Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ае тфи к » 1Е кг:.ксива оп с,ктгие

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

41, л меее ® та I4 Ь Л

Союз Советских

Социалистических

Республик ()782089

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (51) М Кл, (22) Заявлено 26.12.78 (21) 2702213/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Н 02 М 7/08

Государстеенный комитет (53) УДК 621.314..632 (088.8) Опубликовано 23.11.80. Бюллетень ¹ 43 по делом изобретений н аткрытнй

Дата опубликования описания 28.! 1.80 (72) Авторы изобретения

Ь. Г. Соколов и В. Н. Филатов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти практическое применение в мощных низковольтных и сильноточных источниках питания постоянным током для гальваники, электролиза, электрохимической обработки металлов и т. д.

Известны схемы шестифазных низковольных и сильноточных преобразователей переменного напряжения в постоянное (11.

Однако этот преобразователь не обеспечивает высокого коэффициента использования вентилей по току.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого соединены в треугольник, вторичные выполнены со средней точкой, причем их крайние выводы подключены к одноименным электродам вентилей, противоположные электроды которых объединены и подключены к одному выходному выводу, а средние точки вторичных обмоток подключены к крайним точкам обмоток трехфазного уравнительного реактора, общая точка которого связана через дроссель со вторым выходным зажимом (2).

Недостатком этого преобразователя является повышенные массогабаритные показатели.

Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что обмотки указанного уравнительного реактора соединены в треугольник и каждая из них выполнена со средней точкой, причем средние точки всех обмоток объединены в общий вывод.

10 На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма токов и напряжений.

Преобразователь содержит трансформатор 1 с обмотками 2 — 4, вентили 5 — 10, уравнительный реактор 11. и сглаживающий дроссель 12.

Концы первичной обмотки 2 трехфазного трансформатора 1 соединены в треугольник и образуют входные выводы устройства.

Фазные обмотки 3 и 4 трансформатора 1 соединены между собой согласно-последовательно и подключены свободными началами и концами через пары вентилей 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 к одному из выходных выводов преобразователя, образуя три однофазных

782089 выпрямителя с нулевыми выводами. Нулевые выводы двухфазных выпрямителей подключены соответственно к началам обмоток трехфазного уравнительного реактора 11, соединенных в треугольник и снабженных средними точками, соединенными в общий вывод реактора 11, подключенный через сглаживающий дроссель 12 к другому выходному выводу преобразователя (см. фиг. 1) .

При подаче трехфазного переменного напряжения на вход преобразователя, на вторичных обмотках 3 и 4 трансформатора 1 формируется шестифазная система напряжений. Поскольку вторичные обмотки 3 и 4 соединены между собой пофазно согласнопоследовательно и образуют вместе с вентилями-диодами 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 три двухфазных выпрямителя, на их средних выводах (точках соединения фазных обмоток) и объединенных анодах вентилей формируется три системы двухимпульсных выпрямленных напряжений, смещенных между собой по фазе (см. фиг. 2а), т. е. амплиту- 20 ды выпрямленных напряжений отдельных двухфазных выпрямителей сдвинуты между собой во времени на и/3.

Так как указанные выпрямители работают параллельно, через общий уравнительный реактор 11 происходит выравнивание мгновенных выпрямленных значений напряжений, в силу чего токораспределение по вентилям и вторичным обмоткам трансформатора отвечает режиму трех параллельно работающих двухфазных выпрямителей с 36 продолжительностью анодного тока, равной 180 эл. град. При этом на выходе преобразователя после уравнительного реактора 11 получается общее выпрямлейнйвнапряжение, представляющее среднее арифметическое от мгновенных значений выпрямленных напряжений на выходах трех двухфазных выпрямителей (см. фиг. 2а). Видно, что число пульсаций в усредненном выпрямленном напряжении равно 6, Сглаживающий дроссель 12 обеспечивает снижение пуль- 6 саций в выпрямленном токе до требуемого уровня.

Разность мгновенных значений выпрямленных напряжений отдельных двухфазных выпрямителей и общего усредненного выпрямленного напряжения прикладывается к полуобмоткам трехфазного уравнительного реактора 11 и представляет собой трехфазную систему напряжений удвоенной частоты (см. фиг. 2-б).

Поскольку выпрямленный ток каждого из двухфазных выпрямителей, равный 1/3 1, в цепи уравнительного реактора 11 делится пополам (1А /6) и протекает по двум смежным по фазе полуобмоткам реактора таким образом, что на каждом из стержней магнитопровода реактора создаваемые ими постоянные потоки направлены встречно, про «.ходит их взаимокомпенсация. А устранение постоянного потока, подмагничивающего магнитопровод реактора, позволяет снизить сечение магнитопровода и электромагнитные потери в окружающих магнитопровод элементах преобразователя, по которым вынуждены замыкаться постоянные потоки каждого из стержней магнитопровода.

Снижение сечения магнитопровода обеспечивает в свою очередь снижение массогабаритных показателей преобразователя.

Дополнительное снижение сечения маги итопровода уравнительного реактора, а, следовательно, и массогабаритных показателей преобразователя обеспечивается снижением суммарной индукции в его стержнях.

Действительно, поскольку каждая из полуобмоток уравнительного реактора работает под полным разностным переменным напряжением удвоенной частоты, но соответственно при пониженном в два раза токе (по сравнению с известным), равным 11/6, расчетная мощность обмоток уравнительного реактора останется неизменной. Однако первые гармоники этих напряжений сдвинуты между собой на 240 эл. град. (либо на 120 эл. град. относительно частоты входного напряжения). Поэтому суммарная магнитная индукция, наводимая в каждом из стержней магнитопровода уравнительного реактора, определяется геометрической, а не арифметической суммой индукции, наводимых каждой из полуобмоток, т. е. возрастает не в два раза, а в V3 раз (см. фиг. 2-б) . А снижение в 2/ V3 = 1,16 магнитной индукции (по сравнению с известным) позволяет соответствующим образом снизить и сечение магнитопровода (либо уменьшить число витков на вольт, т. е. сократить pBcxoJI, меди) .

Преобразователь может быть выполнен как на одном трехфазном, так и на трех однофазных трансформаторах. В отличие от известного уравнительный реактор может быть выполнен либо на общем трехстержневом магнитопроводе, либо в виде трех однофазных уравнительных реакторов на отдельных магнитопроводах. В этом случае открывается возможность унификации их уравнительными ректорами, используемыми в настоящее время широко в шестифазных преобразователях, выполненных по схеме «двойная звезда с уравнительным реактором».

Выполнение обмоток уравнительного реактора с удвоенным числом витков и с пониженным в два раза сечением только облегчает их конструктивное исполнение (при больших сечениях) .

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный

782089

Фиг с

Составитель Ю. Мерзляков

Редактор С. Патрушева Техред К. Шуфрия Корректор Е. Папп

Заказ 8162/69 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 трансформатор, первичные обмотки которого соединены в треугольник, вторичные выполнены со средней точкой, причем их крайние выводы подключены к одноименным электродам вентилей, противоположные электроды которых объединены и подключены к одному выходному выводу, а средние точки вторичных обмоток подключены к крайним точкам обмоток, трехфазного уравнительного реактора, общая точка которого связана через дроссель со вторым выходным выводом, отлиааюшийся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей, обмотки указанного уравнительного реактора соединены в треугольник и каждая из них выполнена со средней точкой, причем средние точки всех обмоток объединены в общий вывод.

Источники инф рмации, 5 принятые во внимание при экспертизе л

1. Феоктисов H. А., Суханов А. И. и Карасев А. В. Применение кольцевой схемы выпрямления в низковольтных сильноточных агрегатах. «Электротехника», L978, ¹ 5, с. 37 — 40.

2. Размадзе Ш. М. Преобразовательные схемы и системы. М., «Высшая школа», 19б7, с. б2.