Трехфазный преобразователь переменногонапряжения b постоянное

 

»1 Sl l454

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ ГВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05.78 (21) 2617973, 24-07 с присоединением заявки Уе— (23) Приор итст†(43) Опубликовано 07.03.81 Бюллетень М 9 (45) Дата опубликования описания (-1) Ч 1 . з

Н 02 М 7/12 Государственный квинтет ссср по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.5 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. С. Игольников

Мордовский государственный университет / имени Н. П, Огарева 1 (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к прсобразовательной тсхнике и может найти широкое примененис в качестве источника постоянного тока, рассчитанного на большой ток и относительно низкое выходное напряжсгп1с.

Широко известны трехфазныс прсобразоватсли переменного напряжения в постояннос, в которых для увеличения длптсл1,— пости проводимости вентилей до

120 эл. град, уменьшения амплитуды тока вентилей в два раза и улучшения коэффициента формы кривой тока, протскающсго через диоды и вторичныс обмотки трансформатора, применена схема «две обратные звезды» с уравнительным реактором 111.

Недостатком таких перобразователсй является необходимость в уравнительном реакторе, что увеличивает габаритную мощность трансформаторного оборудования до

1,33 выпрямленной, создаст неустойчпву1о работу при несимметрии управляющих импульсов. Кроме того, амплитуда тока через

Id диод равна лишь

Известен также трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, являющийся прототипом данного преобразователя, содержащий трансформатор с трсхстержневым магнитопроводом, с расположенными на нем трехфазной соедп9

:1спной ь зигзаг первичной обмоткой, . общим точкам секций разных фаз которой подключен вход управляемого выпрямительного моста, выход которого зашунтнрован дроссслсм, и многофазной вторичной обмоткой. соединенной в звезду, нулевая точка которой подключена к одному пз выходных выводов, а каждый пз сс концов через диод подключен ко второму выходно О x,ó в1;:вод 21.

Нсдос гатком данного устройства являются низкие энергетические показатели, обусловлснныс относительно высоким значением коэффициента формы тока, протека15 ющего через диоды и вторичныс обмотки, а также необходимостью прпменснпя группового трансформатора.

Целью изобретения является улучшение энергетичсских показателей.

Указанная цель достигается тем, что в вышеописанном прсобразоватслс магнитопровод трансформатора снабжен дополнительным стержнем с расположеенными На нем пятью дополнитсльнымп обмотками, 25 три из которых первичные и две вторичные, причем каждая из дополнительных первичных обмоток одним концом подключена к свободному концу секции соответствующей фазы основной первичной обмсткп, а дру3Q гим соединена с соотвстству1ощим входом

811454 управлясмог0 выпрямитсльного моста, » каждая из дополнптсльных вторичных обмоток одним концом подклкисна к нулевой точкс звсзды основной вторичной обмотки.

3 другим черсз дополнитсльпо введенный диод подключена к второму выходному выводу.

На фиг. 1 представлсна схсма прсобраa0Bателя; на фиг. 2 ириведсны диаграммы фазных напряжений (фиг. 2 а), токи тнр«cTopoB, T0KH первичных обмоток, токи одноврсмсино работающих диодов.

Схема содсржит 5стырсхстс р>кпсвой трансформатор 1 с двумя секциями трекфазной первичной обмотки 2 и 3 и вторичными обмотками 4. Фазы АЛ; ВУ, CZ секции 2 сосдинены в зигзаг с фазами А!Х,, В!У5, CIZI секции 3. Три первичныс фазы

DV, D,Vl «DqV, расположенные на четвертом стержне, сосдинены встречно зажимами D. О, и D соответствснио с зажимами С,, В!, А, секции 3. Точки сосдинены в зигзаг первичных обмоток сскций 2 и 3 (a3>1iIw1bl Л!, У!, Zl) B>IccTc c зажимами V, Vl и V, фаз D V — Е4Ъ подключены ко входу шестиплечего управляемого моста иа тирпсторах 5 †-16. Выход управлясмого мос1 3 вам KHA T и» сгл а 5кива1505ции дрОсссл ь

17, Вторпчиыс обмотки 4 сосдинсиы по схсме восьмифазной звсзды, иричсм обмотки с зажимами d u V расположсны иа дополнительно введенном четвертом стсржнс.

Другис зажимы вторичных обмоток подключсны через нсуправлясмыс диодь. !

8 — 25 к одному из выводов нагрузки 26, другой вывод нагрузки 26 подключси к нулевой точке сосдиненпя вторич5555х обмоток 4.

Рассмотрим принцип работы схсмы, Начиная с момента t, для угла а = О. Очсредность работы тиристоров дана на фиг. 2 б. С этого момента врсмсни ток Ilpoводят фаза Л и продол>ка50щая работу фаза В. Цспь прохождснпя тока слсдующая: зажим фазы А пптающсй ссти, зажим Х группы обмоток 2, тиристор 5, сглаживающий дроссель 17, тиристор 14, обмотка фазы VD, обмотка C,,ZI, обмотка УВ. В соответствии с таким протек»нпсм тока на вторичной сторонс проводят диоды 19 — 22 (фпг. 2, к — н), поскольку для каждой пары первичной и вторичной обмоток соблюдастся равенство ампервитков ilwl = 4v2 (при прснебрежспип током холостого кода).

В момснт врсмсни 1, происходит коммутация тока с фазы В на фазу С, поэтому в этот момент должны быть одноврсмеино включсны тиристоры 15 и10. Прп этом ток будет проходить по цепи: зажим Л питающей сети, фаза АХ, фаза У5В!, обмотк»

В!У5, тиристор 15, сглаживаюший дроссель

17, тиристор 10, фаза ZC. Во вторичны.; обмотках ток будст проходить через фазу Х, продолжаюшис работать диоды 22 и

19 и BHoBb вступившис диоды 25 и 20.

В момсн Врсмспи !3 происходи! KOAI IIIтация тока с фазы ЛЛ иа фаз ВУ, для чего включаются тпристоры 7 и 12. При этом работавшис тпристоры 15 и 10 выклю;аются. Начиная с момента 1 ток. будст проходить по цепи; фаза ВУ, тпристор 7, сглаживающий дросссль 17, тирпстор 12, обмотка VgDg, обмотка А!Х, и продолжа50щая работать фаза ZC. Bo втори IHblx

lð обмотках в соответствии с вышсуиомяпутым равенством ампсрвитков ток будст проходить по параллельным цспям: фаза у и диод 23, фаза d и диод 21, фаза х и диод

22, фаза с и диод 20. При этом ток, иротскаюший Ilo всем обмоткам замыка TcH по ! д параллельным цепям на нагрузку 26.

В момент времени t4 происходит псрсход тока с фазы С на фазу Л в точке сстсственной коммутации отрица fc;II>Hhlx мгHoвениых значений этих фаз. Прп этом вклю 0 чаются тиристоры 13 и 6, а тиристоры 7 и

12 — выключаются в рсзультатс сстсcTBcHной коммутации. Ток будст проходить по следующим сскциям первичных обмоток: фаза ВУ, фаза ZIC фаза DV, тирпстор 13, сглаживающий дросссль 17, тпристор 6, оомотка ХА. В соответствии с таким протсканисм тока по первичным обмоткам будут проводить opHoapc lcHHO сг!Сду!оп5ис нтоП!5чпыс обмотки и св55занп5!с ." ними д!юды:

Фаза у и диод 23, фаза с и д!Сод 20, фа:a и диод 25, фаза d и диод 18.

В момсит времени tg вклкгч»35гся тиристоры 9 и 16; при этом тиристоры 13 и 6 в!ilK IIOL13IOTC5I. ПрОИСходит ком ll Tallll51

Ка с рансс работавшей фазы В lla фазу С фпг. 2а). Прп этом иу!! Ирохожден !я тоК3 начиная с момснта t, оудет следуюшим:

1!аза CZ, тирнстор 9, сглаживающпи дрос..Сль 17, тирис5ор 16, фаз VlDl, фаaa

В!У!, фаза ХЛ. По гому жс закону !!3!!! =tgwg во вторичной цспи будут проводить обмотки и связанныс с ними диоды:

Фаза z и диод 24, обмотка d и диод 21, ф». а !! и диод 23, фаза а и диод 18.

Э

1 1, наконец, в момснт врсмсни /,;; в cB5lall коммутацисй тока с фазы Л на фазу В включаются тиристоры ll и 8. а тпристоры

9 и 16 выключаются. По псрвичиым обмотКа31 ток проходит по пспям: фаза CZ, фаза

Т5Л!, фаза DgVg. ТиристОр 11, сглажива!Оший дросссль 17, тиристор 8, фаза УВ. На вторичной стороне провод5гг обмотки и диоды: обмотка Z и диод 24. фаза а. и диод 18, фаза Vи,диод 25,,фаза b и диод 19. ,>5

Как и в предыдущие моменты врсмени, ток нагрузки делится поровну между четырьмя. одновременно работающими диодамп и фазами. Таким образом. если чсрсз нагрузку 26 проходит сглаженный ток И, амплитуда тока, проходяшего через кажИ дый диод, будст равна . Поскольк длитсльность протекания тока через все диоды, в том числе и диоды 21 и 25, соот811454 ветствуст половине периода, среднее значение тока чсрсз диод за псриод равна

/d

Лх!илитуда тока через фазы Ifcpf)lfчиой обмотки равна (!(, где lг — коэ!рфициснт

gled трансформации любой одной секции псрвичных обмоток ио отношению ко вторичl1O1f. ДЛИтельнОСть пОлОжительнОй ИЛИ Отрицательной полуволиы тока для сетсвой группы обмоток 2 равна 120 эл. град. (фиг, 2, в) . Для псрви IHblx обмоток 3, в том числе для обмоток 01 — 17gVg, эта длительность составляет 60 эл. град. (фиг. 2 г — и).

Типовая мощность трансформатора можст быть определена из условия того, что в каждыи момент времени фазиое напряжение любой из IIcðHHHHûõ Оомоток равно ! л

Кр)!вая выходного напряжения на нагрузке 26 соотвстствуст шсстипульсному режиму выирямлсиия в общем случас с . лОм pl. Гул ировагlия я.

1 ; 13 K в I )I 13 о и 3 ф и г. 1, g. i 51 м а г H H T o 1 f P 0 13 ода трансформатора в любой момен) врсмсни для намагничивакнцих токов справсдлив первый закон Кирхгофа для магнитной цепи. В схеме отсутстиуст постоянное под3!агни и!ван!!с сердс шика.

Ф О р ъ1 у л а и:3 0 б р с т с Il II 5!

Трсхфазны!! преобразователь псрсменноl") l1IfI3p53?I(cHH5i В и!)сг051ниГ)с, сод! р?каши и

f p Ific$opiIIfTop с Ipcxclcpжисвым ма! нитопроводом, с расположенными на нем трсхфазной соединенной в зигзаг первичной обмоткой, к общим точкам соединения секций разных фаз которой подключен вход управляемого выпрямительного моста, выход которого зашунтирован дросселем, многофазная вторичная обмотка, соединенная ь звезду, нулевая точка которой подключсиа к одному из выходных выводов, l каждый из се концов через диод подключси к второму выходному выводу, о т;I и ч а 10!

Ц i! !! С Я ТСМ, ЧТО, С fICËbi0 УЛ3 !ШСНИЯ 3IICP1I0KH33Tc, icÉ, . 31!11 нитопP013().1 трансформатора снабжен до.:олнитсльиым стсржнсм с расположенными иа исм пятьк) дополнительными обмотками, три li3 котоpbIx псрвичные, и две вторичиыс, иричсxl кя?яда!! II3 допо, 1иитсльных исрви 1иых ООМОТОК ОДНИЪ! КОНЦОЪ! ПОДКЧIО li И;! К CI30001ному концу секции соотвстствукицсй фазы основной первичной обмотки, а другим сосдиисиа с соотвстству)ощим входом управляемого выпрямитсльиого моста, а к!1 ?ждая из дополни 1 с I bllblx В i opll и)bix 00моток ОДн13м !(OIIHOxi 110 !(1 10 !el!?l к HK,iicI3()lf

2;) точкс звсзды основной вторичной обмотки. а другим чсрез до и)лнитслы10 ивсдсииый диод подключена к второму выходному выводу.

Источники ииформаци1.

IfPHIf5ITbIC ВО 13111IXiOllllC 11()ll ЭКСИ РТН3С

1. Каганов И. 7. Элсктрониые и ионн !С f)pci)opaa013aTCЛ:l, ч. 3, Госэнсргоиздат, 1956.

2. 1вторское сьч1дстсльство СССР ио заявке Ло 25775)Г9 07. кл. Н 02 М 7 12, ! 3.02.78 прототип).