Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО-;, ГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий три трехфазных мостовых вупрямителя , трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды, отличаю :И и и с я теп, что, с целью повышения надежности работы путем компенсации потока вынужденного намагничивания , введена пятая обмотка, фазы которой соединены согласно-последовательно и включены между иулевыми точками двух вторичных обмоток, соединенных в неравные обратные звезды, причем свободные концы фаз первой звезды с большими фазными напряжениями подключены попарно к входам смежных мостовых выпрямителей , а .свободные концы фаз второй звезды с меньшими фазныминапряжения-ми - к свободным входам, разноименным первой, а к выходам MOCTOBBIX выпрямителей подключены.одинаково одноименные фазы двух других одинаковых звезд вторичных обмоток, нулевые точки которых образуют выходные, (Л выводы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5)) Н 02 М 7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,3 1

» »» а»» (21 ) 3413814/24-07 (22) 30.03.82 (46 ) 30.10.83. Бюл. 9 40 (72 ) Г. И. Дубовов (53) 621.314.6(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 504281, кл. Н 02 М 7/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 502460, кл. Н 02 М 7/06, 1973. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО-»

ГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий три трехфазных мостовых выпрямителя, трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды, о т л и ч а ю— ,шийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем компен„„ у„„1051673 сации потока вынужденного намагничивания, введена пятая обмотка, фазы которой соединены согласно-последовательно и включены между нулевыми точками двух вторичных обмоток, соединенных в неравные обратные звезды, причем свободные концы фаз первой звезды с большими фазными напряжениями подключены попарно к входам смежных мостовых выпрямителей, а свободные концы фаз второй звезды с меньшими фазныли. напряжениями — к свободным входам, разноименным первой, а к выходам мостовых выпрямителей подключены. одинаково одноименные фазы двух других одинаковых звезд вторичных обмоток, нулевые точки которых образуют выходные. выводы»

1051673

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное с низким уровнем пульсаций. 5

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий вентили, трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в две эвез- 10 ды с отпайками на каждой фазе, которые соединяются через .кольцевые выпрямители с концами и отпайками третьей звезды так, что вторичные напряжения, которые прикладываются к нагрузке в порядке очередности их работы, образуют восемнадцатилучевую звезду, при этом нагрузка включена между нулевыми точками звезд C1 Q.

Недостатком известного преобразователя является возникновение неком20 пенсированных потоков вынужденного намагничивания.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь трехфазно-го переменного напряжения в постоян, ное, содержащий три трехфазных мостовых выпрямителя, трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды, в трех из которых разноименные фазы подсоединены противоположным выводом к нулевой точке, которая подключена к каждой одноименной фазе четвертой звезды,а свободные концы этих звезд соединены с входами указанных З5 мостов, к объединенным выходам которых подключена нагрузка Г2 3.

Недостаток указанного преобразователя заключается в том, что при соединении первичных обмоток транс- 40 форматора в звезду на его стержнях возникают нескомпенсированные м.д.с. (магнитодвижущие силы ), равные одной трети от разности фазовых, в соответствии с очередностью работы фаэ. 45

Эти м.д.с. пульсируют с тройной частотой относительно частоты трехфазного переменного напряжения, за исключением промежутков времени, когда напряжения фаз, проводящих ток нагрузки, равны между собой, что приводит к значительным осложнениям нормапьной работы преобразователя.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем компенсации потока вынужденного намагничивания в стержнях магнитопровода трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменно.. го напряжения в постоянное, содержа- 60 щий три трехфазных мостовых выпрямителя,трехфаэный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды, введена пятая обмотка, фазы которой соединены сог- 65 ласно-последовательно и включены между нулевыми .,точками двух вторичных обмоток, соединенных в неравные обратные звезды, причем свободные концы фаз первой звезды с большими фазными напряжениями подключены попарно к входам смежных мостовых выпрямителей, а свободные концы фаз второй звезды с меньшими фазными .напряжениями — к свободным входам, разноименным первой, а к выходам мостовых выпрямителей подключены одинаково одноименные фазы двух других одинаковых звезд вторичных обмоток, нулевые точки которых образуют вы- ходные выводы.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма вторичных напряжений трансформатора; на фиг. 3 — эпюры выпрямленного напряжения 0, кривые анодных и фазных токов трансформатора при ра- < боте преобразователя на активную нагрузку.

Преобразователь содержит три трех. фазных мостовых выпрямителя на вентилях 1-6, 7-12 и 13-18, трансформатор 19, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды:,а, Ь, аЬ<с1, а» Ь2, с, аЭ, ЬЭ» Э и имеют одну дополнительную обмотку а4, b4, с, фазы которой соединены согласно-последовательно.

Одинаковые звезды а, Ь, с и а „, Ь „, с,подключены одноименными фазайи к выходам мостовых выпрямителей на вентилях 1-6, 7-12, 13-18, а к нулевым точкам подключена нагрузка

20.

Дополнительная обмотка а4, b4, с, включена между нулевыми точками двух неравных обратных эвезд а, Ь, с и аэ, b сэ. Свободные койцы фаз .звездй а., Ь э, с с большими фазными напряжениями йодключены попарно к входам смежных мостов: аэ — к парам вентилей 8, 11 и 14, 17; Ь к вентилям 2, 5 и 15, 18; с э — к вентилям 3, 6 и 9, 12. Концы фаэ второй звезды а, b, с с меньшими фазными напряжениями — к входам, раз-. ноименным первой, т.е. а — к парам вентилей 1 и 4< ;Ь вЂ” к вентилям 7 и

10; с — к вентилям 13 и 16.

Соотношение фазных напряжений звезд, при котором обеспечивается восемнадцатипульсный режим работы преобразователя, следующее

О©„; Ua> . Ua>-4 .4<5 3: 4<88; Uo„=UN;

Фаз ное напряжение дополнительной обмотки

Ua a++Un

Оо<„= = 0,3ъ(Оа +Ua )

Преобразователь работает следующим образом.

1051673 аза» аза

» су

83с3 сА с с

В момент времени+„(фиг. 3 а и б) протекание тока через вентили 5 и 8 обусловлено наиболее положительным зна-чением потенциала начала фазы а,линейно,го напряжения фаз а> и.Ь и наиболее отрицательным потенциалом начала фа-. 5 зы b.

Мгновенные значения выпрямленного напряжения в каждый момент времени определяются сложением мгновенных значений ЭДС фазовых напряжений. 10

Так с момента +„äo момента Сг- ЭДС

Фаэ, b> a>, b.

В момент времени Сг суммарное напряжение фаз аг и аз становится более положительным, чем линейное фаз аэ 15 и Ь, в связи с чем происходит ком- ° мутация с вентиля 5 на 4. Далее в момент времени С потенциал начала фазы с становится более отрицатель- . ньм, чем фазы b, в связи с этим происходит коммутация с вентиля 8 на вентиль 14 и т.д.

Аналогичным образом происходит работа остальных вентилей в соответствии с изменением и очередностью фа- 5 зовых напряжений (фиг. 2 и 3) из чего следует, что все вентили обтекаются одинаковыми токами с равной длительностью 2 T

На фиг. 3 в и д изображены формы токов, протекающих через вторичные обмотки трансформатора,а на фиг. Зеформа первичного тока трансформатора.

Форма тока, протекающего через дополнительную обмотку а, Ь с

4 4 приведена на фиг. Зг и равна сумме протекающих через Фазы аг, b2 и сг, т.е. з.а4 =, 1а 2 + +5.Ь» + 1сг, В устройстве отсутствует постоян- 40 ная составляющая потока вынужденного намагничивания, так как вторичные ! обмотки трансформатора, расположенные на одном стержне, за период обтекаются токами противоположного направления, что приводит к их компенсации.

В то же время на стержнях трансформатора при одновременном обтекании током вторичных обмотов а а и .Ь Ь, и с>с в обоих направлениях возйикают некомпенсированные м.д.с., 1

paaHee — 3 (Nl a г + 6(а ), пульсирующие с тройной частотой.

С целью компенсации пульсирующих м.д.с. введена дополнительная обмотка а4, Ь 4 и с4, которая соединена согласно-последовательно и включена между нулевыми точками двух неРавных звезд а», b>, с и п,>, b3, c3, витки; которой, Равны Wa4 =

= — 3 (аг + 3)

Основная и высшие гармоники пульсирующей м.д.с. (тока),сумма которых равна нулю, образуют симметричную систему. Гармоники, кратные трем, суммируясь, протекают по внешней цепи преобразователя и по дополнительной обмотке 8, 4, Ь 4 и с, Последнее обстоятельство позволяет создать на каждом стержне магнитопровода трансформатора противоположно направленные м.д.с., которые компенсируют соответствующие м.д.с., создаваемые вторичными обмотками, что обеспечивает отсутствие вынужденного намагничивания пульсирующего характера.

Таким образом, магнитная система предлагаемого преобразователя является уравновешенной относительно постоянных и переменных составляющих потока вынужденного намагничивания.

1051673 а)и

a)ia

М д) ia

Составитель Е.Мельникова

Редактор Ю.Середа Техред Т.Фанта Корректор С.Патрушева

Заказ 8684/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4