Шестифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

т ..н

yt (11) 547946

О П И С А Н И Е -

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.09.75 (21) 2172455/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.77. Бюллетень № 7 (4б) Дата опубликования описания 24.05.77 (51) М. Кл.о H02M7/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) У,ИК 621.314.6 (088,8) (72) Автор изобретения

В. Н. Филатов (71) Заявитель (54) ШЕСТИФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Предложение относится к области силовой преобразовательной техники и может найти применение в мощных выпрямительных установках для питания потребителей постоянного тока.

Известны шестифазные выпрямители, выполненные по схеме звезда-шестифазная звезда, нулевая точка которой образует один выходной зажим выпрямителя, а концы ее через вентили подключены к другому выходному зажиму.

Недостатком этих схем является наличие вынужденного намагничивающего потока тройной частоты, приводящего к нагреву трансформатора, снижению К.П.Д. и выходной мощности, Прототипом предлагаемого устройства является шестифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, выполненный по схеме звезда-шестифазная звезда, содержащий компенсационную обмотку силового трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого соединена в трехфазную, а вторичная — в шестифазную звезды и вентили, каждый из которых включен между общим выходным зажимом и соответствующим концом шестифазной звезды. Предложенное устройство отличается тем, что компенсационная обмотка выполнена однофазной с числом витков, равным числу витков одной фазы вторичной обмотки, и подключена началом к общей точке соединения вентиля и вторичной обмотки одной фазы и концом — к общей точке соединения вентиля и вторичной

5 обмотки смежной фазы.

Это позволяет снизить расход меди, улучшить весогабаритные показатели, упростить компенсационную обмотку и все устройство в целом.

На фиг. 1 приведена схема преобразователя; на

10 фиг. 2 а, б, в, г — диаграммы тока, характеризующие работу устройства.

Схема содержит трехфазный трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, вторичными полуобмотками 3, 4 и однофазной вторичной полуобмоткой 5, а

15 также вентили 6 — 11.

Первичная обмотка 2 трансформатора 1 соединена в звезду, а две вторичные 3 и 4, соединенные в прямую и обратную звезды, образуют шестифазную звезду, нулевая точка которой подключена к

20 одному иэ выходных зажимов выпрямителя, а концы — через вентили 6 — 11 — к другому выходному зажиму.

Дополнительная однофазная полуобмоткя 5, помещенная на стержень, например, фазы в" под25 ключена своими началом и концом к общим точкам

547946 соединения вентилей 6 и 11 со смежными по фазе полуобмотками (фаз "а" и "с"), образуя при этом замкнутый симметричный треугольник последовательно включенных основных полуобмоток фаз "а" и "с" и дополнительной полуобмотки фазы"ъ".

При работе шестифазного выпрямителя без дополнительной обмотки 5 имеем на выходе выпрямленный ток (напряжение) с шестикратной пульсацией, при этом каждый из вентилей 6 — 11 находится в проводящем состоянии в течение 60 (фиг. 2а).

Поскольку на каждом стержне магнитопровода трансформатора 1 размещено по две вторичных полуобмотки, работающие в противофазе, то протекающий через эти полуобмотки ток, а соответственно, и магнитный поток содержит два противофазных импульса длительностью по 60 (фиг. 2 б) . При этом в первичной обмотке каждой фазы в соответствии с законом Кирхгофа протекает уже переменный ток (и магнитный поток) длительностью импульсов по 180 с трехступенчатой формой (фиг. 2в) .

Указанные токи и создаваемые ими магнитные потоки протекают встречно, образуя в каждом сердечнике так называемый однофазный нескомпенсированный магнитный поток тройной частоты (фиг. 2 г), приводящий к вынужденному намагничиванию трансформатора.

Переменный по направлению поток вынужденного намагничивания наводит в обмотках трансформатора такие же э.д.с., как и потоки рассеяния, что в силу большой величины его и тройной частоты приводит к сильному увеличению индуктивных сопротивлений, а следовательно, и падению напря>кения в цепи выпрямленного тока. Это в такой степени нарушает режим работы выпрямителя, что для нормальной эксплуатации он становится непригоден.

Однако благодаря подключению дополнительной полуобмотки 5 образуется короткозамкнутый треугольник, состоящий из последовательно включенных смежных по фазе полуобмоток 3,4, 5. Наводимая на этих полуобмотках э.д.с. тройной частоты от потока вынужденного намагничивания вызывает циркуляцию в этом контуре размагничивающего тока (и магнитного потока) той же тройной частоты (фиг. 2г).

Создаваемый этим током дополнительный магнитный поток направлен встречно основному намагничивающему потоку, создаваемому током первичных обмоток 2, обеспечивая полную компенсацию магнитных потоков, создаваемых первичными и вторичными обмотками. Тем самым и достигается работоспособность выпрямителя по схеме звезда — шестифазная звезда с повыIIIOHHbIMH K.II.g. B выходной MOIgHOCTbIO.

Необходимо отметить, что в практике эксплуатации известных шестифазных выпрямителей очень часто возникает необходимость пересоединения первичной обмотки с треугольника на звезду, на1р пример, с целью согласования напряжений или двухфазного плавно- ступенчатого регулирования выходного напряжения (как это делается сейчас в мощных вьшрямительных агрегатах для гальваники) .

15 Установка дополнительной полуобмотки (легко реализуемая на практике подмоткой ее более тонким проводом на уже имеющиеся обмотки) не приводит к значительному увеличению расчетной мощности трансформатора. Поскольку при пересоединении первичной обмотки с треугольника на звезду требуемая расчетная мощность трансформатора без учета намагничивающего потока снижена с 1,55 Рдо 1,,43 Р, то при подключении дополнительной обмотки 5 она становится равной 1,55 Р, так

>ч как условия работы становятся у этих схем идентичными, только в первом случае третья гармоника циркулирует в треугольнике первичной обмотки, а во втором случае — в дополнительном втором треугольнике на основе обмотки 5.

Формула изобретения

Шестифазный преобразователь переменного на35 пряжения в постоянное, выполненный по схеме звезда — шестифазная звезда, содержащий компенсационную обмотку силового трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого соединена в трехфазную, а вторичная — в шестифазную звезды

40 и вентили, каждый из которых включен между общим выходным зажимом и соответствующим концом шестифазной звезды, отличающийся тем, что „ HH>K|: p cxo Me, улучшения весогабаритных показателей и упрощения, ком46 пенсационная обмотка выполнена однофазной с числом витков, равным числу витков одной фазы вторичной обмотки, и подключена началом к общей точке соединения вентиля и вторичной обмотки одной фазы и концом — к общей точке соединения вентиля и вторичной обмотки смежной фазы.