Преобразователь переменного напряжения в постоянное
Использование: в качестве низковольтного и сильноточного вторичного источника питания. Сущность изобретения: устройство состоит из трансформатора 1 с трехфазной первичной обмоткой 2, подключенной к питающей сети, и трехфазной вторичной обмоткой 3, выполненной по схеме разомкнутой звезды, каждая фаза которой через соответствующую пару из шести вентилей 4-9 соединена с одним из выходных выводов для подключения нагрузки. Другой выходной вывод образован общей точкой отводов от середины витков соответствующих фазных обмоток трехфазного уравнительного реактора 10, каждая из которых включена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трансформатора. Указанное выполнение устройства обеспечивает возможность получения низких уровней выходного напряжения при использовании стандартных простых двухобмоточных трансформаторов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 00 с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)5 Н 02 М 7/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868236/07 (22) 21.09.90 (46) 07,10.92. Бюл. № 37 (71) Научно-производственное объединение силовой электроники (72) В.Н.Филатов и А.И.Сафронов (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 920995, кл. Н 02 М 7/08, 1982.
Каганов И.Л. Электронные и иойные преобразователи, Л.: ГЭИ, 1956, с,125, 131, 143.
Авторское свидетельство СССР № 782089, к . Н 02 М 7/08, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО
НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование; в качестве низковольтного и сильноточного вторичного источника питания, Сущность изобретения: устройство состоит из трансформатора 1 с трехфазной первичной обмоткой 2, подключенной к питающей сети, и трехфазной вторичной обмоткой 3, выполненной по схеме разомкнутой звезды, каждая фаза которой через соответствующую пару из шести вентилей
4-9 соединена с одним из выходных выводов для подкл:.очения нагрузки. Другой выходной вывод образован общей точкой отводов от середины витков соответствующих фазных обмоток трехфазного уравнительного реактора 10, каждая из которых включена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трансформатора. Указанное выполнение устройства обеспечивает возможность получения низких уровней выходного напряжения при использовании стандартных простых двухобмоточных трансформаторов. 1 з,п.ф-лы, 2 ил, 1767655
10
55
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти практическое применение в качестве низковольтных и сильноточных вторичных источников питания для радиоэлектронной аппаратуры, электросварки, заряда аккумуляторов.
Известны низковольтные и сильноточные преобразователи переменного напряжения в постоянное (1,2) на основе трехфазного трансформатора с сетевой и вторичными обмотками, подключенными через вентили и реакторы к выходным выводам. При этом вторичные обмотки работают в однотактном режиме с однократным обтеканием рабочим током. Различные их модификации отличаются длительностью проводящего состояния вентилей, уровнем выходного напряжения, эффективностью использования трансформаторно-реакторного оборудования, Прототипом устройства является преобразователь переменного напряжения в постоянное (3), содержащий трансформатор, трехфазная первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения питающей сети, а трехфазная вторичная обмотка выполнена по схеме разомкнутой звезды, начала и концы второй через вентили соединены с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, а ее средние выводы подключены через пары смежных по фазе полуобмоток трехфазного уравнительного реактора к второму выходному выводу преобразователя. Такой преобразователь обеспечивает шестипульсный однотактный режим выпрямителя с относительноо хорошим использованием трансформаторно-реакторного оборудования.
Недостатком прототипа является наличие средних выводов вторичной обмотки с . однотактным поочередным режимом работы полуобмоток, что приводит к улучшению трансформатора и повышенным его массогабаритным показателям.
Цель изобретения — упрощение и улучшение массо-габаритных показателей, Указанная цель достигается тем, что в известном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор, трехфазная первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения питающей сети, а трехфазная вторичная обмотка выполнена по схеме разомкнутой звезды, начала и концы которой через вентили соединены с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, а также трехфазный уравнительный реактор, обмотка каждой фазы которого выполнена с отводом от середины ее витков, соединенным с другим вы:.одным выводом, и подключена к соответствующим началу и концу вторичной обмотки, каждая фазная обмотка уравнительного реактора включена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трансформатора, а ее отвод от середины витков соединен с указанным выходным выводом непосредственно, При этом первичная обмотка может быть выполнена по схеме разомкнутой звезды, соединенной согласно-последовательно с софазными вторичными обмотками, а свободные выводы указанной звезды первичной обмотки соединены с выходными выводами.
Сопоставление с прототипом показывает, что данный преобразователь отличается выполнением вторичной обмотки без средних выводов, с подключением ее к одному из выходных выводов преобразователя началами и концами через софазные полуобмотки трехфазного уравнительного реактора, Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволило установить соответствию его критерию "новизна".
При изучении других известных технический решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа, не выявлены, и потому они обеспечивают и редлагаемому преобразователю соответствие критерию "существенные отличия".
На фиг.1а,б приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя, возможные варианты выполнения; на фиг.2а-г — диаграммы напряжений и токов, характеризующие его работу, Преобразователь содержит трансформатор 1 с обмотками 2,3, вентили 4 — 9, уравнительный реактор 10 с обмотками 11 — 16.
Первичные обмотки 2 трехфазного трансформатора 1, соединенные в звезду или треугольник, подключены к входным зажимам преобразователя. Вторичная обмотка 3 выполнена по схеме разомкнутой звезды и подключена через вентили 4-9 к одному из выходных зажимов, а через обмотки 11 — 16 уравнительного реактора 10— к второму выходному зажиму преобразователя, При подаче на вход преобразователя трехфазного сетевого напряжения на вторичной обмотке 3 его трансформатора формируется трехфазная система напряжений
UAx, Uav, Ucz. Эти напряжения прикладываются к фазным парам обмоток 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16 уравнительного реактора 10 и делятся пополам относительно их общих выводов, образующих искусственную нулевую
1767655
UAX «UAX
Z oA X UAx 25 точку, связанную с плюсовым выводом преобразователя. При этом в режиме, близком к холостому ходу, уравнительный реактор 10 с обмотками 11 — 16 образует вместе с вентилями — диодами 4 — 9 эквивалентную схему преобразователя "шестифазная звезда с нулевым выводом", обеспечивающую на выходе шестипульсное выпрямление напряжение Uao = 1,35 UAx/2 с проводимостью вентилей по 60 эл,град. (фиг.2а,б). Пусть к вторичной обмотке ЗА приложена положительная полуволна напряжения. Через нее и полуобмотки 12,11 уравнительного реактора 10 протекает полуволна уравнительного тока Этот уравнительный ток обеспечивает деление фазовых вторичных напряжений пополам относительно общих выводов фазных полуобмоток уравнительного реактора (см. фиг.2а). При подключении нагрузки, не показанной на фиг.1, протекает полуволна тока по цепи: фаза ЗА, полуобмотка 12, нагрузка (+) (-), вентиль 4. За счет поочередной коммутации всех вентилей 4 — 9 длительность этого импульса (и в остальных фазах) составляет 60 эл.град. (см. фиг.2б), C увеличением нагрузки и выходного тока за счет собственных индуктивностей рассеяния трансформатора и реактора, а также за счет индуктивностей соединительных проводов — шин преобразователь переходит в дважды трехфазный режим с U = 1,17 2 = 0,585 Оф и проводимостью UAx вентилей по 120 эл.град. и трижды двухфазный режим с Ua = 0,9 = 0,45 Оф. При UAx недостаточности паразитных индуктивностей можно применять для этих целей известные средства: расщепленные сглаживающие дроссели на выходе, дополнительные уравнительные реакторы, снабжение имеющихся реакторов магнитными шунтами и т.д, При отсутствии требования гальванической развязки предлагаемый низковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное может быть выполнен по автотрансформаторной схеме с соответствующим снижением установленной мощности и массо-габаритов, 30 На фиг.1а приведен вариант автотрансформаторной схемы предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное, согласно которому первичная обмотка 2 трансформатора 1 выполнена по схеме разомкнутой звезды, свободные концы которой подключены к софазным началам вторичной обмотки 3. При этом отнбсительно сетевого напряжения нулевой точкой первичной обмотки трансформатора является плюсовый вывод преобразователя. Достоинством предлагаемого низковольтного преобразователя является обеспечение шестипульсного режима выпрямления с однократным пропусканием тока через вентили при наличии всего одной вторичной обмотки. Это обеспечивает расширение области применения преобразователей за счет использования стандартных двухобмоточных трансформаторов, а также за счет обеспечения новых уровней выходного напряжения. Формула изобретения 1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, трехфазная первичная обмотка которого соединена с входными выводами для подключения питающей сети, а его трехфазная вторичная обмотка выполнена по схеме разомкнутой звезды, начала и концы которой через вентили соединены с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, а также трехфазный уравнительный реактор, обмотка каждой фазы которого выполнена с отводом от середины ее витков, соединенным с другим выходным выводом и подключена к соответствующим началу и концу вторичной обмотки, о т л л ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и улучшения массо-габаритных показателей, каждая фазная обмотка уравнительного реактора включена параллельно одной из фаз вторичной обмотки трансформатора, а ее отвод от середины витков соединен с указанным выходным выводом непосредственно. 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что трехфазная первичная обмотка трансформатора выполнена по схеме разомкнутой звезды, соединенной согласно-последовательно с софазными вторичными обмотками, а свободные выводы указанной звезды первичной обмотки соединены с входными выводами. 1767655 1 .J Составитель В Филатов Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т,Вашкович Редактор Проиааодотаенно-иадатеанскии комбинат "Патент", г. УкггОрод, уа.Гагарин*, 101 Заказ 3557 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
