Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Использование: изобретение может быть использовано в качестве низковольтного вторичного источника постоянного напряжения . Сущность изобретения: устройство выполнено на основе трехфазного трансформатора с пространственным магнитопроводом с двумя вентильными обмотками , и вентильного блока, включающего вентили. Вентильные обмотки размещены на ярмах, выполненных в виде треугольников , соединены в идентичные звезды (треугольники ) и подключены нулевыми точками непосредственно, а свободными началами и концами через вентили к выходным выводам для подключения нагрузки. За счет перенесения вентильных обмоток со стержней на ярма обеспечивается снижение выходного напряжения в vT без изменения числа витков, что позволяет их выполнять конструктивно более просто, одновитковыми в виде шинопроводов. 4 ил. (Л С

СОК)3 СОВГ (СКИХ

СОЦИАПИС1ИЧЕСКИХ

Р Е С(1У,(l VIK (sI)s Н 02 M 7/12

ГОСУДАРСТВЕ ((НЫЙ КОМИ1ЕТ

ПО ИЗСЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ1 ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834257/07; 4861169/07 (22) 16.04.90 (46) 30.11.92. Бюл. N. 44 (71) Научно-производственное объединение силовой электроники (72) В.Н.Филатов (56) Авторское свидетельство СССР

N . 265254, кл. Н 02 М 7/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N 1403295, кл. Н 02 M 7/12, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11223399880033, кл. Н 02 М 77//0088, 1986.

Авторское свидетельство СССР Ф 920995, кл. Н 02 M 7/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 565363, кл. Н 02 M 7/12, 1977. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование: изобретение может быть использовано в качестве низковольтИзобретение относится к электротехнике и может найти применение в качестве низковольтных вторичных источникОв постоянного напряжения.

Известны низковольтные преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащие трехфазный трехстержневой трансформатор. на стержнях магнитопровода которого расположены трехфазная первичная обмотка. соединенная с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети и две группы трехфазных вторичных — вертикальных обмоток, соединенных с двумя трехвентильными группами по шестипульсной схеме

»5U 1778898 А1 ного вторичного источника постоянного напряжения. Сущность изобретения: устройство выполнено на основе трехфазного трансформатгра с пространственным магнитопроводом с двумя вентильными обмотками, и вентильного блока, включающего вентили. Вентильные обмотки размещены на ярмах, выполненных в виде треугольников, соединены в идентичные звезды (треугольники) и подключены нулевыми точками непосредственно, а свободными началами и концами через вентили к г;ыходным выводам для подключения нагрузки. За счет перенесения вентильных обмоток со стержней на ярма обеспечивается снижение выходного напряжения в 1/.Г без изменения числа витков, что позволяет их выполнять конструктивно более просто, одновитковыми в виде шинопроводов. 4 ил. выпрямления. Различные их модификации отличаются схемой соединения вторичных обмоток с вентильными группами и уравнительными реакторами, обеспечивая различные уровни выходного напряжения.

Прототипом изобретения является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехстержневой трехфазный трансформатор, на стержнях магнитопровода которого расположена трехфазная первичная обмотка, соединенная с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети, и две группы трехфазных вторичных обмоток, а также две группы вентилей, причем вторичные 06MQT17 18898 ки трансформатора соединены с указанными вентилями по шестипульсной схеме выпрямителя, выход которой обоазует выходные выводы для подключения нагрузки.

Целью изобретения является снижение уровня выходного напряжения, упрощение и расширение области применения, Указанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехстержневой трехфазный трансформатор, на магнитопроводе которого расположены трехфазная первичная обмотка, соединенная с входными выводами для подключения трехфаЗной питающей сети и две группы трехфазных вторичных обмоток, а также две группы вентилей, причем, вторичные обмотки трансформатора соединены с указанными вентилями по шестипульсной схеме выпрямления, выход которой образует выходные выводы для подключения нагрузки, при этом магнитопровод трансформатора -выполнен пространственным, симметричным, верхнее и нижнее ярма которого выполнены в виде треугольников, на сторонах каждого из которых размещена одна.из групп указан н ых вторичных обмоток.

Размещение двух вентильных обмоток на разных ярмах общего пространственного магнитопровода, выполненных в виде замкнутых магнитопроводов — треугольников с расположением сетевой обмотки на стержнях магнитопровода, с соединением вентильных обмоток в виде идентичных звезд обеспечивает дополнительное снижение уровня выходного напряжения в

V3 раз.

На фиг, 1, 3 приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2а..б;в и 4а,б,в,г,д,е — диаграмма магнитных потоков и напряжений, характеризующие его работу.

Преобразователь содержит трансформатор 1 с магнитопроводом 2. обмотками 3, 4, 5 и вентилями 6-11 и уравнительный реактор 12.

Сетевая обмотка 3 трансформатора 1 (фиг.1) размещена. пофазно на стержнях трехфазного пространственного симметричного магнитопровода 2 и образует своими . концами входные зажимы преобразователя. Вентильные обмотки 4, 5 соединены в идентичные звезды на верхнем и нижнем ярмах магнитопровода 2 трансформатора 1, выполненных в виде равносторонних треугольников. Между собой еентильные обмотки соединены в шестифазную звезду и подключены к выходным зажимам преобразователя общим нулевым выводом непосредственно, а свободными концами через вентили 6-11.

При подаче сетевого напряжения на входные зажимы преобразователя, в фазах

5 первичной обмотки 3 трансформатора 1 протекает фазный ток холостого хода. Соответственно, в стержнях магнитопровода 2 трансформатора 1 протекают фазные магнитные погоки, сдвинутые между собой на

10 120 зл.град. Эти потоки замыкаются через верхние и нижние ярма пространственного симметричного магнитопровода, выполненные в форме замкнутых равносторонних треугольников. Исходя из закона Киргофа

15 для магнитных цепей, через ярма протекают линейные магнитные потоки с величиной, в 3 раз меньшей фазовых магнитных потоков и сдвинутых по фазе на 30 зл,град. (фиг.2,а).

20 При этом линейные магнитные потоки протекают в ярмах в разных направлениях (фиг.1), Поскольку вентильные обмотки на ярмах обтекаются магнитным потоком в

25 3 раз меньше, чем в стержнях, на них наводится соответственно и ЭДС в ГЗ раз меньше. В итоге на вентильных обмотках 3;

4 формируется шестифазная система напряжений(фиг.2,б), которая выпрямляется в ше30 стипульсное постоянное напряжение lJd*

=1,35/ -Л = 0,78 как в известных однотактных преобразователях переменного напряжения в постоянное, выполненных по схеме шестифазная звезда с нулевым выводом с

35 поочередной проводимостью вентилей по

60 зл.град. (фиг.2,в), При соединении сетевой обмотки в звезду и достаточно большом реактансе трансформатора (за счет разнесения всех

40 обмоток) с увеличением нагрузки выпрямитель может работать в дважды трехфазном режиме с выходным напряжением Об* =

=0,675, (Либо можно устанавливать двухфазный уравнительный реактор между нулевы45 ми точками вентильных звезд).

При подключении софазных пар вентилей к выходному зажиму преобразователя через трехфазный уравнительный реактор преобразователь будет работать в трижды

50 трехфазном режиме с выходным напряжением Ud* - 0,9/ 3 = 0,52).

Особенно целесообразно выполнение предлагаемого преобразователя на единицы вольт выходного напряжения и большие

55 токи (десятки, сотни, тысячи ампер), когда вентильные обмотки выполняются одинаковыми, в виде токоведущих шин — части общей ошиновки преобразователя. В атом случае и функцию уравнительных реакторов

1778898 также можно возложить на общую ошиновку преобразовательного агрегата.

Поскольку магнитные потоки в верхнем и нижнем ярмах протекают в разных направлениях, вентильные обмотки соединяются в идентичные звезды (а не прямую и обратную прототипа), Сечение ярем магнитопровода берется в Л раз меньше из-за снижения магнитного потока, что в целом упрощает конструкцию преобразователя.

На фиг. 3 приведен вариант выполнения преобразователя, рассчитанный на более низкое выходное напряжение Ud = 0,39

02Ф за счет выполнения соединения вторичных обмоток 4 и 5 в треугольники и подключение их вершин через вентили 6, 7„8 и

9, 10, 11 к одному из выходных зажимов преобразователя, а через фазные обмотки шестифазного уравнительного реактора — к второму выходному зажиму. Тем самым обеспечивается возможность получения самого низкого уровня выходного напряжения относительно всех известных шестипульсных низковольтных преобразователей переменного напряжения в постоянное (фиг.4,а,б,в,г,д,е). А в целом симметричный перенос обеих вентильных обмоток на разные ярма магнитопровода трансформатора, выполненного пространственным, симметричным с ярмами в виде замкнутых треугольников, позволяет применительно ко всей известной группе низковольтных шестипульсных преобразователей переменного напряжения в постоянное понизить уровень выходного напряжения на Л раз зэ счет расщепления магнитных

5 фазных потоков стержней на линейные в ярмах, Формула изобретения

10 Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехстержневой трехфазный трансформатор, на магнитопроводе которого расположены трехфазная первичная обмотка, соединен15 ная с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети и две группы трехфазных вторичных обмоток, а также две группы вентилей, причем вторичные обмотки трансформатора соединены с указанны20 ми вентилями по шестиимпульсной схеме выпрямления, выход которой образует выходные выводы для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с. целью снижения уровня выходного напряжения, 25 упрощения и расширения области применения, магнитопровод трансформатора выполнен пространственным, симметричным, верхнее и нижнее ярма которого выполнены в виде треугольников, на сторонах каждого

30 из которых размещена одна из групп ука1 занных вторичных обмоток.

1778898

1778898

Составитель В.Филатов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор; T.Ïýëèé

Редактор

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

Заказ 4201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4Т