Преобразователь переменного тока в постоянный

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питаниях многих нагрузок с независимым регулированием напряжения на каждой из них. Цель изобретения - повьшение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п нагрузок. Преобразователь (П) содержит основную трехфазную систему (ОТО), соединенную по схеме звезда, подключенные к ней Зп катодных управляемых и три анодных вентиля , источник мощности содержит дополнительную трехфазную систему (ДТС), составляющую с основной . шестифазную звезду (ШЗ) с нулем, Зп катодных управляемых вентилей, соединенных с ДТС, и 6(n-m) анодных вентилей, при этом 3(n-m-1) анодных вентилей запитано от ОТС, а 3(n-m) - от ДТС. Катоды и аноды противофазных вентилей, соединенных с первой и второй трехфазными системами источника мощности, соединены попарно, к их общим точкам подключено 2n-ni дополнительно введенных уравнительных реакторов (УР), к каждому внешнему выводу которых в катодных группах (КГ) подсоединен катодом дополнительный вентиль, анод последнего подсоединен к нулю ШЗ, при этом средние точки КГ служат одним выводом для постоянного тока, а анодных rpynrt (АГ) - другим. Кроме того, вторым выводом п-й нагрузки спуткит нулевая точка УР общей группы. При углах регулирования , равных нулю, вьтрямленное напряжение холостого хода равно 1,8U2 , через каждый вентиль протекает ток, равный 1/3 выпрямленногоi продолжительностью 180 эл.град. При регулировании вьтрямленного напряжения изменением угла регулирования КГ нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования. Увеличенная до 180 эл.град. в данной схеме продолжительность протекания вентильных токов снижает коэффициент формы кривой до 12 по сравнению с трехфазными схемами, в которых он равен чЗ. 8 - 3.п. ф-лы, 2 ил. S (Л 4 00 00 О)

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дп4 Н 02 И 7/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4155530/24-07 (22) 03.12.86 (46) 30. 12.88. Бюл. В 48 (71) Производственное объединение

"Уралэлектротяжмаш" им. В.И. Ленина и Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.С. Флейшман, И.В. Гельман и С.П. Лохов (53) 621.3 14.632(088.8) (56) Патент Англии У 1049981, кл. Н 02 И 7/06, 1966.

Авторское свидетельство СССР

У 557460, кл. Н 02 М 7/12, 1972.

Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. M. Энергия, 1970, с. 479. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСтОЯННЫй (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питаниях многих нагрузок с независимым регулированием напряжения на каждой из них. Цель изобретения — повьппение коэффициента ,мощности и снижение уровня пульсаций каждой из и нагрузок. Преобразователь

{П) содержит основную трехфазную систему (ОТС), соединенную по схеме

"звезда", подключенные к ней 3п катодных управляемых и три анодных вентиля, источник мощности содержит так,же дополнительную трехфазную систему (ДТС), составляющую с основной шестифазную звезду (ШЗ) с нулем, Зп.Я0, 1448З76 д катодных управляемых вентилей, соединенных с ДТС, и 6(п-ш) анодных вентилей, при этом 3(п-ш-1) анодных вентилей эапитано от ОТС, а 3(п-ш} от ДТС. Катоды и аноды противофаэных вентилей, соединенных с первой и второй трехфазными системами источника мощности, соединены попарно, к их общим точкам подключено 2п-ш дополнительно введенных уравнительных реакторов (УР), к каждому внешнему выводу которых в катодных группах (КГ) подсоединен катодом дополнительный вентиль, анод последнего подсоединен к нулю ШЗ, при этом средние точки

КГ служат одним выводом для постоянного тока, а анодных групп (АГ) другим. Кроме того, вторым выводом и-й нагрузки служит нулевая точка

УР общей группы. При углах регулирования, равных нулю, выпрямленное напряжение холостого хода равно 1,80 через каждый вентиль протекает ток, равный 1/3 выпрямленного; продолжительностью 180 эл.град. При регулировании выпрямленного напряжения изменением угла регулирования КГ нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования. Увеличенная до 180 эл.град. в данной схеме продолжительность протекания вентильных токов снижает коэффициент формы кривой до 1 2 по сравнению с трехфазными схемами, в которых он равен Г3.

8.з.п. ф-лы, 2 ил.

1448376

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питаниях многих нагрузок с Heзависимым регулированием напря5 жения на каждой иэ них.

Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п-нагрузок.

На фиг. 1 представлена принципи- 10 альная схема преобразователя для случая n = 3, m = 1; на фиг.. 2 — диаграммы, поясняющие работу схемы для случая и = 3, ш = О. При этом использованы следующие обозначения: 15

О,»„, Щ, П,» — выпрямленные напряжения катодной, анодной групп и их суммарное д ) 1Ig э ° ° ° д ь ling ТОКИ CO ответствующих вентилей; . 20 ,(„,, .,, — углы регулирования катодных, анодных и нулевых вентилей.

Преобразователь переменного тока в постоянный для п нагрузок с нева- 25 висимым регулированием (фиг. 1) содержит источник мощности (ИМ) по схеме: шестифазная звезда с нулем, функцию которого могут выполнять трансформатор или генератор с фазами а, Ь,, с, а, Ь, с, 6п катодных вентилей (1К, ..., 6К); 6(n — m) анодных вентилей (1А, ..., 6А), 2(n-m) уравнительных реакторов УР1К, УР1А-УРпК, YP(n-m)A, Зп нулевых вентилей (НВ) и и-нагрузок N, которые могут иметь как равные, так и разные номинальные напряжения.

Устройство работает следующим образом. 40

Сначала изменяются углы регулирования катодных групп вентилей B диапазоне 0-180 эл.град, а углы d и af равны нулю. При этом выпрямленное напряжение UJ = Щ„+ 0 „изменяется 45 в относительных единицах с 1 до 0,5, а коэффициент мощности в конечных точках этого интервала сохраняет свое значение, равное 0,955. Минимальное и максимальное значение коэффициента мощности составляют на укаэанном отрезке регулирования соответственно

0,91 и 0,969. Затем с „ остается неизменным (импульсы могут быть сняты), а измепяется e(с нуля до 90 эл.град.

При этом (продолжает оставаться равным нулю. Относительная величина выпрямленного напряжения изменяется от 0,5 до О. На этом отрезке коэффициент мощности и уровень пульсации практически в 2 раза лучше, чем в обычных схемах.

Для перехода в инверторный режим необходимо начать изменение

При углах регулирования, равных нулю, выпрямленное напряжение холостого хода (х,х.) равно 1,8U<, через каждый вентиль протекает ток, равный

1/3 выпрямленного, продолжительностью 180 эл.град. При регулировании выпрямленного напряжения изменением угла регулирования катодной группы нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования, в то время как в трехфазных схемах с продолжительностью вентильного тока

120 эл.град . нулевые- вентили вступают в работу при углах регулирования более 30 эл. град. Это позволяет увеличить коэффициент мощности в начальном интервале регулирования до

30 эл,град.

Работу устройства поясняют диаграммы (фиг. 2). На фиг. 2а приведены диаграммы напряжения Ug„Ug и токов х,„, »„, через вентили для первой нагрузки при углах регулирования, равных нулю. При этом выпрямленное напряжение и коэффициент мощности равны максимальным величинам.

На фиг. 2б и 2в приведены аналогичные диаграммы для второй и третьей нагрузок при углах регулирования катодных групп », равны соответственно

60 и 120 эл. град., и при углах регулирования в анодных группах и нулевых вентилей, равных нулю. Нулевые вентили первой нагрузки не проводят ток, а второй и третьей соответственно 60 и 120 эл. град. (см. на диаграммах заштрихованные площадки). Если выпрямленные напряжения первой нагрузки принять за единицу, то второй и третьей при, равном 75 и 150 эл. град, составляет приблизительно соответственно 0,81 и

0,53. При этом. коэффициенты мощности будут приблизительно равны 0,955.

Если принять, что источник мощности имеет номинальное выпрямленное напряжение 825 В, то на нагрузках при укаэанных углах регулирования будут напряжения соответственно

825 В, 660 В и 460 B так что можно испольэовать двигатели с номинальным напряжением 750, 600 и 440 В, с высокими коэффициентами мощности при з 144837 общем источнике и независимом регулировании.

Это новое свойство целесообразно использовать в преобразователях, предназначенных прежде всего для резервирования.

Увеличенная до 180 эл.град. в данной схеме продолжительность протекания вентильных токов снижает коэффи- 1п циент формы кривой до /7 по сравнению с трехфазными схемами, в которых он равен ГЗ, что в полтора раза снижает вторую составляющую потерь мощности в вентилях. 15

Схема сохраняет свои характеристики при переключении всех вентилей на противоположное направление тока.

40

50

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в постоянный для и нагрузок с независимым регулированием, содержащий трехфазный источник мощности, первой трехфазной системы, обмотки которого соединены по схеме звезда, запитанные от источника Зп-катодных управляемых вентиля и три анодных вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и .снижения уровня пульсаций каж" дой иэ п-нагрузок, с возможностью обеспечения разных номинальных напряжений при их независимом регулировании, источник мощности дополнительно снабжен второй трехфазной системой, составляющей с первой шестифазную звезду с нулем, введены дополнительно Зп катодных управляемых вентилей, запитанных от второй трехфаэной системы источника мощности, и 6(n-m-3) анодных вентиля (m О, 1, 2, ..., и-1), при этом 3(п-m-1) анодных вентиля эапитано от первой трехфаэной системы источника мощности, à 3(n-m) ка второй, катоды и аноды, подключенные к одноименным фазам первой и второй трехфаэных систем источника . мощности, соединены попарно, к их общим точкам в катодных группах подключен катод дополнительно введенного соответствующего нулевого вентиля, анод которого соединен с нулем шестифазной звезды, а также к указанным общим точкам в катодных и анодных группах подключены свободные выводы 2n-m дополнительно введенных трехфазных уравнительных реакторов, обмотки которых соединены звездой нулевой точкой, образующей соответствующий выходной вывод.

2, Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что при

m =,0 соответствующие выходные выводы образованы нулевыми точками уравнительных реакторов, подключенных к равным по мощности анодным и катодным группам.

3. Преобразователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что при

m = 1, 2, ..., и-1 выходным выводом части нагрузок служит нулевая точка уравнительного реактора общей анодной группы.

4. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэ5 можностей и увеличения диапазона регулирования, все вентили выполнены управляемыми.

5. Преобразователь по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что, с целью упрощения- при отсутствии инвер- торного режима, на управляемых вентилях выполнены катодные и анодные группы.

6. Преобразователь по пп. 1, 3 и 5, отличающийся тем, что, с целью упрощения, вентили общей анодной группы выполнены неуправляемыми.

7. Преобразователь по пп. 1, 3, 5 и 6, отличающийся тем, что, с целью упрощения при диапазоне регулирования и-й нагрузки 50 + 100X, нулевые вентили этой нагрузки, работающей совместно с общей, выполнены неуправляемыми.

8. Преобразователь по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что общая анодная группа вентилей выполнена на ток, меньший суммы номинальных токов нагрузок, работающих совместно с общей.

9. Преобразователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что уравнительные реакторы выполнены из трех

5 отдельных реакторов. 1448316

1448376 ф От я 8р 4 С5 ф

° е ° °

° ° ° ° ° < ° ° ° ° ° °

° °

1

° °

° ° ° ° ° ° ° °

° °

° Ф °

° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° а ° y ° ° ч

° °

° е е ° ° е °

° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ь

° 4 ° ° Ô

° \ Ф

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ъ ° °

° ° ° ° ° ° ° ° сФс с i сюм с си

° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° * ... Е

° °

° 1 ° . ° °

° ° сю4 1 схФ

° ° ° °, ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° дЯ

° ° ° ° Ф С ° °

° ° O ° ° ° ° ° °

° Ее ° ° ° ° ЪФ 1

4/е

Ql/c". Г

Составитель Е.Мельникова

Техред Л. Олийнык Корректор А. Обручар

Редактор Н. Горват

Заказ 6849/54

Тираж ббб

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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