Однополупериодный выпрямитель трехфазного переменного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,» 1 032562 э(50 Н

Г ",(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3430764/24-07 (22) 27.04.82 (46) 30.07.83. Бюл. V 28 (72) А,Г.Николаев, О.А,Дунаев и В.К.Быстров .(53) 621.314.6(088.8), (56) 1. Артамонов В,В. Маломощные выпрямители, М., "Связь!, 1970, с. 22, рис. 1-3а.

2. Тиристоры. Технический справочник. Перевод с английского под ред. В.А.Лабунцова и др, М,, "Энергия", 1971, с, 212, 3. Авторское свидетельство СССР

N 811450 кл. H 02 M 7/06, 1981.

4, Макаров В .Л. и др, Стабили-. зированные выпрямители с емкостным фильтром, Л., " Энергия", 1975, с. 7, рис. 1-1ã. (54)(57) ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫИ ВцПРЯМИТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий три входных вывода для соединения с фазовыми обмотками источника переменного тока, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения нагрузки, буферный диод, анод которого соединен с отрицательным выходным выводом, три диода выпрямителя, своими анодами подключенные к входным выводам,и то- . коограничивающий линейный дроссель, один вывод обмотки которого соединен с катодами двух диодов выпрямителя, а другой - с положительным выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей при питании от упомянутого источника с тремя фазовыми выводами путем устранения подмагничивания магнитопровода токоограничивающего линейного дросселя, последний снабжен допол" нительной обмоткой, начало которой подключено к положительному выходному выводу, а конец - к свободным катодам буферного диода и диода выпрямителя.

1032562

Изобретение относится к электротехнике, касается вопросов преобразования переменного тока трехфазного источника в постоянный и может быть использовано в преобразовательной технике для питания нагрузки выпрямленным сглаженным током.

Известен простейший выпрямитель однофазного переменного тока с дрос" селем и дйодом, осуществляющий однополупериодную передачу энергии источника в нагрузку 1 1.

Данное устройство, работающее в однополупериодном режиме, харак" теризуется невысокими значениями КПД и коэффициента мощности источника и завышенными массогабаритными поКазателями.

Наличие индуктивности сглажива" ющего дросселя, а возможно и индуктивности нагрузки, требуют добавления шунтирующего (буферного) диода, обеспечивающего протекание тока после запирания основного выпрямляющего диода Г2 ), В таких схемах снижение КПД, коэффициента мощности и ухудшение массогабаритных характеристик усугубляется тем, что токоограничивающий и сглаживающий дроссель насыщается (йодмагничивается) постоянной составляющей тока нагрузки, протекающей по дросселю.

Известен также выпрямитель, в котором в отрицательный полупериод .питающего напряжения ток через бу" ферный диод протекает по левой половине дросселя в направлении, обратном выпрямленной составляющей тока и тем самым уменьшает среднее за период значение подмагничивающего тока (3!.

Однако компенсация происходит неполная. из"за отсутствия симметрии схем, по которым протекает ток в. первую и вторую половины периода напряжения источника.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является однополупериодный выпрямитель трехфазного переменного тока, содержащий три входные вывода для соединения с фазовыми обмотками источника переменного тока, положительный и отрицательный выходные выводы для под" ключения нагрузки, буферный диод, анод которого соединен с отрицатель" ным выходным выводом, три диода выпрямителя„ своими анодами подклю5

55 ченные к входным выводам, и токоограничивающий линейный дроссель, один, вывод обмотки которого соединен с .катодами двух диодов выпрямителя, а другой - c положительным выходным выводом $4 1, К недостаткам известного выпрямителя следует отнести высокое, близкое к удвоенному фазному, обратное напряжение на диодах, возрастающее к тому же скачком. Кроме того, в рассмотренной схеме дроссель, находясь в цепи выпрямленного тока, непрерывно намагничивается постоянной составляющей тока нагрузки, что существенно (на 15-203} ухудшает и беэ того невысокие массогабаритные показатели этих выпрямителей.

Цель изобретения — улучшение удельных энергетических показателей при питании от источника с тремя фазовыми выводами путем устранения подмагничивания магнитопровода токоограничивающего линейного дросселя.

Поставленная цель достигается тем, что в однополупериодном выпрямителе трехфазного переменного тока, содержащем три входные вывода для соединения с фазовыми обмотками источника переменного тока, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения нагрузки,буферный диод, анод которого соединен с отрицательным выходным выводом, три диода выпрямителя, своими анодами подключенные к входным выводам, и токоограничивающий линейный дроссель, один вывод обмотки которого соединен с катодами двух диодов выпрямителя, а другой - с положительным выводом, а упомянутый дроссель снабжен дополнительной обмоткой, начало которой подключено к положительному выходному выводу, а конецк свободным катодам буферного диода и диода выпрямителя.

На фиг. 1 представлена принципи" альная схема выпрямителя; на фиг.2схема возможного ее варианта.

Выпрямитель подключается к трехфазному источнику, соединенному. по схеме звезда или треугольник, входными выводами 1, 2 и ), а также имеет положительный и отрицательный выходные выводы ч и 5 для подключения сопротивления 6 нагрузки иэ четырех диодов 7-10 схемы, два диода

8 и 9 являются выпрямительными, а два 7 и 10 - буферными.

1032

К положит ел ь ному выходному вы воду подключены начало и конец двух обмоток 11 и 12 токограничивающего дросселя, а другие концы (выводы) этих обмоток подсоединены к катодам выпрямительных диодов 8 и 9 и катодам .буферных диодов 7 и 10. Аноды диодов 8 и 9 присоединяют ко входным выводам 1 и 2, Отрицательный вывод

5 соединен непосредственно со вход- 10 ным выводом 3 и анодами буферных диодов 7 и 10, В схеме (фиг. 2)добавлены параллельно буферным диодам 7 и 10 сглаживающие пульсирующий ток конденса- 15 торы 13 и 14.

При рассмотрении работы выпрямителя будем считать, что при t=O начинается положительный полупериод

0„ . Диод 8 открывается и составляю- 20 щая тока нагрузки протекает по сле. дующей цепи: клемма источника 1 диод 8 - правая половина дросселя

12 — вывод 4 - нагрузка 6 - вывод 5 входной вывод 3. В конце положитеяь- 25 ного полупериода этот ток нагрузки близок к максимальному за счет влияния индуктивности дросселя 12, а при наличии индуктивности в нагрузке 6 и за ее счет. Этот ток в нагруз-З0 ке не прекратится скачком после закрытия диода 8 с началом отрицательного полупериода напряжения U<> а будет протекать в том we направлении Ro цепи: вывод 5 - буферный диод

7 - дроссель 12 - вывод 4 - нагруз35 ка 6.

Положительный полупериод напряжения 02зотстает от напряжения 0„3 на 60 эл.град. С началом его в нагрузке 6 протекает вторая составля" 40 ющая тока по цепи: от вывода 2 через диод 9, дроссель 11, вывод 4, нагрузку 6, вывод 5 и вывод 3 и далее к источнику, Так же, как и первая составляющая, этот ток заканчивается уже в отрицательном полупериоде напряжения 1 23) протекая по буферному диоду 10.

Обе составляющие тока в нагрузке суммируются. Таким образом, сред- 50 няя составляющая выпрямленного то-, ка будет в два раза превосходить таковую при обычном .однополупериод-, ном выпрямлении.С другой стороны, благодаря постановке буферных дио- 55 дов 7 и 10 ток в нагрузке будет протекать большую часть периода, соответствующую 240-330 эл.град.

562 4

Кроме того, величина обратного напряжения на выпрямительных и буферных диодах лишь несколько превосходит амплитуду линейного напряжения генератора. Схема предлагаемого выпрямителя позволяет применять диоды со значительно меньшей величиной допустимого обратного напряжения, Но главной особенностью предлагаемого выпрямителя является отсутствие подмагничивания токоограничивающего линейного дросселя 11-12 постоянной составляющей выпрямленного тока нагрузки. Последнее достигается тем, что ток в течение периода подводимого напряжения течет в дросселе 11 навстречу току, протекающему в дросселе t2, а так как форма этих токов одинакова, .средняя состав" ляющая намагничивающего дроссель 1112 магнитного потока равна нулю.

Следует также отметить,что за счет индуктивной связи между половинами 11 и 12 токоограничивающего дросселя можно дополнительно умень шить его габариты и вес по сравнению с прототипом. Все это приводит к лучшим массогабаритным параметрам предлагаемого выпрямителя.

В схеме (фиr, 2) включены дополнительно конденсаторы 13 и 14, предназначенные для дополнительного сглаживания выпрямленного пульсиру. ющего тока нагрузки.

Таким образом, если однополупериодный выпрямитель трехфазного переменного тока, содержащий три входные выводы для соединения с фазовыми обмотками источника переменного тока, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения сопротивления нагрузки, буферный диод, анод которого соединен с отрицательным выходным выводом, три диода выпрямителя, (один из которых также играет роль буферного ) своими анодами подключенные к входным выводам и токоограничивающий линейный дроссель, один вывод обмотки которого, например начало, соединен с катодами двух диодов выпрямителя, а конец - с положительным выходным выводом, и при питании выпрямителя от упомянутого источника с тремя фазовыми выводами путем устранения подмагничивания: магнитопровода токоограничивающего линейного дросселя, последний снаб-.

1032562

Составитель В.Оглоблев

Техред I. Кастелевич

Корректор О Тигор

Редактор B,éèëèïåíêî

Заказ 5447/558 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

° Ю ° Ф

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

S жен дополнительной обмоткой, начало которой подключено к. положительному выходному выводу, а конец - к свободным катодам буферного диода и диода выпрямителя, то удельные энергетические показатели выпрямителя (коэффициент мощности, КПД, скорость передачи энергии в нагрузку и т.д., отнесенные к объ" ему, массе и стоимости ) улучшаются.