Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное



Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное
Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное
Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное
Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное
Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное
Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное

 


Владельцы патента RU 2534041:

Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (НОУ "СДНиТ") (RU)

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с двумя группами одинаковых вторичных обмоток, трехобмоточный уравнительный реактор и шесть вентилей, соединенных в замкнутое кольцо через обмотки уравнительного реактора, причем каждая фаза одной вторичной обмотки через вентили и обмотку уравнительного реактора связана с разноименными фазами второй вторичной обмотки, снабжен двумя группами вентилей, одна из которых состоит из трех вентилей, соединенных в один узел анодами (анодная группа), а другая - из трех вентилей, соединенных в один узел катодами (катодная группа), при этом свободные катоды первой группы подключены к фазам одной вторичной обмотки, а свободные аноды второй группы подключены к фазам второй вторичной обмотки, а к общей точке анодов и катодов этих вентилей включена нагрузка. Вторичные обмотки преобразователя могут быть соединены как в звезду, так и треугольник. Нагрузка может подключаться и к нулевым точкам звезд. Технический результат - улучшение качества выпрямленного напряжения. Технический результат достигается за счет увеличения постоянной составляющей и частоты пульсаций до 12. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области преобразовательной техники, и может найти применение для питания потребителей постоянного тока.

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, состоящий из двух последовательно соединенных трехфазных мостовых схем, питающихся от одного или двух трехфазных трансформаторов с обязательным соединением одной из обмоток в треугольник. (См., например, Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи, ч.3. - М: Госэнергоиздат, 1956, с.161.)

Такой преобразователь, обеспечивая 12-кратную частоту пульсации выпрямленного напряжения, имеет существенный недостаток, заключающийся в повышенных потерях, поскольку выпрямленный ток протекает через четыре последовательно соединенных вентиля.

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с двумя группами одинаковых вторичных обмоток, соединенными в звезду каждая и связанными между собой через вентили, соединенные в замкнутое кольцо через три обмотки со средней точкой уравнительного реактора(прототип). (См. патент RU 2325025 CI, H02M 7/06. Опубликовано 20.05.2008, Бюл. №14.)

Недостатком этого преобразователя является получение только шестикратной частоты пульсации выпрямленного напряжения, а также невозможность работы схемы при соединении в треугольник каждой из вторичных обмоток (некуда подсоединить нагрузку), пониженный уровень выходного напряжения.

Технический результат заключается в улучшении качества выпрямленного напряжения за счет увеличения постоянной составляющей и частоты пульсации выше шестикратной; применении соединения всех вторичных обмоток не только в звезду, но и треугольник, получение более высоких значений выпрямленного напряжения от тех же вторичных обмоток, что и в прототипе, в возможности подключения дополнительной нагрузки и к нулевым точкам звезды.

Сущность заключается в том, что преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с двумя группами одинаковых вторичных обмоток, трехобмоточный уравнительный реактор и шесть вентилей, соединенных в замкнутое кольцо через обмотки уравнительного реактора, причем каждая фаза одной вторичной обмотки через вентили и обмотку уравнительного реактора связана с разноименными фазами второй вторичной обмотки, снабжен двумя группами вентилей, одна из которых состоит из трех вентилей, соединенных в один узел анодами (анодная группа), а другая - из трех вентилей, соединенных в один узел катодами (катодная группа), при этом свободные катоды первой группы подключены к фазам одной вторичной обмотки, а свободные аноды второй группы подключены к фазам второй вторичной обмотки, а к общей точке анодов и катодов этих вентилей включена нагрузка. Вторичные обмотки преобразователя могут быть соединены как в звезду, так и треугольник. Нагрузка может подключаться и к нулевым точкам звезд.

На фиг.1 показана схема преобразователя при соединении вторичных обмоток в звезду, на фиг.2 - при соединении вторичных обмоток в треугольник, на фиг.3а-г - диаграммы вторичных фазных эдс еА, eB, еC, выпрямленного напряжения ed напряжения на реакторе uр. токов вентилей ia.

Преобразователь (фиг.1) состоит из трансформатора, содержащего две группы вторичных обмоток 1 и 2, соединенных по схеме звезда каждая (первичные обмотки на фиг.1 не показаны), шести вентилей 3-8, соединенных в замкнутое кольцо через обмотки уравнительного реактора УР, выполненного в виде трех обмоток 9-11, расположенных на одном магнитопроводе 12. Обмотки 9-11 уравнительного реактора соединены между собой через вентили 3-8 согласно, по схеме "начало-конец". Каждая средняя точка 01, 02, 03 соответственно обмоток 9, 10 и 11 подключена к одной из фаз группы обмоток 2 так, что любая фазная обмотка группы 2 через половины обмоток уравнительного реактора и вентили соединена с разноименными фазными обмотками группы 1. К зажимам а, в, с фазных обмоток группы 1 подключены анодами три вентиля 13-15, катоды которых соединены вместе и образуют один выходной зажим преобразователя, к зажимам а′, b′, c′ фазных обмоток группы 2 подключены катодами три вентиля 16-18, аноды которых соединены вместе и образуют другой выходной зажим преобразователя. К выходным зажимам преобразователя подсоединяется нагрузка 19. Преобразователь допускает работу и при включенной между точками 0-0′ звезд дополнительной нагрузке 20.

На фиг.2 обмотки как группы 1 трехфазного трансформатора, так и группы 2 соединены в треугольник.

Формирование выпрямленного напряжения ed на нагрузке 19 при обеспечении низкого 12-пульсного уровня коэффициента пульсаций и высокого напряжения осуществляется в результате сочетания работы схем с уравнительным реактором с мостовой схемой. Так фаза а′ группы обмоток 2 вступает в работу в момент времени t=0 (фиг.3а) и заканчивает работу в момент времени t = T 2 . При этом ток нагрузки Id на соответствующих интервалах будет проходить: фаза а′, половина обмотки or УР, вентиль 6, зажим обмотки в группы 1, точку 0 звезды, фаза С вентиль 15, нагрузка 19, вентиль 17, фаза в группы 2. Вместе с вентилем 6 на интервале 0-t1 продолжает работу вентиль 7, от фазы c, половина обмотки реактора УР 03f, зажим в группы 1, фаза c и вентиль 15 до момента t 0 ' и фаза а и вентиль 13 от t 0 ' до момента t1, далее нагрузка 19, вентиль 17, фаза в. Сумма всех этих эдс и дает мгновенное значение выпрямленного напряжения ed (фиг.3а). На интервале t1-t2 сохраняется та же цепь протекания тока через вентиль 6, и одновременно половина тока фазы а′ будет проходить по цепи: фазная обмотка а′, половина обмотки 02g УР, вентиль 5, зажим с фазной обмотки группы 1, зажим а, вентиль 13, нагрузка 19, вентиль 17 до момента времени t1′ и вентиль 18 с момента t 1 ' .

Начиная с момента 12 вступает в работу вентиль 4 и полуобмотка рo1 уравнительного реактора, а вентиль 6 заканчивает работу. При этом половина тока нагрузки Id будет протекать через продолжающий работу вентиль 5 и от фазы в′ вентиль 4, фаза c группы обмоток 1, фаза а (до момента t 2 ' ), вентиль 13, нагрузка 19, вентиль 18, фаза c′; а с момента t 2 ' - фаза в, вентиль 14 и далее так же, как после 13 вентиля. В момент t = T 2 вентиль 5 заканчивает работу, и половина тока нагрузки 0.5Id будет протекать через продолжающий работу вентиль 4, половину обмотки 01p УР, а вторая половина 0.5Id - через часть обмотки 01е УР, вентиль 3,зажим фазы а группы 1, зажим фазы в и вентиль 14. Дальнейший порядок работы вентилей кольцевой схемы показан на фиг.3в, а вентилей анодной и катодной групп - на фиг.3г. Следует отметить, что длительность протекания анодного тока iA для всех вентилей схемы равна 120 эл.град., при этом вентили кольцевой схемы 3-8 проводят половину тока нагрузки 0.5Id, а вентили анодной и катодной групп 13-18 - полный ток нагрузки Id.

Процессы работы преобразователя фиг.2 при соединении вторичных обмоток в треугольник будут такими же, как и описанные выше при соединении обмоток в звезду.

При необходимости получения более низкого уровня выпрямленного напряжения при шестикратной частоте пульсации используется схема фиг.1, в которой нагрузка 20 включается между нулевыми точками звезд 0 и 0′, а нагрузка 19 может быть как включенной, так может быть и отключена.

Моделирование и экспериментальная проверка преобразователя как при соединении вторичных обмоток в звезду (фиг.1), так и в треугольник (фиг.2) подтвердили его работоспособность в соответствии с диаграммами фиг.3. На фиг.4 показана схема модели при соединении вторичных обмоток звездой, на фиг.5 - результат моделирования этой схемы, на фиг.6 - схема модели и результат моделирования (осциллограммы) при соединении в треугольник.

Уравнительный реактор на фиг.4 и 6 образован тремя трансформаторами, магнитно-связанными вторичными обмотками.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет улучшить качество выпрямленного напряжения за счет увеличения постоянной составляющей и частоты пульсаций до 12, получить более высокие значения выпрямленного напряжения от тех же вторичных обмоток, что и в прототипе, использовать соединение всех вторичных обмоток как в звезду, так и в треугольник, уменьшить потери в вентилях, расширить функциональные возможности за счет подключения нагрузки и к нулевым точкам преобразователя.

1. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с двумя группами одинаковых вторичных обмоток, трехобмоточный уравнительный реактор и шесть вентилей, соединенных в замкнутое кольцо через обмотки уравнительного реактора, причем каждая фаза одной вторичной обмотки через вентили и обмотку уравнительного реактора связана с разноименными фазами второй вторичной обмотки, нагрузку, подключенную к выходным зажимам преобразователя, отличающийся тем, что он снабжен двумя группами вентилей, одна из которых состоит из трех вентилей, соединенных в один узел анодами, образующими один выходной зажим преобразователя, а другая - из трех вентилей, соединенных в один узел катодами, образующими другой выходной зажим преобразователя, при этом свободные катоды первой группы подключены к фазам одной вторичной обмотки, а свободные аноды второй группы подключены к фазам второй вторичной обмотки.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что вторичные обмотки соединены в звезду, а нагрузка подключена к выходным зажимам преобразователя.

3. Преобразователь по пп.1 и 2, отличающийся тем, что нагрузка подключена к нулевым точкам звезд.

4. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что вторичные обмотки соединены в треугольник, а нагрузка подключена к выходным зажимам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к емкостному источнику питания, кроме того, к электронному устройству, оснащенному емкостным источником питания. Технический результат заключается в снижении потерь на рассеяние тепла.

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного электропитания. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды, включая минусовые.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для питания различных потребителей постоянного тока. .

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока. .

Изобретение относится к области преобразовательной техника и может найти применение для питания потребителей постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение энергетической эффективности. Для достижения технического результата для питания переключающих схем (2) имеются первые режимы питания для получения первых величин входной энергии от источников питания (7) и обеспечения первых величин выходной энергии к выходным схемам (5), содержащим управляющие части (3) переключающих схем (2), и имеются вторые режимы питания для получения вторых величин входной энергии и обеспечения вторых величин выходной энергии. Первые величины выходной энергии больше вторых величин выходной энергии. Вторые величины входной энергии больше нуля и меньше величин энергии переключения, необходимых для работы переключающих схем (2). Переключающие схемы (2) могут содержать реле для переключения нагрузок (8). Первые величины входной энергии могут поступать через основные контакты реле. Переключатели (47) могут переключать уровни выходных сигналов. Реле могут являться двухпозиционными реле. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электрическому устройству с обмоткой (12) и средством для индуцирования тока в обмотке. Мостовая схема (400) электрически соединяет обмотку (12) с нагрузкой (13). В соответствии с изобретением мостовая схема (400) включает в себя емкостное средство (401, 402), которое адаптировано для получения резонанса с импедансом обмотки (12). Технический результат - увеличение коэффициента захвата мощности энергетической установки. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности прерывания подачи рабочего напряжения к индуктивной нагрузке, несмотря на подачу рабочего напряжения к нагрузке постоянного тока при сокращении элементной базы. Первая секция (11) преобразования преобразует, в напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока, подаваемое с входных линий (L1, L2), и прикладывает его между линиями (LH1, LL1) электроснабжения. Диод (D1) расположен между линиями (LH1, LL1) электроснабжения так, что его анод обращен в сторону линии (LH1) электроснабжения. Конденсатор (C1) имеет оба конца, соединенные с нагрузкой (22) постоянного тока, и соединен последовательно с диодом (D1). Секция (S1) переключения выбирает проводимость/непроводимость между источником (E1) электрической мощности переменного тока и первой секцией (11) преобразования. Вторая секция (12) преобразования преобразует, в напряжение постоянного тока, напряжение переменного тока, подаваемое без прохождения через секцию (S1) переключения, и соединяется с точкой (P1) соединения, расположенной между конденсатором (C1) и диодом (D1), чтобы прикладывать второе напряжение постоянного тока к конденсатору (C1). 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области электротехники. Технический результат изобретения заключается в снижении массы и габаритов системы. Машинно-вентильный генератор постоянного тока (МВГПТ) содержит электрическую машину переменного тока с двумя группами гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток, два трехфазных выпрямителя, выполненных по мостовой схеме, трансформатор тока. Трансформатор тока выполнен однофазным с двумя согласно последовательно включенными обмотками, точка соединения которых образует первый выходной вывод машинно-вентильного генератора. Одни выходные выводы трехфазных выпрямителей, имеющие одинаковую полярность, подключены к концам обмоток однофазного трансформатора тока, а другие однополярные выводы трехфазных выпрямителей соединены и образуют второй выходной вывод машинно-вентильного генератора. Каждая из трехфазных якорных обмоток подключена ко входам одного из трехфазных выпрямителей. Группы гальванически развязанных трехфазных якорных обмоток имеют пространственный сдвиг относительно друг друга на угол π/6. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях трехфазного переменного напряжения в постоянное напряжение. Технический результат - отсутствие всех видов намагничивания трансформатора. Трехпульсный преобразователь содержит трехфазный трансформатор и основную группу соединенных в звезду вторичных фазных обмоток. Каждая фазная обмотка совместно с двумя дополнительными разноименными фазными обмотками и вентилем образует трехфазное последовательное разветвление зигзага, подключенное к общей нагрузке. Сумма чисел витков внутренней и внешней ветвей зигзага равна числу витков фазной обмотки основной группы. Девятипульсные преобразователи отличаются: наличием дополнительных и вспомогательных групп обмоток и вентилей, аналогично подключенных к промежуточным выводам первой группы обмоток с соотношением чисел витков, соответствующим отсутствию всех видов намагничивания трансформатора; вдвое меньшим количеством вспомогательных групп обмоток, функции которых совмещены в части фазных обмоток первой группы между ее нейтралью и промежуточными выводами за счет соответствующего увеличения числа витков указанных фазных обмоток; вдвое меньшим количеством дополнительных и вспомогательных групп обмоток, за счет их подключения к промежуточным выводам первой группы обмоток через вентили на зигзаг; наиболее экономичным девятипульсным выпрямителем; меньшим на одну группу обмоток количеством трехфазных последовательных разветвлений зигзага; наличием двух идентичных вторичных обмоток, соединенных каждая в звезду, соответствующие промежуточные и крайние выводы которых соединены друг с другом на зигзаг через вентиль и одну вспомогательную фазную обмотку; наличием одной вторичной обмотки, соединенной в звезду с разомкнутой нейтралью, выводы которой подключены к входным выводам трехфазного вентильного моста, первый промежуточный и крайний выводы разноименных фазных обмоток соединены на зигзаг через управляемый вентиль и две (одну) вспомогательные фазные обмотки, а вторые промежуточные выводы - только через управляемый вентиль. Возможно встречно параллельное включение вентилей. 8 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх