузки чувствительны к меняющимся со временем изменениям уровня напряжения постоянного тока. К ним относятся такие устройства постоянного тока, как установки электролизных элементов. Некоторые могут быть достаточно чувствительны, настолько, что возникает неудовлетвори 001816 2 тельная работа с такой формой выходной волны. Имеются другие проблемы, связанные с известным типом источника электропитания,имеющим однофазное напряжение переменного тока, понижающий трансформатор и мостовую схему управляемого выпрямителя. Эти проблемы заключаются в большом броске тока трансформатора при запуске и чувствительности к дисбалансам фаз, если используются две фазы номинального трехфазного источника электропитания, а не одна фаза и нейтральный провод,или все три фазы. Задача изобретения Поэтому, задачей настоящего изобретения является создание источника электропитания переменный ток - постоянный ток, который преодолевает некоторые из недостатков известного уровня техники или по меньшей мере обеспечивает общество полезным выбором. Краткое изложение сущности изобретения В соответствии с первым аспектом изобретение состоит из источника электропитания переменный ток - постоянный ток, содержащего: трехфазный выпрямитель, вырабатывающий первое выпрямленное выходное напряжение из входного напряжения,управляемый трехфазный инвертор, принимающий первое выпрямленное выходное напряжение и вырабатывающей трехфазное выходное напряжение псевдопеременного тока,имеющее частоту выше частоты трехфазного напряжения переменного тока, подаваемого на выпрямитель,трехфазный трансформатор, принимающий упомянутое трехфазное выходное напряжение псевдопеременного тока, и второй трехфазный выпрямитель, принимающий преобразованное трехфазное выходное напряжение псевдопеременного тока с трансформатора и вырабатывающий выходное напряжение постоянного тока. В соответствии со вторым аспектом изобретение содержит управляемый трехфазный инвертор, принимающий напряжение постоянного тока для получения трехфазного выходного напряжения псевдопеременного тока, содержащий: мостовую схему с тремя ветвями,причем каждая ветвь упомянутой мостовой схемы содержит по меньшей мере, один управляемый,коммутационный элемент,по меньшей мере, один коммутационный элемент одной из упомянутых ветвей формирует опорную фазу, при этом управление напряжением инвертора осуществляется посредством фазовой модуляции. В соответствии с третьим аспектом изобретение содержит трехфазный инвертор с мягким переключением, принимающий входное напряжение постоянного тока и вырабатываю 3 щий трехфазное выходное напряжение псевдопеременного тока, содержащий: по меньшей мере, два коммутационных элемента на фазу,причем каждый упомянутый коммутационный элемент имеет подсоединенный параллельно ему емкостной элемент, и каждая фаза выходного напряжения включает индуктивный элемент, причем соответствующие емкостный элемент и индуктивный элемент каждой фазы образуют резонансный LC-контур, а управление каждым упомянутым коммутационным элементом осуществляется таким образом, чтобы иметь "мертвое" время между фазами переключения, и в течение этого времени упомянутый резонансный LC-контур вызывает включение следующего последовательно включенного коммутационного элемента при по существу нулевом напряжении на нем во времени переключения. В соответствии с четвертым аспектом изобретение включает способ управления выходным напряжением трехфазного инвертора, заключающийся в том, что назначают первую фазу в качестве опорной фазы,управляют относительным фазовым сдвигом одной из двух других фаз так,чтобы уменьшалась разность фаз, и управляют относительным фазовым сдвигом третьей фазы так, чтобы разность фаз между третьей фазой и первой фазой увеличивалась. Дополнительные аспекты данного изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники после прочтения описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Краткое описание чертежей Теперь будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет электрическую блоксхему источника электропитания переменный ток - постоянный ток; фиг. 2 представляет электрическую блоксхему изображенного на фиг. 1 источника электропитания; фиг. 3 а и 3 в представляют вид сверху и вид в поперечном разрезе коаксиального трехфазного трансформатора, соответственно; фиг. 4 а-4 с представляют схемы состояния переключения для каскада инвертора регулятора; фиг. 5 изображает относительный фазовый сдвиг между фазами выходного напряжения инвертора регулятора; фиг. 6 представляет электрическую блоксхему платы управления; 4 фиг. 7 и 8 представляют временные диаграммы стробирующих сигналов для коммутационных элементов каскада инвертора; фиг. 9 изображает формы волны напряжения и тока для варианта осуществления источника электропитания. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения Фиг. 1 изображает обобщенную блоксхему источника электропитания 10, содержащего несколько включенных последовательно каскадов. На входные клеммы 12, 14, 16 источника электропитания 10 поступает трехфазное напряжение переменного тока. Электропитание обычно является легко доступным от сети, которая в Новой Зеландии представляет напряжение 400 В (между фазами), частота 50 Гц. Ясно,что возможны и другие напряжения и частоты трехфазного электропитания, включая электропитание с напряжением 200 В, частоты 60 Гц,принятое в Соединенных Штатах Америки. На клемму 18 поступает также нейтральный опорный потенциал сетевого источника электропитания. Каскад 30 трехфазного выпрямителя принимает сетевое электропитание, выпрямляя его до уровня постоянного тока на выходной шине 32, 34 постоянного тока, поддерживаемого накопительным конденсатором 36, который сглаживает форму волны напряжения. Для улучшения коэффициента передачи входной мощности также можно включить соединительные дроссели. Управляемый инвертор 40 принимает выпрямленное напряжение постоянного тока и осуществляет его прерывание с целью образования трехфазного выходного напряжения псевдопеременного тока на частоте выше (и обычно выше на несколько порядков по величине), чем частота напряжения сети. Коммутационные элементы инвертора 40 управляются схемами управления 42, подсоединенными к инвертору 40 с помощью множества стробирующих линий 44. Схемы управления 42 также принимают опорное напряжение между фазой и нейтральным проводом от одной из фаз напряжения электропитания переменного тока и нейтральным проводом сети, как показано соединяющими линиями 52, 54. Трехфазное выходное напряжение псевдопеременного тока от инвертора 40 передается через выходные линии 46, 48, 50 к (обычно) понижающему высокочастотному трансформатору 60. Трансформированное напряжение псевдопеременного тока, появляющееся в выходных линиях 62, 64, 66 от трансформатора, в свою очередь проходит в следующий каскад 70 выпрямителя, с помощью которого формируется выходное напряжение постоянного тока для источника 10 электропитания и появляется на выходных клеммах 72, 74. Трансформатор 60 в предпочтительном варианте имеет постоянный коэффициент транс 5 формации, и поэтому на выходных клеммах 72,74 появляется выходное напряжение, только приближающееся к желательному максимальному. Таким образом, управление выходным напряжением в пределах между полным номинальным выходным напряжением и уменьшенной или регулируемой величиной производится схемами управления 42, управляющими стробированием управляемых коммутационных элементов инвертора 40. Как отмечалось выше, преимущество использования трехфазного сетевого электропитания по сравнению с использованием однофазного сетевого электропитания заключается в устранении эффектов разбаланса фаз. Теперь будет приведено описание конкретного варианта осуществления источника электропитания переменный ток - постоянный ток, который является подходящим для использования с генератором AQUAGAS настоящего заявителя. Это газогенера - тор, который может выдавать 4,3 м 3 смешанного газа водорода и кислорода в час, потребляя, соответственно, 17 литров воды. Газогенератор такой мощности требует источник электропитания постоянного тока приблизительно 10 кВт, 300 А, 33 В. Однако должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничено использованием с газогенератором для электролиза, скорее оно в равной степени применимо во всех случаях, где требуется управляемое электропитание постоянного тока и имеется трехфазное электропитание. Другие такие применения могут включать электросварку, гальваническое покрытие, управление устройствами постоянного тока, зарядку аккумуляторных батарей, источники бесперебойного электропитания и т.п. На фиг. 2 показана подробная электрическая блок-схема воплощающего изобретение источника 100 электропитания. Составные части, одинаковые с показанными на фиг. 1, представлены аналогичными ссылочными позициями. На источник 100 электропитания с номинальной мощностью 10 кВт (300 А, напряжения постоянного тока), подается электропитание 400 В, 50 Гц трехфазного напряжения от сети переменного тока. Напряжение переменного тока поступает через разъединитель 102 и встроенные плавкие вставки 104 на обычную схему 106 фильтра подавления помех. Затем отфильтрованное трехфазное напряжение переменного тока проходит в каскад 30 выпрямителя. Диоды,составляющие каскад 30 выпрямителя, должны быть рассчитаны на выдерживание обратного максимального напряжения, равного по меньшей мере 540 В. Уровень напряжения в шине постоянного тока составляет 540 В. Схема 110 плавного запуска является составной частью упомянутой шины 34 постоянного тока нулевой шины постоянного тока. Действие этой схемы основано на работе разъеди 001816 6 нителя 102 для установления электропитания так, чтобы шунтирующий резистор 112 ограничивал бросок тока, вызываемый зарядкой трансформатора, и после некоторого периода времени закорачивался управляемым контактором 114, при срабатывании замыкающего контакта 116, управление которым, в свою очередь,осуществляется с платы управления 120. Инвертор регулятора 40 состоит из двухполупериодной трехфазной мостовой схемы,имеющей шесть коммутационных элементов, в одном предпочтительном варианте являющихся биполярными транзисторами с изолированным затвором (БТИЗ). Одним предпочтительным с практической точки зрения БТИЗ является модуль FUJI 6MB150F120, содержащий шесть коммутационных элементов БТИЗ на 50 А, 1200 В. На фиг. 2 показаны электроды коллектора,затвора и эмиттера. Переключение элементов БТИЗ осуществляется под управлением платы 130 запуска БТИЗ, управление которой, в свою очередь, осуществляется с платы 120 управления. Плата 130 запуска БТИЗ, в свою очередь,управляется платой 120 управления. Электроды затворов элементов 140 БТИЗ переключаются таким образом, чтобы синтезировать трехфазное выходное напряжение псевдопеременного тока(волны в виде меандра), на линиях 46-50 инвертора 40, содержащих встроенные дроссели 142,назначение которых будет описано ниже. В конкретном предпочтительном варианте трансформатор 60 представляет собой коаксиально намотанный трансформатор с ферритовым сердечником в конфигурации звезда - звезда. Коэффициент трансформации трансформатора 60 предпочтительно составляет 13,5:1, что означает, что номинальное максимальное фазное напряжение на первичной обмотке 540 дает в результате 40 В на вторичной обмотке. Среднеквадратичное трехфазное выходное напряжение 31 В частоты 16 кГц со вторичной обмотки трансформатора, появляющееся в выходных линиях 62-66, поступает на дополнительный выпрямитель 70 для формирования выходного напряжения постоянного тока с номинальным уровнем 33 В на выходных клеммах 72, 74. Каскад выпрямителя 70 состоит из импульсных диодов, типа диодных модулей 6 SGSThomson BYV225-200. Каждый модуль содержит два диода на 100 А 200 В с временем восстановления при переключении в обратном направлении 80 нс, которые работают параллельно. Перед выходной клеммой 72 V0+ имеется встроенный дроссель 144, который служит для сглаживания небольших составляющих переменного тока в выходном постоянном токе. Рассмотрим коаксиальный трансформатор 60, ссылаясь на фиг. 3 а и 3 в, соответственно, на которых представлены вид сверху и вид в поперечном разрезе варианта осуществления трансформатора 60. Трансформатор состоит из трех 7 медных трубок 150, впаянных в три отверстия,вырезанные в медной пластине 152, которая образует трехфазную нейтральную точку (звезду). Свободные концы трубок 150 образуют выходные (вторичные) клеммы 154, 156, 158 трансформатора. Таким образом, медные трубки 150 образуют одновитковую вторичную обмотку. Ферритовые тороиды снабжены резьбой по соответствующей медной трубке 150. Три первичных обмотки 162, 164, 166 намотаны через смежные пары медных трубок 150 и между ними. Для ясности на фиг. 3 в показано упрощенное изображение первичной обмотки 166. Для ясности на фиг. 3 в показана внутренняя периферия каждой из медных трубок 150. Внутренняя периферия каждой из медных трубок 150 дополнительно включает в себя изолирующую (миларовую) втулку 168 для предотвращения короткого замыкания первичной обмотки на вторичную обмотку, образованную соответствующей трубкой. Первичная обмотка во вторичной обмотке образована из многожильного провода 5 мм 2 (1024 жилы х 40 проводов AWG (Американского сортамента проводов и окружена имеющей соответствующую форму теплостойкой трубчатой изоляцией. Выбор трехфазной конфигурации означает, что ток во вторичной обмотке уменьшен по сравнению с однофазной реализацией. Это является важным преимуществом по нескольким причинам. При токе 300 А требуется значительная площадь поперечного сечения проводника,и этого трудно достичь, поскольку толщина меди на частоте 16 КГц составляет только 0,5 мм. Кроме того, если выходное напряжение трансформатора подлежит выпрямлению, возникает другая трудность, заключающаяся в том, что импульсные диоды в настоящее время имеются только в модулях с допустимыми значениями тока до 200 А. При использовании трехфазного коаксиального трансформатора, номинальное значение выходного тока 300 А разделяется по трем фазам. Использование высокочастотного трансформатора позволяет при том же эквивалентном номинальном значении мощности на порядок облегчить трансформатор, по сравнению с обычным низкочастотным трансформатором и уменьшить на половину его стоимость. Это обусловлено тем, что для минимизирования площади сердечника и получения максимального напряжения должна быть увеличена либо частота,либо количество витков. Увеличение количества витков ведет к увеличению индуктивности рассеяния и, следовательно, большому падению напряжения на трансформаторе. Один вариант трансформатора 60, проверенный в качестве составной части показанного на фиг. 2 источника электропитания, имел приблизительные размеры 200 х 150 х 150 мм. Измерения на таком трансформаторе показали, что коэффициент связи первичной обмотки со вто 001816 8 ричной обмотки был равен 99,95%, вследствие этого индуктивность рассеяния составила только 0,05% от индуктивности первичной обмотки. При более высоком отношении длины к ширине получится даже более высокий коэффициент связи приблизительно 99,99%. Показанный в фиг. 2 трехфазный инвертор 40 имеет жесткое переключение. Это означает,что в момент включения на каждом транзисторе 140 имеется большое падение напряжения, и это напряжение все еще сохраняется, когда через транзистор увеличивается ток. При выключении, напряжение на транзисторе начнет повышаться прежде, чем ток упадет до нуля. Мощность, рассеиваемая в каждом транзисторе из-за потерь при переключении, таким образом, пропорциональна частоте переключений, и поэтому общие потери определяют верхний предел частоты переключений любого преобразователя с жестким переключением. Для повышения эффективности и снижения радиопомех источника электропитания 100,и для обеспечения возможности увеличения частоты переключений, к топологии двухполупериодной трехфазной мостовой схемы применяется способ мягкого переключения. Маленький (например, 4,7 нФ) конденсатор 146 подсоединен поперек - параллельно каждому из транзисторов 140. Включение происходит при нулевом напряжении, потому что увеличение напряжения на каждом транзисторе замедляется. Индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора сохраняют остаточный ток после выключения транзистора. Это остаточный ток, который заряжает конденсатор, подсоединенный параллельно выключенному транзистору, в то же время разряжает конденсатор, параллельный другому транзистору той же самой фазы. Таким образом, к моменту истечения "мертвого" времени (то есть, времени между выключением одного транзистора фазы и включением другого, составляющего приблизительно 2 мкс для преобразователя частоты 15 КГц), диод 148,параллельный соответствующему транзистору 140, который должен включиться, имеет прямое смещение, обеспечивая включение при нулевом напряжении на транзисторе. Этот процесс далее объясняется со ссылкой на фиг. 4 а-4 в, которые иллюстрируют момент перехода из состояния "100" (фаза А с высоким напряжением, фазы В и С с низким напряжением) в состояние "110" (фазы А и В с высоким напряжением, фаза С с низким напряжением), включая период "мертвого" времени после выключения транзистора 140 стороны низкого напряжения фазы В, но до включения транзистора стороны высокого напряжения. Стрелки показывают прохождение электрического тока, соответствующего упрощенной нагрузке, которая представлена в виде катушки индуктивности 170. На фиг. 4 в, ток, идущий в фазу В от нагрузки 170, служит для зарядки 9 конденсатора 146 с более низким напряжением,который первоначально разряжен, и для разрядки конденсатора 146 с высоким напряжением до того, как фаза С переключится на высокое напряжение. Для достижения включения при нулевом напряжении энергия, накопленная в катушке индуктивности 170, должна быть больше,чем в соответствующем конденсаторе 146. Описанный выше вариант осуществления коаксиального трансформатора 60 имеет недостаточную индуктивность рассеяния, чтобы удовлетворять этому условию, и в этом случае последовательно каждой из первичных обмоток 162-166 трансформатора был введен насыщающийся дроссель 142. Такое устройство обеспечивает необходимую индуктивность для разрядки соответствующего параллельного конденсатора 146 до включения соответствующего транзистора 140, а затем дроссель насыщается во время прохождения полного электрического тока, таким образом не внося дополнительное падение напряжения. Как очевидно, режим мягкого переключения не осуществляет часть управляющих функций, выполняемых платой управления 120. Кроме того, как обсуждалось выше, управление по выходному напряжению постоянного тока осуществляется посредством управления стробированием транзисторов 140, которые входят в состав управляемого инвертора 40. Эта функция в конечном итоге достигается с помощью платы управления 120. В частности, управление выходным напряжением постоянного тока достигается методом управления сдвигом фаз выходного напряжения. Как показано на фиг. 5, одна из фаз инвертора 40 (фаза "А") действует как опорная фаза. Для полного выходного напряжения с инвертора 40, номинальная разность фаз между фазой А, фазой В и фазой С равна 120, соответственно. Этот уровень выходного напряжения можно регулировать, регулируя относительную разность фаз между каждой из фаз, таким образом вызывая частичное взаимное гашение напряжения и уменьшая тем самым среднеквадратическое выходное напряжение инвертора 40. В соответствии с настоящим способом, регулирование фазы осуществляется таким образом, что фаза В является запаздывающей фазой (относительная разность фаз по отношению к фазе А становится меньше), в то время как фаза С является опережающей фазой, поскольку относительная разность фаз по отношению к фазе А увеличилась, как показано на фиг. 5. В нижеприведенной таблице показаны типичные фазовые сдвиги для фаз В и С в пределах управляемого выходного напряжения постоянного тока (номинальные разности фаз+ 120 и + 240) относительно опорной фазы А,для шины 540 В постоянного тока и нагрузки 200 А. Помимо обеспечения выбора желательного выходного напряжения постоянного тока, этот способ также используется для обеспечения регулирования выходного тока с помощью механизма обратной связи, представленного на фиг. 2 датчиком тока 172, имеющим связь с платой управления 120 с помощью сигнала 174. Плата управления 120 удерживает опорные величины, с которыми сравниваются величины обратной связи с целью осуществления регулирования стробирования транзисторов 140 инвертора 40. Если выходные напряжения постоянного тока уменьшаются, то из этого следует,что из-за резистивного характера нагрузки ток будет, соответственно, уменьшаться. На фиг. 6 показана упрощенная блок-схема схемы управления 120 вместе с датчиком тока 172. Генератор 180 пилообразной и эталонной форм волны вырабатывает две дополнительные фазы эталонного меандра, служащие в качестве опорных сигналов синхронизации для БТИЗ опорной фазы А, и две дополнительные фазы с пилообразной формы волны. Две пилообразные формы волны сравниваются с изменяющимся уровнем постоянного тока, производимым усилителем рассогласования и ограничителем 182,в компараторах 184 а, 184b ШИМ (широтноимпульсной модуляции), в результате получаются две модулированные по длительности импульса (ШИМ) формы волны. Эти модулированные по длительности импульса формы волны и две эталонные формы волны подаются на пару триггеров 186 а, 186b. Выходной сигнал триггеров, соответственно, представляет управляющие опорные сигналы синхронизации для пары транзисторов БТИЗ для каждой из фаз В и С. Формы волн в элементе 186 триггера показаны более подробно на фиг. 7 и 8, которые относятся к фазам В и С, соответственно. Формы волны выходных сигналов триггеров 186 а, 186b имеют тот же самый период и коэффициент заполнения, как и эталонная форма волны, но запаздывают и опережают, соответственно, на относительный угол сдвига фаз между 0 и 120 в соответствии с величиной сигнала рассогласования, который может изменяться от нуля до 5 В. Обозначенные на фиг. 7 и 8 стрелки показывают действие увеличения сигнала рассогласования относительно того, как могут изменяться формы волны. Когда величина фазового сдвига увеличивается, увеличивается также выходное 11 напряжение инвертора 40, вплоть до максимального фазового сдвига 120. Таким образом,сигнал рассогласования ограничен двумя третями амплитуды пилообразной формы волны, то есть напряжением 3,3 В. Каждый из шести сигналов синхронизации БТИЗ пропускается через схему И общей "разрешающей" линией 188, обеспечивая таким образом механизм запрещения для инвертора 40. Это разрешение - запрещение может происходить двумя способами, во-первых, во время режима мягкого запуска, в котором переключение транзисторов 140 задерживается до тех пор, пока схема 192 мягкого запуска не определит, что схемы управления достигли устойчивого функционирования и период броска тока прошел,таким образом предотвращая повреждение инвертора, вносимое в состоянии переключения в течение этого периода. Во-вторых, если сигнал от датчика 172 тока превышает предварительно установленный уровень нагрузки, определяемый компаратором и фиксатором 196, запускающие сигналы затворов будут снова блокированы. Простой логический элемент ИЛИ 198 обеспечивает оба режима защиты. Логические выходные сигналы от логического элемента И 190 поступают на плату запуска 130 для преобразования уровня, а также проходят на электроды затворов элементов 140 БТИЗ. Сигнал от датчика тока 172 также вычитается из заданного значения регулируемой величины, получаемой из заданного значения регулируемой величины и элемента 192 мягкого запуска инвертора, где получаемый результат усиливается и фильтруется фильтром нижних частот в усилителе рассогласования и ограничителе 182, с целью обеспечения сигнала рассогласования, который ограничен напряжением 3,3 В, как обсуждалось выше. Заданное значение регулируемой величины является комбинацией регулируемого вручную заданного значения регулируемой величины и синхронизирующего конденсатора, которая гарантирует, что всякий раз, когда инвертор 40 запускается или восстанавливается после повреждения, это делается медленно. Таким образом, сигнал заданного значения регулируемой величины, поступающий на усилитель 182 рассогласования, изменяется по пилообразному закону от нуля до фактического заданного значения регулируемой величины в течение периода времени, равного приблизительно 1 секунде. На фиг. 9 показаны две формы волны, полученные в результате измерения при работе показанного на фиг. 2 источника 100 электропитания. На чертеже показано полученное в результате измерения напряжение между стоком и истоком для одного из элементов 140 БТИЗ(волна в форме меандра) и связанный с ним ток фазы первичной обмотки трансформатора, где источник электропитания работает при 250 А,40 В. 12 Конкретные преимущества вариантов осуществления изобретения включают в себя предотвращение неблагоприятных эффектов дисбалансов фаз из-за использования трехфазного электропитания от сети. Режим мягкого запуска фактически устраняет бросок тока при остановке - запуске. Устройство трансформатора является легким и компактным по сравнению с обычными устройствами трансформаторов со сравнимой номинальной мощностью. Кроме того, управление выходным фазовым сдвигом трехфазного напряжения для управляемого инвертора обеспечивает получение широкого диапазона выходных напряжений постоянного тока. Коммутационные элементы управляемого инвертора также являются "мягко переключаемыми", уменьшающими напряжение в полупроводниковых структурах, повышающими общую эффективность источника электропитания и создающими возможность синтеза высокочастотного выходного напряжения псевдопеременного тока, что в свою очередь позволяет уменьшить физические размеры связанного с ним трансформатора. Там, где в вышеприведенном описании делалась ссылка на определенные компоненты или целые узлы изобретения, имеющие известные эквиваленты, такие эквиваленты здесь включены как отдельно предлагаемые. Хотя данное изобретение было описано посредством примера и со ссылкой на возможные варианты его осуществления, должно быть понятно, что можно делать его изменения или усовершенствования, не выходя при этом за рамки объема прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Трехфазный трансформатор, содержащий три вторичные обмотки, каждая из которых образована из проводящей трубки, причем проводящие трубки являются, по существу, параллельными, и их первые концы электрически соединены между собой, три сердечника трансформатора, каждый из которых соответствует фазе, каждый имеет форму цилиндрического элемента, снабженного резьбой в соответствующей проводящей трубке, и три первичных обмотки, каждая из которых соответствует фазе,намотанных таким образом, что проходят через внутренние стороны смежных пар упомянутых проводящих трубок. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрические элементы образованы из множества ферритовых дисков, причем в каждом диске имеется отверстие для образования соответствующего цилиндрического элемента. 3. Трансформатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что три проводящие трубки представляют собой по одному витку вторичной обмотки. 13 4. Источник электропитания переменный ток - постоянный ток, включающий в себя трехфазный трансформатор по любому из пп.1-3 для преобразования трехфазного псевдопеременного тока, трехфазный выпрямитель, формирующий первое выпрямленное выходное напряжение из входного переменного напряжения,управляемый трехфазный инвертор, принимающий первое выпрямленное выходное напряжение и формирующий трехфазный псевдопеременный ток, и второй трехфазный выпрямитель, принимающий преобразованный трехфазный псевдопеременный ток с трансформатора и формирующий выходной постоянный ток. 5. Источник электропитания по п.4, отличающийся тем, что упомянутый управляемый трехфазный инвертор дополнительно включает в себя множество коммутационных элементов. 6. Источник электропитания по п.5, отличающийся тем, что упомянутыми коммутационными элементами являются мощные транзисторы. 7. Источник электропитания по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что управляемый трехфазный инвертор содержит мостовую схему с тремя ветвями, причем каждая ветвь мостовой схемы содержит, по меньшей мере, один управляемый коммутационный элемент, по меньшей мере, один коммутационный элемент одной из упомянутых ветвей обеспечивает возможность формирования опорной фазы, при этом управление напряжением инвертора осуществляется посредством фазовой модуляции. 8. Источник электропитания по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один коммутационный элемент второй ветви, имеющий относительный фазовый сдвиг, регулируемый относительно опорной фазы, обеспечивает возможность фазовой модуляции, а, по меньшей мере, один коммутационный элемент третьей ветви, имеющей относительный фазовый сдвиг,регулируемый относительно опорной фазы для увеличения фазового сдвига относительно опорной фазы, обеспечивает возможность регулирования уровня выходного напряжения инвертора. 9. Источник электропитания по п.7, отличающийся тем, что управляемый трехфазный инвертор содержит, по меньшей мере, два коммутационных элемента на фазу, параллельно каждому упомянутому коммутационному элементу подсоединен емкостной элемент и в каждую фазу выходного напряжения включен индуктивный элемент, причем соответствующие емкостной элемент и индуктивный элемент каждой фазы образуют резонансный LC-контур,при этом обеспечивается возможность управле 001816 14 ния каждым коммутационным элементом, которая осуществляется таким образом, чтобы иметь паузу между фазами переключения, в течение которой резонансный LC-контур обеспечивает,по существу, нулевое напряжение на следующем последовательном коммутационном элементе, который должен включаться во время переключения. 10. Источник электропитания по любому из пп.4-9, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью подключения к блоку гальванических элементов, при этом выход источника электропитания соединяется, по меньшей мере,с одной парой электродов катод-анод блока гальванических элементов, предназначенного для освобождения газа водорода и кислорода из воды посредством электролиза. 11. Способ формирования напряжения постоянного тока из трехфазного напряжения переменного тока источника электропитания,снабженного трехфазным трансформатором по любому из пп.1-3, заключающийся в том, что предварительно выпрямляют переменный ток,инвертируют выпрямленный ток, при этом формируют трехфазный псевдопеременный ток,подают на трехфазный трансформатор трехфазный псевдопеременный ток и затем выпрямляют выходной псевдопеременный ток трехфазного трансформатора. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что частота трехфазного псевдопеременного тока выше, чем частота входного трехфазного переменного тока. 13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что частота трехфазного псевдопеременного тока по величине, по меньшей мере, на один порядок больше частоты входного переменного тока. 14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что частота трехфазного псевдопеременного тока по величине, по меньшей мере, на два порядка больше частоты входного переменного тока. 15. Способ по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что управляют напряжением трехфазного источника электропитания псевдопеременного тока с помощью трехфазного инвертора, назначают первую фазу в качестве опорной фазы, управляют относительным фазовым сдвигом одной из двух других фаз так, чтобы разность фаз между первой фазой и одной из двух других уменьшалась, и управляют относительным фазовым сдвигом третьей фазы так,чтобы разность фаз между третьей фазой и первой фазой увеличивалась.