Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания. Цель изобретения - расширение области применения. Преобразователь содержит преобразовательные элементы 1-12, соединенные в шестиячейковый вентильный мост 13 с подключенными к нему фильтром 14 и системой 18 стабилизации, управления, защиты и коммутации, которая, как и нагрузка 17, присоединяется к выходным выводам 15 и 16. Благодаря введенным отводам с определенным соотношением витков существенно улучшается спектральный состав выходного напряжения и потребляемого тока, обеспечивая высокое качество преобразования электроэнергии. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 Н 02 Г . 7/162

3.:<..у,„,. !

14 ;1! ;.:„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕЫНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕ1(ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368954/24-07 (22) 31 ° 1? .87 (46) 15.08.89. Бюл. М 30 (75) А,М. Репин (53) 621.314.632 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1070669, кл. Н 02 Г 7/08, 1982.

Палванон В. Г, !!!естифазные мостовые преобразователи. Электричество, 1974, Г" 6, с,79,80. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯ!!!Е!!ИЯ В ПОСТОЯВ!!РЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средненольтного вторичного

Изобрет ние относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания при преобразовании элpктрознеpг трехфазного переменного напряжения в энакопостоянное с высокой (двенадцатикратной) частотой пульсации его переменной составляющей при малом ее уровне и необходимости перераспределить ток нагрузки по более слаботочным секциям вентильной обмс тки (ВО) электромагнитного «ппарата (ЭГ!А) за счет соединения их в замкнутые контуры.

Устройство применимо также в качестве инвертора.

Цель изобреIения — расширение

Области ItpHMpHения, 2 источника электропитания. Цель изобретения — расширение области применения. Преобразователь содержит преобразовательные элементы 1 — 12, соединенные в шестиячейковый вентильный мест 13 с подключенными к нему фильтром 14 и системой 18 стабилизации, управления, защиты и коммутации, которая, как и нагрузка 17, присоединяется к выходным выводам 15 и 16.

Благодаря введенным отводам с определенным соотношением нитков существенно улучшается спектральный состав выходного напряжения и потребляемого тока, обеспечивая высокое качество преобразования электроэнергии, 2 э.п. ф-лы, 5 ил.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя напряжения при соединении секций трехфазной вентильной обмотки (ВО) электромагнитного аппарата (ЭМА) в три фазосдвинутых на 120 правильных замкнутых треугольника с отводом от одной из сторон каждого из них и подключением к отводам и одной из вершин каждого треугольника ВО шестиячейкового вентильного моста на неуправляемых или управляемых преобразовательных элементах (ПЭ);на фиг.2 — изображение соединенных секций ВО ЭМА в топологическом виде; на фиг.3 — векторная диаграмма, поясняющая в фазовой плоскости формирование двенадцати фаэосдвинутых импульсов S> (1, 12) знакопостоянного выходного напряже1501232 ния Бр при реализации устройства по схеме фиг. 1 и 2; на фиг. 4 и 5 то же, что на фиг. 2 и 3, модификация схемной реализации преобразова5 теля, при введении вспомогательных отводов в другие (относительно дополнительных отводов) половины секций ВО и подключении этих отводов к трем первым выводам шестиячейкового моста при сохра»»е<»ии соотношения витков от средних до присоединенных отводов как 1:(13 — 1), установленного для реализации по фиг. 1 для

Витков половины первой секции и вит- 15

КоВ до ее дополнительного отвода.

При этом на фиг. 3 и 5 указаны при St, число и номера одновременно последовательно токопроводящих н данный момент ПЭ, а также обозначения 20 выводов и отводов болыш»х секций

В0 ЭМЛ, между которыми формируется наибольшая в данном контуре токопрохождения разность потенциалов, определяющая для него наибольшие 25 (диагональные) ЭДС. Этим упрощается понимание механизма действия устройства при обеспечении им дненадцатикратной частоты пульсации за счет секторного принципа, а также наглядно иллюстрируется выявление упрощенного алгоритма управления преобразовательными элементами моста в случае выполнения устройства управляемым (стабилизированным), 35

Устройство (фиг. 1 и 2) содержит

ЭХА, трехфазная вентильная обмотка которого разделена в каждой фазе на дне неравные секции а»х,, а хо, Ъ,у„, Ъ,у,, c„z„ z< с отводами а» Ъ,С

« « и средними точками а <, Ъ,, с, <, от больших секций, Преобразователь содержит также преобразовательные элементы 1 — 12, соединенные в дне группы — катодную (четные номера)

45 и анодную (нечетные номера), которые образуют шестиячейковый вентильный мост 13 ° Выводы постоянного тока моста 13 через фильтр 14 (или без него) образуют ныходные выводы 15 50 и 16, к которым подключается нагрузка 17, а также система стабилизации, управления, защиты и коммутации (СИУЗК) 18. При этом числа витков малой и равной ей половины большой 55 секций, а также витков от ее средней точки до отвода могут быть установлены н каждой фазе в соотношении

1: (Г3 — 1) .

Устройство (фиг,1 и 2) работает

cJIедующим образом.

Как следует из фиг. 2 и 3, на выходе устройства при наличии переменных ЭДС на секциях ВО формируется двенадцать знакопостоянных импульсов Sp„ амплитуды которых при вышеуказанных соотношениях витков одинаковы, а длительности импульсон равны 30 эл.град. при том же последовательно 30-градусном фазовом сдвиге одного импульса относительно другого. Состав элементов для каждого «< -га контура токопрохождения ясен из фиг. 3.

Тем самым относительно известного устройства (прототипа) частотная кратность пульсации увеличена н 2, а ее уровень улучшен в 4 раза, что существенно улучшает спектральный состав выходного напряжения и потребляемого тока, улучшая массогабаритные и стоимостные показатели фильтро-компенсирующих устройств, повышая качество преобразования электроэнергии.

Возможности устройства расгп»ряются за счет его модификации, представленной на фиг. 4 и 5, причем алгоритм управления для обеих реализаций в случае выполнения преобразователя управляемым (стабилизированным или регулирующим) одинаков и сравнительно прост. Несмотря на мостовую структуру, сигналы управления от СИУЗК 18 достаточно подавать лишь на один ПЭ через интервал дискретности н следующей последовательности: на ПЭ 1,3,4,6,5,7,8,10,9,11,12,2, что также расширяет схемно-технические и функциональные возможности данного преобразователя. При этом, несмотря на гальванически связанную систему вентильных секций, высокое качество преобразование энергии обеспечено благодаря переводу известного устройства (прототипа) на секторный принцип действия, а конфигурация изображения соединенных секций ВО ЭМЛ сходна с изображением вентилятора, н связи с чем реализации данного преобразователя относят к подгруппе схем с сокращен»ым Hd званием нентсек" со свойственными им положительным»» качествами, частично показанными выше, Этим расширяется область практического применения устройства в Hëðñ ä«îì хозяйстве страны, 5 15012

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий электромагнитный аппарат, трехфазная веитильная обмотка которого разделена в каждой фазе на две секции в соотношении 1:2, причем большие секции соединены между собой средними точками, образуя шестилучевую звезду, а малые секции соединены своими выводами с разноименными выводами двух разных по фазе болыпих секций и топологически образуют три сдвинутых на 120 правильно замкнутых треугольа ника, причем одни одноименные выводы больших секций подключены к первым трем из шести выводов переменного тока шестиячейкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы> о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения, первые секции со стороны других выводов снабжены в каждой фазе дополнительным отводом, который подключен к од32 ному из трех остальных выводов пере-, . менного тока .указанного моста.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что числа витков половины первой секции и витков от средней точки до дополнительного отвода установлены в каждой фазе в соотношении 1:("(3 — 1).

3. Преобразователь по пп.1 и 2, отличающийся тем, что введенная система управления обеспе чивает подачу сигналов управления через интервал дискретности последовательно на первый, третий, четвертый, шестой, пятый, седьмой, восьмой, десятый, девятый, одиннадцатый, двенадцатый и второй преобразовательные элементы моста при нечетной их нумерации от первого по одиннадцатый в анодной и четной нумерации от второго по двенадцатый - в катодной группах и последовательной нумерации от первого по двенадцатый в порядке естественного их открытия при выборе, очередного иэ двенадцати импульсов выходного напряжения в качестве исходного (первого).

1501232

0 0= 17 (u,b;112 8

4 (нн117)

-д-- г, (а,с„г г) б„, 1 7 (б, 6,.111г)"г .., . ("а)

° ° ° °

° ° ° °

° °

S

° ° ° °

° °,Ф,, ff,f0) а . p бб(б,ф;б,б), / (с,с,;Ц10) - SS(6а,76) Е (с,а,; 7,10) S7(0, a„7,6) Фиг. 5

E (u u," 1,2) (а, Ь, ; 11,г)бiг +S (а C;,"SË) (6"Ь, 11, 1г) б„(..: . юб(с, "с, ;б,а) (C >Ю PO) 1Î .o.". .. Sy(b Ст б.6) (с, с" 0,10)б, :: . )б,,(б, б,"; 66) (с а, ; 710) бб -Л баФ4, ;76)

6, (а,"а ; 7, S) Фиг. 5

Составитель Е,Мельникова

Редактор M.Товтин Тепрел М.Ходанич Корректор Т.Мадлен

Заказ 4887/54 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101