Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

о (:.. — "A" И

Союз Советских

Сециалистическик

Республик

ОП И-С

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>743141 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51)М. Кл. (22) Заявлено 240378 (21) 2593809/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Н 02 М 7/06

Государственный коинтет

СССР

Ао делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 2506.80. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 2806.80 (53) УДК 621.314. . 632 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К.К. Ещин, В.И. Заровский, Л.В. Кулагин, Ю.К. Розанов и А.Г. Сорокин (71) Заявитель (54 ) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретен ие относитс я к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания приборов и средств радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники.

Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащие шестифазный вентильный мост и трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками в каждой фазе, причем одни обмотки соединены по схеме звезда, а другие по схеме треугольник, и их выводы подключены к соответствующим фазам вентильного МосТа (1) и (2).

Недостатком таких преобразователей является большое количество витков вторичных обмоток, большая амплитуда и невысокая частота пульсаций выпрямленного напряжения.

Известны преобразователи трехфазного напряжения в постоянное, содержащие девятифазный вентильный мост и трансформатор с тремя трехфазными 25 вторичными обмотками, подключенными одним выводом кажцой фазы к вентильному мосту, причем одна из вторичных обмоток соединена в звезду, а отпайка каждой фазы этой обмотки подклю- 30 чена к двум раэноименным фазам вторичных обмоток (3).

Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащие трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, причем обмотки каждой группы соединены в звезду, а отводы обмоток одной группы через вентили подключены к соответствующим отводам о6моток другой группы (4) .

Такие преобразователи обеспечивают достаточно большую частоту и малую амплитуду пульсаций:выпрямленного напряжения. Однако они имеют также большое количество вторичных обмоток.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий Зп-фазный вентильный мост и трехфазный трансформатор, снабженный в каждой фазе одной основной и двумя соединенными одними концами дополнительными вторичнымн обмотками, причем общая точка дополнительных обмоток подключена к одному из концов основной обмотки и к соответствующей

7431 1 во 5jh

"Г Г где К, а и-1 тельной обмотки отпайкой равно

КЕ 7С .Щ

7 число витков дополнимежду одним концом и ЗО юп s" (sin(s+> ) дБ1 (6 s)) 7 где бп — частота пульсации за период; (1)о — число витков основной обмотки р

0(.— 1, если вспомогательная обмотка совпадает по фазе с основной, и сК. — 0 в противоположном случае.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг.-2 — векторная диаграмма для случая, если вспомогательная обмотка совпадает по фазе с основной; на фиг. 3 — векторная диаграмма для 45 случая, если вспомогательная обмотка не совпадает по фазе с основной и дополнительной обмотками.

Преобразователь содержит Зп-фаз.ный вентильный мост 1 и трехфазный 5() трансформатор 2 с основными вторичными обмотками 3, 4, 5, по одной в каждой фазе а, в, с, дополнительными вторичными обмотками 6-11, по две в каждой фазе, и вспомогательными об- у моткамр,12-23, по (n-1) в каждой фазе. Основные обмотки 3, 4, 5 соединены в звезду, а их выводы подключены к соответствующим фазам вентильного моста 1 ° К тем же выводам подключены одни выводы дополнительных обмоток о двух других фаз 6 и 7, 8 и 9, 10 и ll соответственно. К отпайкам и другому выводу каждой дополнительной обмотки поДключены соответствующие выводы соответствующих вспомогательных обмофазе вентильного моста, а другой конец основной обмотки соединен с аналогичными концами основных обмоток других фаз по схеме звезда (5).

Йедостатком этого преобразователя являются также большая амплитуда и невысокая частота пульсаций выпрямленного напряжения, поскольку в этом преобразователе реализуется только двенадцатифазное выпрямление, что для. ряда случаев может оказаться недостаточным.

Целью изобретения является снижение амплитуды и увеличение частоты пульсаций выходного напряжения.

Это достигается тем, что каждая из дополнительных обмоток выполнена с от- 1э пайкой и снабжена двумя вспомогательными обмотками, одна из которых подключена к отпайке, другая — к второму концу, а каждый из свободных концов вспомогательных обмоток подключен к 2() соответствующей фазе вентильного моста, причем фазы вспомогательной и дополнительной обмоток не совпадают, число витков каждой вспомогательной обмотки равно 25 ток 12 и 13, 14 и 15,...22 и 23, другие выводы которых подключены к фазам вентильного моста 1. Вспомогательные обмотки могут быть той же фазы, что и основная, подключенная к данной дополнительной обмотке, или третьей фазы, не совпадающей с фазами основной и дополнительной обмоток. Полярность включения обмоток определяется на основании векторных диаграмм.

Если у основных обмоток объединены начала (фиг. 2) к отпайкам и концу дополнительной обмотки подключены начала вспомогательных обмоток той же фазы, что и основная. Для случая которому соответствует векторная диаграмма, на фиг. 3 вспомогательные обмотки третьей фазы подключены концами.

На векторных диаграммах точки, соответствующие напряжениям на выводах основных и вспомогательных обмоток 3, 4, 5, 12-23, подключенных к вентильному мосту 1, лежат на одной окружности и делят ее на Зп равных частей. При нечетном каждая точка, например A„ с двумя противолежащими точками N u N дает два результирующих равных напряжения наибольшей величины AM u AN (часть из них показана штриховыми линиями).

Таким образом, получается система из 3п векторов, повернутых один относительно другого на угол К

Зп представляющих собой одинаковые по амплитуде напряжения, сдвинутые по фазе на соответствующие углы. Тем самым обеспечивается получение выпрямлен ного напряжен ия частотой пульсаций б nf.

При четном и каждой точке А соответствует только одна диаметрально противолежащая точка, и число резуль.тирующих напряжений уменьшается вдвое, что приводит,к уменьшению частоты и увеличению амплитуды пульсаций, поэтому целесообразно выбирать и не четным.

Преобразователь работает следующим образом.

На протяжении первой 1/6 и части периода, когда в середине этой части напряжение на фазе а равно нулю, на- пряжение фазы б — отрицательно, а фазы с — положительно, выпрямленное напряжение определяется напряженияМи последовательно включенных обмоток: обмотка 16 — часть обмотки 8 — обмотка 4 — обмотка 5 — часть обмотки

10 — обмотка 20 (вектор RS на. фиг. 2).

При дальнейшем изменении напряжения, на протяжении следующей 1/б и части периода вместо части обмотки 10 и обмотки 20 будут включены вся обмотка 10 и обмотка 21 (вектор RT), затем отключаются обмотки 16 и 8 (вектор RU) и т.д.

Частота пульсаций выпрямленного напряжения может быть получена до-.

743141

Формула изобретения статочно большой (при соответствующем выборе n) и амплитуда пульсаций достаточно малой, что значительно упрощает задачу последующей фильтрации, особенно при больших токах нагрузки. Усложнение конструкции трансформатора окупается существенным уменьшением емкости конденсаторов фильтров. Увеличение числа диодов вен-. тильного моста не является недостатком, так как мощность, рассеиваемая каждым диодом, соответственно уменьшается. Кроме того, такая схема более устойчива в случае выхода иэ строя одного из диодов (при отказе типа обрыв), так как пульсации при этом возрастают незначительно.

Трехфазный преобразователь пере- 20 менного напряжения в постоянное, содержащий 3п-фазный вентильный мост и трехфазный трансформатор, снабженный в каждой фазе одной основной и двумя соединенными одними концами дополни- 25 тельными вторичными обмотками, причем общая точка дополнительных обмоток подключена к одному иэ концов основной обмотки и к соответствующей фазе вентильного моста, а другой ко- З() нец основной обмотки соединен с аналогичными концами основных обмоток других фаз по схеме звезда, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения амплитуды и увеличения частоты пульсаций выходного напряжения, Каждая из дополнительных обмоток выполнена с отпайкой и снабжена двумя вспомогательными обмотками, одна из которых подключена к отпайке, другая к второму концу, а каждый из свободных концов вспомогательных обмоток подключен к соответствующей фазе вентильного моста, причем фазы вспомогательной и дополнительной обмоток не совпадают, число витков каждой вспомогательной обмотки равно:

4 о . < + щ

Stn — Мп — — — } д an, ), и-1 где К " а число витков дополнительной обмотки между одним концом и отпайкой рави,о: где бп — частота пульсации за период; (ыо — число витков основной обмотки;

1, если вспомогательная обмотка совпадает по фазе с основной, и а(; О, если вспомогательная обмотка не совпадает по фазе с основной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Векслер Г.С. и др. Электропитание радиоустройств. К., Техника, 1966.

2. Патент США Р 2759140, кл. 321-27, 1955.

3. Авторское свидетельство СССР

У 502460, кл. Н 02 М 7/06, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 504281, кл. Н 02 М 7/06, 1976.

5. Авторское свидетельство СССР

9 598198, кл. Н 02 М 7/06, 1976.

743141

Фи а. Р

Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 3480/48

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Устинкина

Редактор Е. Кравцова Техред И.АсталОш Корректор M. Шароши