Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное

 

СПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

688969

Союз Советских

Соцкалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.77 (21) 2503903/24-07 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (51) М, Кл.-

Н 02М 5/27

Гасударственный комитет

Опубликовано 30.09.79. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 30.09.79 (53) УДК 621.316.722 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Е. Я. Бухштабер и А. Х. Френкель (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ТРЕХФАЗНОЕ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано, например, при решении задачи питания трехфазных двигателей от однофазной сети.

Известны преобразователи (1 — 6), однако все они или имеют плохие массо-габаритные показатели или сложны в изготовлении и наладке.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение — преобразователь, два входных вывода которого являются общими с двумя выходными выводами. Он содержит автотрансформатор с секционированной обмоткой и полностью управляемые ключи.

Крайние секции трехсекционной обмотки загружены током менее, чем на одну треть времени в течение каждого полупериода.

Это определяет низкое использование автотрансформатора и, следовательно, повышенную массу и габариты всего преобразователя (2).

Цель изобретения — снижение массы и габаритов преобразователя путем более полного использования автотрансформатора. Поставленная цель достигается тем, что один конец обмотки автотрансформатора и общая точка двух последовательно соединенных секций подключены к каждому из общих входных и выходных выводов через 30 полностью управляемые ключи с двусторонней проводимостью, а третий выходной вывод образован вторым концом обмотки автотрансформатора.

Использование двухсекционной обмотки (вместо трехсекционной) и мостовой схемы включения ключей приводит к повышению использования автотрансформатора и снижению его массы и габаритов. Кроме того, применение в качестве третьего вывода второго конца обмотки трансформатора позволяет использовать его как сглаживающий дроссель и тем самым снизить пульсацию тока в третьей фазе нагрузки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг.

2, а — г показаны временные диаграммы включения тиристоров и выходных линейных напряжений.

С помощью бесконтактных вентильных ключей 1 — 4 выводы первой секции обмотки трансформатора 5 подключаются к общим зажимам входа. Каждый вентильный ключ выполнен на двух встречно-параллельно включенных триодных запираемых тиристорах с управлением по катоду. Бесконтактный ключ 1 выполнен на тиристорах

6 и 7, бесконтактный ключ 2 — на тиристорах 8 и 9, бесконтактный ключ 3 — на тири688969

3 о

20

25 зо

СССР сторах 10 и 11, а бесконтактный ключ 4— на тиристорах 12 и 13.

К общим зажимам входа и выхода А и В преобразователя подключен через ключи 1 и 2 один из концов обмотки трансформатора 5, а через ключи 3 и 4 подключена общая точка двух последовательно соединенных обмоток трансформатора 5. Нагрузка подключается к выводам А и В выхода преобразователя (являющимся общими с выводами входа) и выводу С вЂ” свободному выводу обмотки трансформатора. В качестве групп вентилей могут быть использованы любые полностью управляемые вентили.

Числа витков секций трансформатора 5 в общем случае могут быть различными и выбираются в зависимости от .особенностей элементов и системы управления. Пусть, например, числа витков секций трансформатора 5 равны.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. Пусть в момент начала рассмотрения установившегося процесса работы будет положительный потенциал на зажиме А и отрицательный потенциал на зажиме В и включены ключи 1 и 4 (тиристоры 7 и 13) . Тогда на фазе СА будет двойное отрицательное напряжение, а на фазе ВС вЂ” положительное напряжение, равное мгновенному значению U>s. При угле а1 отключают ключ 1 и включают ключ

2 (тиристор 7 выключают, а тиристор 8 включают). Ключ 4 при этом остается включенным. Мгновенное значение линейного напряжения U>< равно нулю, а линейное напряжение U > определяется напряжением питания, остается отрицательным, но вдвое меньшим, чем на предыдущем интервале.

При угле az выключают ключи 2 и 4 и включают ключи 1 и 3 (выключаются тиристоры 8 и 13 и включают тиристоры 7, 10 и

11). Вначале реактивный ток нагрузки течет по 10-му тиристору, а затем по 11-му.

При этом линейные выводы СА закорочены, и напряжение на них равно нулю, а на выводах ВС напряжение отрицательное - ВС /АВ.

При угле а 1-й ключ выключают и включают 2-й ключ (тиристор 7 выключают, включают тиристор 9). При включении 7-го тиристора выключают и 10-й тиристор, Включение 9-го тиристора приводит к поддержанию и увеличению тока, протекающего по 11-му тиристору (линейная нагрузка

ВС поддерживает ток). Тиристоры 9 и 11 оставляют включенными до конца полупериода, при этом между выводами СА присутствует положительное напряжение, а на фазе ВС вЂ” двойное отрицательное напряжение.

Порядок включения ключей в течение каждого полупериода повторяется (но меняются номера включаемых тиристоров). В результате этого кривые линейных напряжений Uc и Ув будут иметь вид, показанный на фиг. 2, в, г. Выбором соответствующих значений чисел витков секций трансформатора 5 и углов а и сс (G. ç — — л — K>) можно обеспечить равенство первых гармоничных линейных напряжений Ugc= Uc,1—

= U <> и, следовательно, симметричную (по первой гармонической) трехфазную систему напряжений на выходе.

Формула изобретения

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, два входных вывода которого являются общими с двумя выходными выводами, содержащий автотрансформатор с секционированной обмоткой и полностью управляемые ключи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения массы и габаритов, один конец обмотки автотрансформатора н общая точка двух последовательно соединенных секций подключены к каждому из общих входных и выходных выводов через полностью управляемые ключи с двухсторонней проводимостью, а третий выходной вывод образован вторым концом обмотки автотрансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 130104, кл. Н 02М 5/458, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 190470, кл. Н 02М 5/14, 1962 (прототип).

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 211632, кл. Н 02М 5/14, 1968.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 214661, кл. Н 02М 5/14, 1969.

5. Авторское свидетельство

¹ 256051, кл. Н 02М 5/14, 1969.

6. Авторское свидетельство СССР № 263726, кл, Н 02М 5/14, 1970, 688969 а) 1/ВС г) Составитель Г. Мыцык

Корректор Е. Осипова

Техред Н. Строганова

Редактор T. Рыбалова

Заказ 2124/16 Изд. № 556 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2