Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Использование: изобретение может быть использовано в низковольтных сильноточных источниках питания для электротехнологических установок. Сущность изобретения: для упрощения конструктивного исполнения вторичной цепи преобразователя по кольцевой схеме выпрямления и уменьшения индуктивности выходных шин устройство содержит блок 2 вентилей и трехфазный трансформатор 1, на каждом стержне магнитопровода которого наряду с фазой первичной обмотки расположены фазы двух вторичных обмоток 3, 4, разнесенных по высоте стержней и соединенных в две идентичные трехфазные звезды, нулевые точки которых образуют выходные ши- 13ffC

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 M 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4932268/07 (22) 30,04,91 (46) 07,03,93, Бюл. М 9 (71) Научно-производственное объединение силовой электроники (72) Ю. Ф. Прасолов, А. Л. Балашов, И. А. Ботвинко и В. А. Босомыкин (56) Авторское свидетельство СССР

М 480159, кл. Н 02 М 7/04, 1971.

Фишлер Я. Л. и др, Преобразовательные трансформаторы. — М.: Энергия, 1974, С. 87.

Авторское свидетельство СССР

N 265254, кл. Н 02 М 7/12, 1966, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО . НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

„,!Ж „„1800571 А1 (57) Использование: изобретение может быть использовано в низковольтных сильноточных источниках питания для электротехнологических установок. Сущность изобретения: для упрощения конструктивного исполнения вторичной цепи преобразователя по кольцевой схеме выпрямления и уменьшения индуктивности выходных шин устройство содержит блок 2 вентилей и трехфазный трансформатор 1, на каждом стержне магнитопровода которого наряду с фазой первичной обмотки расположены фазы двух вторичных обмоток 3, 4, разнесенных по высоте стержней и соединенных в две идентичные трехфазные звезды, нулевые точки которых образуют выходные шиС

1800571

10

30

40 ны, а свободный вывод каждой фазы одной вторичной обмотки подключен к обьединенным катодам (анодом) двух вентилей блока

2, аноды (катоды) которых соединены со свободными выводами двух смежных фаз другой вторичной обмотки, одноименные фазы различных вторичных обмоток трансформатора выполнены с противоположным направлением намотки. Расположенные на одном из стержней магнитопровода одноименные фазы двух вторичных обмоток имеют противоположное направление намотки

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в низковольтных сильноточных источниках питания для злектротехнологических установок.

Цель изобретения — упрощение конструктивного исполнения вторичной цепи . преобразователя по кольцевой схеме выпрямления условий воздушного охлаждения вентильного блока при горизонтальном расположении трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем блок вентилей и, трехфазный трансформатор, на каждом стержне магнитопровода которого наряду с фазой первичной обмотки расположены фазы двух вторичных обмоток, разнесенных по высоте стержней и соединенных в две идентичные трехфазные звезды, нулевые точки которых образуют выходные шины, а свободный вывод каждой фазы одной вторичной обмотки подключен к объединенным одноименным электродам двух вентилей, другие электроды которых соединены со свободными выводами двух смежных фаз другой вторичной обмотки, одноименные фазы различных вторичных обмоток трансформатора выполнены с противоположным направлением намотки.

Расположенные на одном из стержней магнитопровода трансформатора одноименные фазы двух вторичных обмоток имеют противоположное направление намотки и установлены на других половинах стержня относительно смежных фаз своих обмоток, расположенных на двух других стержнях, С целью уменьшения длины выходных шин, а также улучшения воздушного охлаждения блока вентилей при горизонтальном и установлены на других половинах стержня относительно смежных фаза своих обмоток на двух других стержнях. С целью уменьшения длины выходных шин, а также улучшения воздушного охлаждения блока вентилей при горизонтальном расположении стержней магнитопровода трансформатора все вентили в блоке со своими охладителями расположены в одной горизонтальной плоскости (в два ряда по три вентиля) и установлены ниже трансформатора. 2 з, и. ф-лы, 5 ил. расположении стержней магнитопровода трансформатора все вентили в блоке со своими охладителями располагают в одной горизонтальной плоскости (в два ряда по три вентиля) и устанавливают ниже трансформатора (под трансформатором).

На фиг. 1 изображена кольцевая схема выпрямления; на фиг. 2 схематично показано размещение и направление намотки фаз двух вторичных обмоток трансформатора на

его стержнях, а также соединение вторичных обмоток в две идентичные трехфазные звезды (первичная обмотка не показана); на фиг. 3 — блок вентилей с двухсторонними охладителями для воздушного охлаждения вентилей, расположенными в два ряда в одной плоскости, а также соединение вентилей в кольцевую схему выпрямления (обозначение фаз вторичных обмоток и вентилей на фиг. 2 и 3 соответствуют их обозначению на фиг. 1); на фиг. 4 — эскиз варианта горизонтального расположения трансформатора и блока вентилей, когда последний установлен ниже трансформатора, вид спереди; на фиг. 5 — то же, вид сбоку, Кольцевая схема выпрямления (фиг. 1) содержит блок 2 вентилей, обозначенных по их очередности работы ч1 — v6 и трансформатор 1 с двумя вторичными обмотками 3 (фазы а1, в1, с1) и 4 (фазы а2, в2, с2), соединенными в две идентичные звезды, нулевые точки которых образуют выходные выводы (шины) преобразователя для подключения нагрузки, Свободные фазные вы35 воды вторичных обмоток 3 и 4 подключены соответственно к обьединенным попарно катодам и.анодам вентилей ч1-v6 таким образом, чтобы каждая фаза одной вторичной обмотки, например 3, оказалась подключенной через пары. вентилей vi и ч2, v3 и ч4, ч5

1800571 и v6 к двум смежным фазам другой вторичной обмотки 4 трансформатора 1, При этом вентили v1 — v6 соединены в замкнутое кольцо, Одноименные фазы двух вторичных обмоток, размещенные на одном стержне трансформатора — а1 и а2, в1 и в2, с1 и с2 (фиг. 2), разнесены по высоте стержня относительно друг друга и имеют противоположное направление, т. е, направление намотки . 10 трех фаз вторичных обмоток, изображенных в верхней части стержней трансформатора, противоположно направлению намотки трех других фаэ, изображенных в нижней части его стержней. При этом одни выводы всех фаз обеих вторичных обмоток, расположенные в средней части стержней трансформатора, соединены с помощью двух выходных шин (выводов) в две идентичные трехфазные звезды, а другие выводы этих фаз, расположенные по краям стержней, предназначены для подключения к ним попарно объединенных электродов вентилей.

Причем к выводам а1, в1, с1 вторичной обмотки 3 подключают катоды вентилей, а к выводам а2, в2; с2 вторичной обмотки 4— их аноды сбгласно схемы фиг, 1, Кроме того, одноименные фазы а1 и а2 вторичных обмоток, расположенные на фиг. 2 на крайнем левом стержне трансформатора, имеют противоположное направление намотки и установлены на других половинах стержня по сравнению с двумя смежными фазами своих обмоток, расположенных на двух других стержнях трансформатора. Такое выполнение обмоток достигается путем перекрестного подключения к выходным шинам одноименных фаз а1 и а2. При этом на верхней (фиг. 2) половине стержней трансформатора установлены две фазы в1 и с1 вторичной обмотки 3 и одна фаза а2 обмотки 4, а на нижней их половине — две фазы в2 и с2 обмотки 4 и одна фаза а1 обмотки 3;

На фиг. 2 соответственно обозначены свободн ые вы воды фаэ вторичн ых обмоток.

Для улучшения потокосцепления со вторичными обмотками не показанную на фиг, 2 первичную обмотку трансформатора выполняют в виде двух секций, разнесенных, как и вторичные обмотки, по высоте стержней, и соединенных между собой параллельно, При этом первичная обмотка может быть соединена в звезду, так и в треугольник.

На фиг. 3 схематично изображен блок вентилей, состоящий из шести таблеточных вентилей с двухсторонними охладителями для воздушного охлаждения, которые расположены, исходя из наиболее приемлемого варианта, в два ряда (по три вентиля в

55 каждом ряду), При этом, для удобства обслуживания и ремонта, упрощения соединения с обмотками трансформатора, а также для улучшения условий охлаждения блока вентилей при горизонтальном расположении обеих его рядов, выводы охладителей блока располагают с двух наружных его сторон, На фиг. 3 выводы охладителей вентилей

v1 — v3 расположены с нижней стороны блока, а выводы охладителей вентилей v4 v6— с верхней стороны блока, катоды и аноды этих вентилей попарно объединены согласно схеме на фиг. 1, На фиг. 3 изображены также выводы для соединения блока вентилей с фазами вторичных обмоток трансформатора, которые обозначены в соответствии с обозначением этих фаз.

При работе преобразователя, выполненного по кольцевой схеме выпрямления, которая изображена на фиг. 1, íà ego вы-. ходные выводы ABC подается трехфазное сетевое напряжение, которое трансформируется во вторичную цепь в виде двух идентичных трехфаэных систем напряжений.

Поскольку каждый из фазных концов а1, в1, с1 вторичной обмотки 3 подключен через объединенные попарно катоды вентилей v1 и ч2, чЗ и v4, ч5 и v6 к концам смежных фаз а2, в2, с2 вторичной обмотки 4 трансформатора 1, на выходных шинах преобразователя, подключенных к нулевым точкам вторичных обмоток, формируется выпрямленное шестипульсное напряжение,. которое состоит из состыкованных участков синусоидов линейных напряжений вторичной цепи. При этом длительность поочередной работы вентилей v1 — v6 обмоток 120 град. эл.

Выполнение в низковольтных сильноточных преобразователях по кольцевой схеме выпрямления двух вторичных обмоток, разнесенных по высоте стержней трансформатора, в виде спирально намотанных шин с взаимопротивоположным направлением намотки позволяет: — наиболее компактно разместить относительно друг друга трансформатор и блок вентилей, а следовательно, уменьшить габаритные размеры преобразователя, -упростить конфигурацию и уменьшить длину соединительных шин вторичной цепи; — уменьшить индуктивность выходных шин, так как последние в данном случае устанавливаются в непосредственной близости друг от друга. Этот факт наиболее важен при использовании преобразователя в качестве источника питания для станков электрохимической обработки металлов, в которых, с целью защиты их электродов от

1800571 повреждений при коротких замыканиях, требуется минимальное время выключения аварийного технологического тока.

Кроме того, выполнение одноименных фаз вторичных обмоток трансформатора, расположенных на одном из трех его стержней с противоположным направлением намотки и размещение их на других половинах стержня по сравнению с двумя смежными фазами своих обмоток, расположенных на двух других стержнях, что обеспечивается путем перекрестного подключения двух указанных выше одноименн ых фаз к выходным оийам преобразователя, позволяет дополн ггельно уменьшить длину сбединительных шин.

Анализируя эскизы, изображенные на фиг..2 и 3, можно установить, что использование:перекрвстног@ подключения двух фаз а1 и а2 вторичных Обмоток позволяет заметно уменьшить длину двух шин, соединяюЩих,эм фазы с блоком вентилей.

Слщ@ет Отйбтить, чтО Гюложительный эффект от использования изобретения наиболее праявляетса при принудительном

Вбздушйом Охлыкдении трансформатора и блока тириаторов, особенно когда трансформатор и бак устанавливаатся горизонтально друг под другом, При этом наиболее целвсаобрвзно рззмецеяие блока вентилей под трансформатором, что позволяет улучшить охлаждение блока вентилей и уменьШить Длину вмходных шин. Дело в том, что в большинстве случаев выходиыв шины из шкафа. феббразоветеля выводят в средней или аврхней его части. Поэтому при расположенйй трансформатора выше блока вентилей, длина обеих выходных шин, связанкых в данной схеме выпрямления непосредственно с обмотками трансформатора, умейьвается.

Формула изобретения

1. П реоб разо ватель перемен ного напряжения в постоянное, содержащий блок вентилей и трехфазный трансформатор, на

5 каждом стержне магнитопровода которого наряду с фазой первичной обмотки расположены фазы двух вторичных обмоток, разнесенных по высоте стержней и соединенных в две идентичные трехфазные звезды, нуле t0 вые точки которых образуют выходные ши.ны, а свободный вывод каждой фазы одной вторичной обмотки подключен к обьединенным одноименным электродам двух вентилей, другие электроды которых соединены

15 со свободными выводами двух смежных фаз другой вторичной обмотки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструктивного исполнения и уменьшения величины индуктивности выходных шин, одноименные

20 фазы различных вторичных обмоток трансформатора выполнены с противоположным направлением намотки.

2; Преобразователь по и.-1, о т л и ч а юшийся тем, что расположенные на одном

25 из стержней магнитопровода трансформатора одноименные фазы двух вторичных обмоток имеют противоположное направление намотки и установлены на других половинах

Стержня, относительно смежных фаз своих

30 обмоток.

3, Преобразователь по пп, 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения длины выходных шин, а также улучшения воздушного охлаждения. блока вентилей

35 при горизонтальном расположении стержней магнитопровода трансформатора, все вентили в блоке со своими охладителями расположены в одной горизонтальной плоскости в два ряда по три вентиля и установ40 лены ниже трансформатора, 1800571

1800571

Составитель Л, Устинкина

Техред M. Моргентал Корректор 3, Салко

Редактор А. Рожквва

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

Заказ 1171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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