Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Сокэз Соеетскик

Социалистических республик (g g> I 0033?5

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.05.81 (2! ) 3265235/24-07 с присоединением заявки,рй (23) Приоритет

Опубликовано 28.02 83. Бюллетень Рй 8

Дата опубликования описания 02.03.83 (53)М. Кл.

Н 02 М 7/06

Государственный комитет оо делам нэвбретений и открытий (53) ЗтДв(621.314. .6 (088.8) (72) Автор изобретения

A. Г. Аслан-заде

f ь т

f

Азербайджанский политехнический лт4стйтуа им. Чингиза Ильдрыма /

" Ъ„, (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразова тельной технике и может быть использовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.

Известен трехфазный выпрямитель, снабженный двумя дополнительными вто- 5 ричными обмотками, соединенными в звезду так, что объединены противоположные концы обмоток по отношению к основным, а общие точки соединены с вы-. ходными выводами и шестью дополнитель то ными вентилями, причем каждая фаза опной дополнительной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух дополнительных вентилей, через которые она соеди иена с разноименными фазами второй дополнительной вторичной обмотки. Кроме того, выпрямитель снабжен уравнительным дросселем, содержаэцтж шесть обмо» ток со средней точкой, их крайние точки соединены с анодами (катодами) вентилей, а средние точки с фазами первых основной и дополнительной обмоток P1 j., 2

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звеаьду, общие точки которых подключены к выходным зажимам, и шесть вентилей, связывающих каждую фазу одной вторичной обмотки с двумя разноименными фазами другой, шесть дополнительных вентилей и уравнительный реактор, на магнитопроводе которого расположено шесть обмоток со средней точкой, соединенной с концом соответствующей вторичной обмотки, каждая из которых выполнена с отводом, при атом концы обмоток уравнительного реактора, связанные с-каждой фазой первой обмотки трансформатора через вентили, включенные в обратном направлении, соединены с отводами раз-. ноименных фаэ второй обмотки трансформатора, а коппи обмоток уравнительного реактора, связанных с каждой фазой второй обмотки трансформатора через вентили, включенные в прямом направле1001

375 4

10 выводам второй вторичной обмотки, а

15;катоды вентилей первой группы и ано20

3S

Бель изобретения - повышение коэффициента полезного действия путем увеличения нагрузочной способности вентилей по току.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения и постоянное, содержащем трехфазный трансформатор со вторичными обмотками, соеднненнымн в две звезды, имеющие в каждой фазе Я выводов (rae

3 нии, соединены с отводами разноименных фаз первой обмотки трансформатора (2).

Недостаток указанных выпрямителейнизкое использование по мощности обмоток уравнительного реактора, так как они содержат двенадцать обмоток, каждая иэ которых обтекается током только одного из двенадцати вентилей.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор со вторичнымн

I обмотками, соединенными в две звезды, имеющие в каждой фазе Я выводов (где

К =2,3,4,5,...) и подключенные общими точками к выходным выводам, 6 (N -1) вентилей, образующих (N — 1) идентичных замкнуты.—. цепей со встречно-последовательным соединением вентилей, подключенных объединенными анодами К-й цепи к К-м выводам первой вторичной обмотки (где К = 1, 2,3,...,N -1), и шесть вентилей, объединенных по три в первую и вторую группы, подключенные анодами первой и катодами второй к N -м выводам соответственно первой и второй вторичных обмоток (3 1

Недостатком известного преобразователя является низкая нагрузочная способность вентилей по току,так как амплитуда тока вентиля равна амплитуде тока нагрузки, а уменьшение гла проводимости вентиля равного - — эл.град., I

ITl связанное с увеличением периодичности выпрямления щ, не приводит при значительном увеличении tn к существенному увеличению его нагрузочной способности по току.

Использование в этой схеме многообмоточного уравнительного реактора по аналогии с Г1) tBK, как это показано при Н =2 в 2, нерационально, потому что требуется 6 N обмоток уравнительного реактора, каждая из которых обтекается током только одного из 6И вентилей. Это ухудшает использование по мощности обмоток реактора, т.е. увеличивает его габариты.

N =2, 3,4, 5... ), 6 (М вЂ” 1 ) вентилей, образующих (N — 1) идентичных замкнутых цепей со встречно-последовательном соединением вентилей, подключенных объединенными анодами К-й цепи с К-м выводам первой вторичной обмотки (где

К = 1,2, 3..., N - 1 ), и шесть вентилей, объединенных по три в первую и вторую группы, подключенные анодами первой и катодами второй — к N -м выводам соответственно первой и второй вторичных обмоток, объединенные катоды вентилей К-й цепи подключены к (N-K)-м ды вентилей второй группы — к обшей точке соответственно второй и первой вторичных обмоток, при этом в рассечку между каждой общей точкой одноименных электродов вентилей и соответствующим выводом вторичной фазной обмотки включена обмотка (Зй — 1 )-обмоточного уравнительного реактора, при этом величина напряжения вторичной фазной обмотки между выводами К и (К-1), где К = 1,2,3,... равна где К вЂ” порядковый номер вывода вторичной фазной обмотки;

М вЂ” количество выводов (секций) ВТоричной фазной обмотки;

U0- среднее значение выпрямленного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя при N = 3 (18пульсный выпрямитель).

Преобразователь содержит вентили

1 — 18 и трехфазный трансформатор 1 9 с первичными фазными обмотками 2022, соединенными в треугольник н подключенными к фазным входным выводам

А, В,С. Вторичные фазные обмотки 23 и

24 соединены в две звезды с общими точками концов, между которыми включена нагрузка 26. Выводы с, в., а обмотки 23 соединены с концами соответствующих обмоток 26 — 28 уравнительного реактора, начала которых псаключены к объединенным анодам вентилей 13 и 17;

7 и 11; 1 и 5 соответственно, через которые связаны с выводами разноименных фаз обмотки 24 соответственно а 2и д с2" Bg в2н с2, Выводы с2, в 2и и2 обмотки 23 соединены с началами соот ветствующих обмоток 29, 30 и 31 уравнительного реактора, концы которых под5 1001 ключены к объединенным анодам вентилей

14 и 16; .8 и 10; 2 и 4 соответственно, через которые связаны с выводами разноименных фвз обмотки 24 соответственно

1и 9913 1" т: 1и сс1 Выводы аале 3 $ и с З обмотки 23 соединены с анодами вентилей 3, 9. и 15 соответственно, обшая точка катодов которых подключена к концу обмотки 32 уравнительного реактора, а начало обмотки 32 — к обшей точке1и обмотки 24. Выводы а, в и с> обмотки

24 соединены с катодами вентилей 12, 18 и 6 соответственно, обшая точка анодов которых подключена к концу обмотки

33 уравнительного реактора, в начало обмотки 33 — к обшей точке обмотки 23.

Устройство работает следуюшим образом.

При токе Зо нагрузки чуть меньше критического значения тока 3 кр, необхо- 20

Л;вмого для вхождеиия уравнительного реактора в нормальный режим работы, вентили 1 — 18 проводят ток нагрузки каждый в течение 20 эл.град. с очередностью включения, соответствуюшей их нумерациями

При 3 Ъ3, в результате взвимоиндукции о кр соответствуюшей пары обмоток 26 — 33 уравнительного реактора, угол проводимости каждого вентиля удваивается, т.е. становится равным 40 эл.град., в амплитуда 30 тока вентиля снижается вдвое. B резуль-, тате действуюшее значение тока вентиля уменьшается в К2 раза, т.е. в- /2 раза увеличивается его нагруэочная способность по току. 3$

Допустим, что все вентили выполнены управляемыми и в момент прохождения синусоиды напряжения, приклвдываемого к вентилю 1, через свой максимум, на вентили 1 и 2 подаются отпираюшие импульсы, и через нагрузку начинает протекать ток. В обмотках 28 и 31 уравнительного реактора наводятся ЭДС, полярности которых взаимообратны относительно анода вентиля 1 или 2, а величина вследствие явления взаимоиндукции равна полурвзности мгновенных значений напряжений, прикладываемых к вентилям

1 н 2, которые отпираются и одновременно проводят ток нагрузки по цепи: секция обмотки 23 между нейтрвлью и выводом а, далее разветвляется на две равные части, одна из которых протекает через обмотку 28, вентиль 1, секцию обмотки 24 между выводами в и в„, а

$S другая — через секцию обмотки 23 между выводами а и в, обмотку 31, вентиль

2 вывод в обмотки 24, затем вновь х

1 протекает по обшей цепи через секцию

375 4 обмотки 24 между выводом в и ее ней1 трвлью и через нагрузку 25.

Через 20 эл.грвд. подается отпираюший импульс на вентиль 3, ЭДС взаимоиндукции обмоток 31 и 32 выравнивает мгновенные значения напряжений, прикладываемых к вентилям 2 и 3, и аналогично предыдушему интервалу дискретности обеспечивает деление тока нагрузки пополам между открытыми вентилями

2 и 3 в то время, как вентиль 1 запирается. Через каждые 20 эл.град процессы повторяются и вентили проводят ток по два одновременно в следуюшей очередности: 1-2; 2-3; 3-4; 4-5; у-6;

6-7; 7-8; 8-9; 9-10; 10-11; 11-12;

12-13; 13-14; 14-15; 15-16: 16-1 у.

17-18; 18-1.

Исполвзование в качестве вентилей обычных диодов ничего не меняет в приведенной очередности, так квк в каждом интервале дискретности ток нагрузки, проводит только одна пара вентилей, потенциалы анодов относительно катодов которых больше, чем у других вентилей, и равны друг другу.

Для получения 6N-пульсного вйпрямления, необходимо, чтобы величина вторичной фвзной обмотки между выводами.

К и (К-1), где К=1,2, 3,..., N, была равна:

Ю2 и =О и «(,» 2 К-1

,К-1 -1» о ЗК-Н" где К - порядковый номер вывода вторичной обмотки;

Я вЂ” количество выводов (секций) вторичной фазной обмотки;

Ц вЂ” среднее значение выпрямленного напряжения.

Согласно этой формуле соотношение чисел витков секций вторичных фазных обмоток между выводами 0 и 1, 1 и 2, 2 и 3 при М =3 (18-пудьсный выпрямитель) равно соотношению значений, приннУ(2, „) маамых фуккииеа Сок т.е.

6н равно сов 10о,cos 30o;c0s 50о.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить нагрузочную способность вентилей по току с помошью уравнительного реактора, сопержвшего на (3N + 1) обмоток меньше, чем аналоги, т.е. повышает коэффициент полезного пействия преобразователя.

7 100

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трекфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными в две звезды, имеющие в кажпой фазе N выводов (где

8 =-2, 3, 4, 5,...), 6 (N — 1) вентилей, образующих (N -1) идентичных замкнутых цепей с встречно-последовательным 1О соединением вентилей, подключенных объединенными анодами К-й цепи к К-м выводам первой вторичной обмотки (где

К =1,2, 3,...,г(-1), и шесть вентилей, объединенных по три в первую и вторую IS группы, подключенные анодами первой и катодами второй к N -м выводам соответственно первой и второй вторичных обмоток, отличающийся тем, что, целью повышения коэффициента по- 20 лезного действия путам увеличения нагру» зочной способности вентилей по току,. объединенные катоды вентилей К-й цепи и одключ ен ы к (t4 — K) -м выводам второй вторичной обмотки, а катоды вентилей 25 первой группы и аноды вентилей второй группы — к обшей точке соответственно

1375 8 второй и первой вторичных обмоток, при этом в рассечку между каждой обшей точкой одноименных электродов вентилей и соответствуюшим выводом вторичной фазной обмотки включена обмотка (ЗИ1 )-обмоточного уравнительного реактора, при этом величина напряжения вторич, ной фазной обмотки между выводами К и К-1, где К 1,2,3 ...N, равна где К - порядковый номер вывода вторичной фазной обмотки;

)Ч - количество выводов (секций) вторичнойй фаз ной обмотки;

Ц вЂ” среднее значение выпрямленного

О напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N752680,,кл. Н 02 М 7/06, 1975.

2. А вторск ое свиде тельство СССР

N744871,,кл. Н 02 М 7/06, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

% 504281, кл. Н 02 С 7/06, 1973.

1 001 375

ВНИИПИ Заказ 1439/70 Тираж 685 Подписное

Филиал ППП Патент, рг. Ужгород, ул. Проектная, 4