Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трансформатор с тремя первичными фазными обмотками, каждая из которых выполнена с отводом, подключенным к одному выводу соотэетствуюцей первой пары встречно-параллельно включенных управляе№лх : вентилей а другие выводы указанных пар объединены и подключены к йулевому а дному выводу, вторые пары ; встречно-параллельно включенных уп

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(511 Н 02 И 7/12

«»

1 ( ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TOPCHOMV СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ. (21) 3521049/24-07 (22) 03. 11.82 (46) 07.04.85. Бюл. М 13 (72) А.Г.,Аслан-заде (71) Азербайджанский политехнический институт им. Чингиза Ильдрыма (53) 621.3 14.6(088.8) (56) 1. Современные задачи нреоб- . разовательной техники". Вып. 6, Киев, 1975, с. 56-б7.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 995239, кл. Н 02 И 7/12, 1981. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО ГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трансформатор с тремя первич- ными фазными обмотками, каждая из которых выполнена с отводом, подключенным к одному выводу соответствующей первой пары встречно-па. раллельно включенных управляемых

: вентилей, а другие выводы указанных . пар обьединены и подключены к нулевому. в1 одному выводу, вторые пары встречно-параллельно включенных упÄÄSUÄÄ 1149 58 А равляемых вентилей, вторичные фазные обмотки, подключенные к выпрямителю с числом вентилей, кратным шести, а отвод от первичной обмотки делит ее витки в соотношении

®, 7где 1, — число витков от начала первичной обмотки до отвода,.

%„ — число витков от отвода до конца первичной обмотки, отличающийся тем, что, с цепью новьииения коэффициента мощности, трансформатор выполнен трехфазным, один вывод каждой первичной фазной обмотки подключен к соответствующему входному выводу, а другой ее вывод через соответствующую вторую пару встречно-параллельно включенных управляемых вентилей соединен с разноименным ему выводом первичной обмотки произвольной смежной фазы.

1 1149358 2

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике н может использоВаться для питания нагрузки постоянным напряжением при повышенных тре- 5 бованияХ к коэффициенту мощности.

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный . трансформатор с Вторичными фазными обмотками, соединенными в звезду и подключенными к входу трехфазного

Мыпрямительного моста, с первичными фазными .обмотками, подключенными нромежуточными и тремя одноименными 15 крайними выводами к фазным входным выводам чепеэ встречно-параллельно включенные пары управляемйх венти1лей, i тремя другими крайними выво-. дами — к нулевому входному выводу Ы20

Недостатки этого преобразователя заключаются -В, повышенных габаритах трансформатора и неудовлетворнтельном гармоническом составе токов и напряжений. Наличие пятой и седьмой 25 гармоник в форме кривой потребляемого тока может оказывать вредное воздействие на,сеть.

Наиболее близким к изобретению по твжиической сущности является щ преобразователь неремеиного напряжения s: постоянное; содержащий одноФазййе трансформаторы с тремя первичными Фаз нйюи Обмотками, каждая из кОторых "выполнейа .с. отВОДОМ 1 ПОдклю 35 ченньм к одному выводу соответствую.щей иервой.-иары Встречно-параллельно . вклужеяяых вентилей, а другие выводы ,указанных нар объединены и нодключены к мулеВОиу вхОднОму ВыВОду .ВТО 4б рые пары встречно.-параллельно включеинйх Вентилей, три.вторичные фазные обмотки, подключенные к выпрямителю с числом вентилей, кратным шести, а .указаййыВ отвод от первичной обмотки 45 делит ее витки в соотношении 1 1 т 1 где % - число. витков от начала пер- >О вичной обмотки,до отвода, - число витков от отвода до конца первичной обмотки (2

Одиако размещение вентильных 06мотков преобразователя на трех одно- фазяйж трансфориаторак, т.е. на маг- . нитонроводах,, не имеющих общей. Магнитной цейи, приводит к тому, что при сильноточном выпрямлении процесс1 обесточивания вторичной обмотки выходящего из работы трансформатора затягивается на некоторое время .

Это препятствует своевременному росту тока на включающемся диоде вступающего. в работу трансформатора, .TàK как в. течение указанного времени ток нагрузки делится между комму- . тирубщими диодами вьитрямителя.. Возникающая в результате неодинаковая .токовая загрузка обмоток смежных фаз приводит к неравенству амплитуд смежных по фазе пульсаций выпрямленного напряжения. Появление времени .объясняется тем, что, в отличие от процесса переключения тиристоров в каждом трансформаторе,. процесс переключения тиристоров между транс-. .форматорами основан не .На автотранс форматорном эффекте между соответствующими обмотками, а только на переключающих свойствах диодов, работающйх параллельно на общую нагрузку, Недостатком известного преобразователя.является также избирательность соединения между собой соответствующих- разноименных выводов первичных обмоток отстающей и опережающей фазы, что усложняет наладку устройства, а ири неправильном соединении повышается уровень пуЛьсацийе

Таким образом, указанные недостатки приводят к снижению коэффициента мощности. . Цель изобретения — повышение коэффициента мощности. .Эта цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор с тремя первичными фазными обмотками, каждая из которьи выполнена с отводом„ подключенным к одному выводу соответствующей первой пары встречно-параллельно включенных управляемых вентилей, а другие Выведи указанных пар объединены: и подключены к нулевому выводу, вторые нары встречно-параллельно

Валю@ейных управляемых вентилей, вторичные фазные обмотки, подключенные к выпрямителю с числом вентилей, кратным:шести, а отвод от первйчной обмотки делит ее витки в соотноше нии, @

2 — 1

Ol„ß-1

1149358

3 где 9i — число витков от начала

2 первичной отмобки до отвода, - число витков от отвода до конца первичной обмотки, трансформатор выполнен трехфаэным, один вывод каждой первичной фазной обмотки подключен к соответствующему входному выводу, а .другой ее вывод через соответствующую вторую 10 пару встречно-параллельно включен— ных управляемых вентилей соединен .с разноименным ему. выводом первичйой обмотки:произвольной смежной фазы.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Преобразователь содержит. первые и вторые цары встречно-параллельно включенных вентилей 1-12, в том чис- 2О ле первые нары — на вентилях 1,7, 9,3, 5,:11 и вторые пары — на вентилях,2.,8, 10,4, 6,12. ..- Вьырямитель e числом вентилей, кратный жести, выполнен трехфазным 25 мостовым:на диодах 13-18,и подключен к втаричнйм:фазным обмоткам 19-.21 трехфазного трансформатора 22. Первичные фазиые.обмотки 23-25 выполнены ..с отводами;. При этом один вывод обмотки 23 (24-25) соедийен с фазным .вхбдным:: вьеодом:А (С, В),:а другой вывод обмотки 23 (24, 25) с6единен с

-второй парей встречно-цараллелън, .включенных вентилей 2,8 (10,4, 6,12).

В. представленном варианте схемы свободйые выводы указаийых вторйк- пар веитилей соединены с разноименными

:выводами смежных фаз таким .образом, .JTo Образуют отстающия . треуРОль . 4б как: конец фазы а — с.иачалом фазы . С, конец фазы С - с началом фазы Ъ, конец. фазы Ъ вЂ” с началом фазы а .

Отвод обмотки.. 23 (24,. 25) подключен к первой паре вентйлей.t,7. (9,3, 5, 11),: свободные вйводы:указанных первых нар:объедийены и подключены к- йулевому входному выводу О.

Вторичные фазные обмотки 19-2 1 трзйеформатора 22 соединены в треугольмик. Нагрузка 26 подключена к выходу трехфазного мостового выпрямителя,Отвод от кажцой первичной обмотки делит, ее число витков в отнОжении 55

@ : O, 1 : (ГЗ. — 1)., Устройство работает следующим

:;.образом.

При открытии вентиля 1 от прикладываемого к нему напряжения между входными выводами А и 0 в его положительный полупериод. На вторичные фазные обмотки 19-21 трансформатора

22 трансформируются напряжения, наи- большее из которых на обмотке 19 отпирает диоды 14 и 15,-и цепь тока нагрузки замыкается через указанную обмотку, диоды и нагрузку 26. При этом цепь первичного фазного тока замыкается через открытый вентиль 1 .между входными выводами А и О.

Сумма напряжений на обмотках 20 и 21 равна по величине и противоположна полярностью напряжению на об-, мотке 19. Кроме того, вентили, подключенные к обмоткам 24 и 25, заперты.

Поэтому обмотки 20 и 21 обесточены.

Через 30 эл.град. отпирается вентиль 2 от прикладываемого к нему напряжения между входными выводами А и С в его положительный полупериод, а вентиль 1 запирается вследствие автотрансформаторного эффекта, возникающего -в обмотке 23. Линейное напряжение сети в .Р3 раза больше фазиого, однако за, счет выбранного соотношения чисел витков оно прикладывается к ГЗ раза большему числу вйтков первичной фазной обмотки.

Поэтому следящая симметричная пульсация тока на нагрузке 26 в течение

30 эл.град. формируется под действием напряжения на обмотке 19, равного по амплитуде предыдущему и сдвинутого от него по фазе иа 30 эл..град.

При этом цепь тока нагрузки замыкается через те же диоды 15 и 14.

Далее через 30 эл.град. после отпирания вентиля 2, отпирается вентиль 3 от прикладываемаго к нему нанряжения .между входными выводами .0 и С в его отрицательный полупериод. Магнитный ноток, образованный в очередной фазе трансформатора, наводит в обмотке 23 предыдущей фа.зы ЭДС,.полярность которой противоположна полярности напряжения, ранее приложенного к обмотке 23 через открытый вентиль 2, а величина — больше. Поэтому вентил1 2 запирается. При этом отпирается диод t8, запирается диод 14 и цепь тока нагрузки замыкается через обмотку

-20, диоды 15 и 18 и нагрузку 26.

Аналогично со сдвигом по фазе

:на 30 эл.град.. отпираются остальные

1149358 вентили и проводят ток с соответствующими диодами в следующей последовательности: 1-15"14; 2-15 4;

3-15-18, 4-15- 18, 5-13-18, 6-13-18, 7-1316,8-13-16, 9-17-16, 10-17-16, 11-17-14, 5

12-1 7-14.

Угол проводимости диодов 13-18, равный 120 эл.град., может быть снижен в 2 раза при соединении вторичных обмоток трансформатора совместно .с диодами в шестифазную выпрямительную схему со средней точкой.

Это увеличивает нагрузочную способность диодов, снижает в них потери, однако повышает расчетную мощность 15 трансформатора.

Нормальная работоспособность устройства обеспечивается и в случае подсоединения начал обмотки, например, 24 и 25 соответственно к 20 фазам В и С сети. Очередность включения вентилей при этом следующая:

2 1, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3.

Соответственно меняется и очередность включения диодов. 25

Вредное воздействие преобразователя на сеть, которое может иметь место при протекании по нулевому проводу тока нулевой последователь- ности, устранимо посредством допол- 30 нительного трехфазного трансформаматора, обмотки которого соединены в звезду и подключены тремя одноименными выводами к фазным входным выводам, а общей точкой трех других выводов — к нулевому входному выводу.

В предлагаемом преобразователе при сильноточном выпрямлении не наблюдается неравенства амплитуд смежных по фазе пульсаций выпрямпен1 ного напряжения.

Кроме того, преобразователь индифферентен к соединению между собой соответствующих разноименных выводов первичных обмоток отстающей и опережающей фазы. В результате отсутствует взаимосвязь между качественными показателями выпрямления и наименованием смежной фазы.

Таким образом, повышаются качественные показатели преобразователя при сильноточном выпрямлении, т.е. уменьшается уровень пульсаций выпрямленного напряжения, повышается коэффициент мощности эа счет отсутствия дополнительно возникающей при сильноточном выпрямлении несимметрии формы кривой выпрямленного напряжения. Кроме того, упрощается наладка предлагаемого устройства.

1) 49358

Составитель Е.Мельникова

Техред М.Кузьма Корректор А. Тяско

Редактор О.Черниченко

Заказ 1914/40

Тираж 646 . Подписное

ВКИИПИ Государственно о комитета СССР

rro делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ултород, ул. Проектная, 4