-пульсный вентильный преобразователь

 

Союз Советскнк

Социалистически к

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ll) 748728 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.1 1.76 (21) 2424508/24-07 (51)М. Кл.

Н 02 М 7/06 с присоединением заявки № 2424086/07

24 2408 7/07 (23) Припритет—

Государственный комитет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень №26 (53) УДК 121.314..6(08K-..8) Дата опубликования описания 17.07.80 (72) Авторы изобретения

А. И. Петляков и E. N. Глух (7! ) За я ви тел ь (54) ттз -ПУЛЬСНЫ Й ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначается дпя преобразования. переменного трахфазного напряжения в постоянное для питания электропотребителей постоянного тока, не допускающих большие пульсации выпрям5 ленного напряжения, или при питании от сети переменного напряжения ограниченной мощности, критичной к влиянию на нее преобразователей.

Данный преобразователь может быть использован также для обратного преобразования — постоянного напряжения в переменное трахфазное по схеме ведомого инвертора, а при добавлении соответствующих

15 устройств искусственной коммутации тиристоров — по схеме автономного инвертс ра»

Известен m -пульсный вентильный преобразователь, выполненный на одном трахфазном трансформаторе, на стержнях которого расположены первичная и вторичная обмотки, причем вторичная обмотка выполнена с отпайками, к каждой из которой

2 соответствующим образом подключена дополнительная обмотка.

Йзвестны также 24-фазная схема с многоугольниками и уравнительными реакторами и преобразователь по 18-фазной двухтактной параллельной вентипьной схеме fl) и 121

Однако все эти устройства имеют бол шие габариты и вес, сложность конструкции и настройки, большую установленную мошность

Наиболее близким к изобретению является тт1-пульсный вентильный преобразователь, содержащий многофазный вентильный мост и магнитопровод, íà стержнях которого расположены трахфазные первичная, вторичная, соединенная в треуголь1 ник и выполненная с отпайками в каждой фазе обмотки и дополнительные обмотки, каждая из которых включена между соответствуюшей отпайкой вторичной обмотки смежной фазы и выводом для подключения соответствующей фазы указанного вентттльного моста (Э1

7487

Недостатком этого устройства являеч ся повышенная величина установленной мощности

Бель изобретения — снижение установленной мощности. 5

Указанная цель достигается тем, что в le -пульсном вентильном преобразователе, содержащем многофазный вентильный мост и магнитопровод, на стержнях которого расположены трехфазные первичная, 10 вторичная, соединенная в треугольник и выполненная с отпайками в каждой фазе обмотки, и дополнительные обмотки, каждая из которых включена между соответ ствующей отпайкой вторичной обмотки 15 смежной фазы и выводом дпя подключения соответствующей фазы указанного вентильного моста, вторичная обмотка в каждой

ГР фазе выполнена с — -.1 отпайками, причем число витков от начала этой обмотки 20 до соответствующей отпайки равно

28in(— - — y,)

2Ó !

К5 число витков каждой из дополнительных 25 г обмоток равно 2®п п

V5 и-о

rpe К = 1,2 ..., - порядковый номер отпайки.

Кроме того, при К равном дробному числу, число отпаек в ..аждой вторичной обмотки от начала равно, а or ee 1 3 12 конца — — — 1.

t2.

На фиг. 1 дана векторная диаграмма напряжений вторичных обмоток трансформатора, поясняющая принцип формирования

18-фазного напряжения, где >g, g, C2, фазные напряжения вторичных обмоток, а B5 c> а4 В4, с4-фазные напря- 40 жения дополнительных обмоток; на фиг.

2 -, схема 18-пульсного вентильного преобразователя; на фиг. 3 — развернутая векторная диаграмма, пояснякщая принцип получения 18 векторов напряжения за 45 весь период; на фиг. 4 — электрическая схема 24-пульсного вентильного преоб- . разователя; на фиг. 5 » »векторная диаграмма напряжений вторичных обмоток трансформатора для 24-пульсного вентиль-50 ного преобразователя; на фиг. 6 — - развернутая векторная диаграмма, поясняющая принцип получения 24-х векторов напряжения за весь период; на фиг. 7 — электр рическая схема 30-пульсного вентильного 55 преобразователя; на фиг. 8 — векторная диаграмма напряжений вторичных обмоток для 30-пульсного вентильного преобразо вателя на фиг. 9 - развернутая вектор28 ф ная диаграмма, поясняющая принцип получения 30-ти векторов напряжения за весь период„

Устройство (фиг. 2) представляют собой 18-пульсный вент.1пьный преобразователь и содержит трехфазный четырехобмоточный трансформатор 1, первичная обмотка 9/ которого соединена в звезду и подключена к трехфазному источнику

А, В, С. Вторичная обмотка этого трансформатора в каждой фазе выполнена с двумя отпайками 2, 3 и соединена в замкнутый треугольник. Преобразователь в каждой фазе снабжен дополнительными обмотками % 5 и МК, каждая из которых включена между соответствующей отпайкой вторичной обмотки смежной фаGbI и выводом для подключения одной из фаз вентильного моста 4, состоящего из вентилей 5 - 22, Вершины образованного вторичной обмоткой треугольника также образуют выводы для подключения соответствующих фаз вентильного моста.

Работа преобразователя осушествляеч ся следующим образом.

В любой межкоммутационный момент времени в вентильном мосте 4 пропускают ток одновременно два вентиля, выпрямляя напряжения следующих поочередно через 20 эл.град, фаз, которые образуются: геометрической суммой напряжения части вторичной обмотки, равной числу витков от начала до второй отпай ки, одной фазы с напряжени м одной дополнительной обмотки другой отстающей фазы, - арифметической суммой напряжений всех частей вторичной обмотки этой фазы и геометрической суммой напряжения части вторичной обмотки, рав-ной числу витков от конца обмотки цо . первой. отпайки с напряжением второй дополнительной обмотки передающей фазы и т де

Вторичная обмотка в каждой фазе име ет число витков от начала обмотки до со-ответствующей отпайки, определяемое выражением

28а(—. . К) о " где K - порядковый, номер отпайки, а число витков :аждой из дополнительных обмоток равно

2эп, К ., 7 jl . VY

Огпайки обмоток О2 b2 С1 и дополнительные фаз; ые обмотки с15,4

С, O by С4 составляют следующие

5 748728 величины от числа витков всей фазной Обмотки 4 Ь4 ° с4 0,58 обмотки .

0,26 Вторичная обмотка в каждой фазе име0>74 ет число отпаек от начала обмотки равное

2, а от ее конца — 1, причем число витОбмот и >b>„ 0,39 . ков от начала обмотки до соответствуюОбмотки а

24С 4 b p ° С4

I Gж пульсный вентильный преобразова- дой из дополнительных обмоток определятель (фиг. 4), в отличии от 18-пульсно- ются согласно выражений, описанных в го, выполнен на трехфаэном пятиобмоточ- 10 случае 18-пульсного преобразования, ном трансформаторе с первичной обмоч В случае 30-пульсного вентильного кой соединенной в звезду или треуголь- преобразователя (фиг. 8) используется ник и подключенной к фазам питающей шестиобмоточный трансформатор с персети А, В, С вторичной обмоткоф выпол- вичной обмоткой, соединенной в звезду ненной с отпайками, число которых равно 15 или треугольник, вторичной обмоткой, вьутрем и тремя дополнительными обмотками, полненной с четырьмя отпайками и соедин 12-фазном вентильном мосте. Дополни- ненной в треугольник, четырьмя дополнительные обмотки подключены к сооТВВТсТ тельными обмотками и 15-фаэный вентильвующим отпайкам вторичной обмотки та- ный мост. ким же образом, что и в случае 18-пуль- 20 Огпайки обмоток а, в, с и дополни сного преобразователя. тельные фазные обмотки составляют слеРабота 24-пульсного .преобразователя дующие величины от числа витков всей осуществляется следующим образом. фазной обмотки Og, 5>, Су

В любой межкоммутационный момент .. Отпайки 2 0,15 времени пропускают ток одновременно 25 Огпайки 3 0,32 два вентиля один в катодной, второй в Отпайки 4 0,68 анодной группах 12-фазного вентипьного Отпайки 5 Oэ85 моста, выпрямляя напряжения фаз следу- Обмотки С, Ь, С, 1,00 ющих поочередно через 15 эл.град.фаэ, Обмотки С4, Ь g С О Ьь,с, 0,24 которые образуются геометрической сум- Зо Обмотки >4, Ъ4, С4, 9- Ь,С5 0,47 мой напряжения части вторичной обмотки Работа преобразователя осуществляеот начала до второй отпайки одной фазы ся следующим образом. с напряжением первой дополнительной об- В любой межкоммутационный момент мягки другой — отстающей фазы,геометр времени пропускают ток одновременно два рической суммой напряжения. части вторич-35 вентиля; один — в катодной группе, другойной обмотки от начала до третьей отпай- в анодной группе 15-фазно1о вентильного ки той же фазы с напряжением второй дс- моста, выпрямляя напряжения фаз., следуюполнительной обмотки той же отстающей . шкх поочередно через 12 электрических фазы, арифметической суммой напряжения фаз, которые образуются геометрической всех частей вторичной обмотки, геометр 40 суммой напряжений соответствующих чарической суммой напряжения части вторич- стей вторичной обмотки каждой фазы с ной обмотки от ее конца до первой от.- . соответствующими дополнительными обмотпайки с напряжением третьей допопнитель - ками смежных фаз и арифметической сумкой обмотки опережающей фазы в последо- мой напряжений всех частей данной фазы вательности, соответствующей векторной 45 вторичной обмотки. диаграмма (фиг. 5), формируя на выходе Число отпаек в данном случае опреде12фазного вентильного моста выпрям- ляется так же, как и в случае 18-пульсленчое напряжение с 24-мя пульсациями. ного преобразования. . Огпайки обмоток 0, Ь, с и до - Технико-экономическая эффективность попнительные фазные обмотки Qy Ь,с, 50 данного преобразователя основана на обеQ<, b<, С4, О5, bg, б составляют спеЧении устойчивой его работы беэ уравследующие величины от числа витков всей нительных дросселей, что обусловлено пс « фазной обмотки +>. следовательной по времени работой венти. Отпайки 2 0,19 лей в каждой группе (катодной и анодной), Огпайки 3 0,42 55. поэтому отпадает необходимость в паралОтпайки 4 0,81 лельной работе вентилей трехфазных мосОбмотки а, 0<, Cg 1,00 тов, уменьшении числа преобразовательных

Обмотки а, b, с, 0,.30 трансформаторов, связанным с неоднокраъ- а число витков каждой из дополнительных

2У обмоток равно " rn Б

5 где К = 1.2 ... - порядковый

m-5

12. номер отпайки.

2. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, при К равном

1о дробному числу, число отпаек в каждой фазе вторичной обмотки от начала равно

17. а от ее конца12.

-1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баудиш К. Передача энергии постоянным током высокого напряжения, ГЭИ, 1958 с. 128-140.

1

Ъ

2. Размадзе Ш, М. Преобразовательные схемы и системы, изд. "Высшая шко ла", 1 967.

1

3. Авторское свидетельство СССР № 555523, кл. Н 02 М 5/14, 1973.

748728 ным использованием при формировании многофазной системы напряжений вторичной обмотки, соединенной в треугольник и снабженной отпайками, Все это позволяет снизить установленную мощность преобразователя.

Формула изобретения

1, Нп -пульсный вентильный преобразователь, содержащий многофазный вентильный мост и магнитопровод, на стержнях которого распоаожени трахфазные первичная, вторичная, соединенная в треугольник и выполненная с отпайками в каждой фазе обмотки, и дополнительные обмотки, каждой из которых включена между соответствующей отпайкой вторичной обмотки смежной фазы и выводом для подключения соответствующей фазы указанйож вентильного моста, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью сниже.ния у и установленной ..«ошности, втооичная

tTl обмотка в каждой фазе выполнена с — -1 отпайками, причем число витков от начала этой обмотки до соответствуюшей отпайки равно 25

748728

Составитель Л. Устинкина Редактор С. Патрушева Техред М. Петко Корректор Г. Решетник

Заказ 4381/l 9 Тираж 783 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4