Многофазный выпрямитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.70 (21) 1434764/07 с присоединением заявки № 1445551/07

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет по п. 3 01.06.70

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 28.03.77 (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Шуваев и А. Г. Виленкин (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к области преобразоитальной техники и может быть использовано при построении источников электропитания электрической и радиоэлектронной аппаратуры различиого назначения.

Известны многофазные выпрямители с индуктивным или индуктивно-емкостным фильтром на низкое выходное напряжение и большой ток нагрузки, например шестифазные выпрямители со средней точкой (1). Однако такие выпрямители имеют низкий коэффициент использования трансформатора (большие объем и вес). Кроме того, максимальное значение тока вентиля равно току нагрузки, а его среднее значение — 1/6 тока нагрузки, что приводит к необходимости выбора вентилей с большими допустимыми амплитудами токов.

11оэтому шестифазные выпрямители со средней точкой применяются довольно редко.

Шестифазный выпрямитель с уравнительным реактором имеет более высокий коэффициет использования трансформатора, однако для построения его схемы требуется дополнительный элемент — уравнительный реактор, который усложняет схему и увеличивает объем и вес выпрямителя. Особенно большую мощность, а следовательно, объем и вес имеет уравнительный реактор, предназначенный для работы в схеме управляемого выпрямителя.

При угле регулирования, равном 90, мощность уравнительного реактора достигает 21% от мощности нагрузки. Кроме того, при создании мощных выпрямителей изготовление дросселя фильтра на большой ток нагрузки пред.-> ставляет определенные технологические трудности, так как намотку катушки приходится производить шиной большого сечения.

Известны также шестифазные выпрямители с индуктивным или индуктивно-емкостным фильтром, выполненные, например, по шести<разнои схеме со средней точкой (2j. Йедостатками этих выпрямителей являются также низкий коэффициент использования трансформатора (0,65) и большая величина максимального тока вентиля, равная току нагрузки, тогда как среднее значение тока вентиля равно 1/6 тока нагрузки. Это приводит к необходимости выбора вентилей с большими допустимыми амплитудами токов, и для построения выпрямителей tta большие токи нагрузки приходится применять мощные вентили с большими теплоотводящими радиаторами, что существенно увеличивает объем и вес источника электропитания.

Для уменьшения объема и веса в предлагаемом многофазном выпрямителе каждый выпрямитель подключен к нагрузке через собственный дроссель фильтра.

На фиг. 1 изображен описываемый выпря30 митель, выполненный в виде двух трехфазных ()47(117 вь нрямитсле)(; на фиг. 2 — - то же, выполненныи в ви,(c Трсх двухполупериоiIII Ix выпрямите:! с! !.

1 1(! к l ж I()AI стс ржис (рсх(1)(13пОГо р>)нс(1)ор) >)тор(! 1 вин!р я ы нтс. (я (см. (1) ((Г. 1 ) ра спо:(оже((ы две вторичные обмотки, соединенные в две трехфазныс звезды со средней точкой. В цепь каждой вторичной обмотки включены вентили 2 — 7, катоды которых объединены и к ннм подключена нагрузка 8. Такое включение вентилей позволяет разместить их на общем теплоотводящем радиаторе. К ка>кдой средней точке трехфазных выпрямителей присоединены дроссели 9 и 10, другие выводы которы.; объединены и подключены к другому за>киму нагрузки 8. Параллельно нагрузке 8 включен конденсатор 11, являющийся элементом сглаживающего фильтра. В некоторых случаях конденсатор 11 может отсутствовать.

Первичная оомотка трансформатора 1 может оыть соединена как в звезду, так п в треугольник.

Выпрямитель работает следующим образом.

Как и в трехфазной схеме со средней точкой каждый вентиль проводит ток в течение

1/3 периода. В любой момент времени открыт и проводит ток тот вентиль, потенциал анода которого по отношению к средней точке данной вторичной обмотки выше, чем у других вентилей. Так как звезды фазных напряжений двух вторичных обмоток трансформатора смещены одна относительно другой на 180", в (побой момент времени положительное напря>кение прикладывается к анодам двуx вентилей, принадле>ка(цпх разным трехфазным выпрямителя»l, т. е. в любой момент времени открыты и проводят ток два вентиля из шести.

KîìxIóTàIIIIÿ тока с вентиля па вентиль происходит в момент пересечения синусоид фазных напряжений.

Выпрямленный ток, протекающий через нагрузку 8, складывается из двух анодных токов вентилей 4, следовательно, максимальное значение токов вторичной обмотки трансформатора и вентиля равно половине тока нагрузки, а их среднее значение — 1/6 тока нагрузки.

Выпрямитель (см. фиг. 2) состоит из треxфазного трансформагора 1 с двумя вторичными обмотками, соединенными в шестифазную звезду со средней точкой, вентилей 2--7, трех

5;(россе;((и 9, 10 и 12, конденсатора 11 фильтра и нагрузки 8. Вентили 2 — 7 соединены попарно и подключены соответственно к дросселям

9, 10 и 12. В результате образуются три выпрямительные группы, каждая из которых

10 представляет собой двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, работающий на индуктивность. Благодаря тому, что фазы переменных напряжений, питающих выпрямительные группы, сдвинуты относительно друг

15 друга на 120 эл. град., вторая и третья гармоники напря>кения пульсации на выходе выпрямителя отсутствуют и основная частота пульсации выходного напряжения в шесть раз больше частоты питающей сети.

Формула изобретения

1. Многофазный выпрямитель, состоящий из трехфазного трансформатора с двумя вторичными обмотками, вентилей, подключенных анодами к выводам вторичных обмоток и образующих выпрямители со средними точками, и дросселей фильтра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения объема и веса выпрямителя, каждый выпрямитель подключен к нагрузке через собственный дроссель фильтра.

2. Выпрямитель по п. 1, о тл и ч а )о шийся тем, ITQ он выполнен в виде двух трехфазных выпрямителей со средней точкой.

3. Выпрямитель по п. 1, о т л и и а ю шийся тем, что он выполнен в виде трех двухполупериодных выпрямителей со средними точками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Полупроводниковые выпрямители», под ред. Ф. И. Ковалева и Г. Г. Мостковой, изд.

«Энергия», 1967, с. 79 82.

2. Г. С. Векслер, Я. И. Тетельбаум «Электропитание радиоустройств», изд. «Техника», Киев, 1964, с. 184 — 186.

Фиг 2

Составитель В. Кузнецова

Текред Т. Гревцова

1зедактор А. пейсоченко

Корректор Л. Денискииа

Типографии, пр. Сапунова, 2

Заказ 361/16 Изд. М 194 Тп ра кк 899 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д, 4,5