Преобразователь переменного тока впостоянный

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<щ817923 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07.0175 (21) 2095346/24-07 с присоединением заявки М (я)м. н. ,Н 02 М 7/06 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300 381. Бюллетень М 12

Дата опубликования описания 300 331 (53) УДК 621. 314,5 (088.8) (72) Автор изобретения!

A.Ã.Añëàí-заде (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ

Изобретение относится к преобра-s зовательной технике и может быть использовано для электропитания различных объектов, Известны преобразователи переменного тока в постоянный, содержащие трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого выполнены с отводами, и N замкнутых цепей из встречнопоследовательно соединенных шести вен-1О тилей fg).

Недостатком данного преобразователя является большое количество обмо-. ток в каждой фазе трансформатора.

Известен также преобразователь пе-15 ременного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор с N вторичными обмотками, подключенными одним выводом каждой фазы к диагонали переменного тока соответствующих вы- 20 прямительных мостов, которые соединены последовательно и подключены к выходным выводам (2 1.

Недостатком такого преобразова- 2 теля является его сложность.

Цель изобретения — упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что при соотношении чисел витков вто- Щ ричных обмоток, равном соотношению значений, применяемых функцией с (<<-1)

6и

К+ 4 — -я, обмотка соединена в "треугольник",К-я и (й + 1 — К) -я пара обмоток образуют шестилучевую звезду, причем К = 1,2,3...N, а при соотношении чисел витков вторичных обмоток, равном соотношению единицы с удвоенными значениями, принимаемыми функцией

ЯК вЂ” 1) соз — — r

ЗБ

1-я обмотка соединена в звезду, — я — в треугольник а

I

К-я и (N + 2 — K)-я пара обмоток образуют шестилучевую звезду, причем К = 2,3,4...N, где K — порядко" вый номер обмоток.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема 24-пульсного (N = 4) преобразователя при соотношении чисел витков вторичных обмоток, равиом соотношению значений принимаеньтх функций )С(2К вЂ” 1)

cos

817923

При отпирании вентилей 6-13-22-25 от прикладываемого к ним выпрямляемого напряжения Ua„j» ток нагруэ- 45 ки протекает по цепи: обмотка а( вентили б и 13 — обмотки Ь и b

2 в ен тиль 22 — нагрузка 5 — в ентиль

25. Через 15 эл. град., когда мгновенное значение выпрямляемого напря» жения U>àbà превы ает мгновенное значение вйпрямляемого напряжения

Па„1 (вентиль 13 запирается и ток нагрузки протекает по цепи: обмотка а>-вентили б и 15 — обмотки а и

b < — вентиль 22 - нагрузка 5 - вен2. 55, тиль 25. Аналогично можно проследить цепь тока нагрузки и через остальные в ентили.

ЬО

Коэффициент превышения расчетной мощности (К((р) трансформатора (фиг.

1) равен 1,165. 24-пульсный преобразователь может быть построен и при соотношении чисел витков вторичных обмоток, рйвном соотношению единицы

65 при.К = 1,2,3,4; на фиг.2 - векторная диаграмма фазных и выпрямляе(ь(х напряжений вторичных обмоток трансформатора; на фиг. 3 - принципиальная схема 18-пульсного (N = 3) преобразователя; на фиг. 4 — векторная диаграмма фазных и выпрямляе(ых напряжений вторич((ых обмоток, трансформатора.

Трехфазный 24-пульсный преобразователь состоит из силового трансформатора (первичная обмотка не указана) ( с о вторичными обмотк ами 1-4, образующими попарно шестилучевую звезду . Начала а(, Ь(и с,(обмотки 1 и концы а4, b4 и с обмотки 4 подключены к одному шестифазнаму вентильному мосту, а концы а, Ъ и с об f5 мотки 2 и начала аЗ, b > и с Э обмотки

3 подключены к другому шестифазному вентильному мосту. Выходы мостов соединены последовательно с общей нагрузкой 5, а сами мосты выполнены 20 на вентилях 6-29. При этом для получения симметричного 24-пульсного выпрямления соотношение чисел витков вторичных обмоток 1-4 выбирается равным соотношению значений соответственно cos 7,5, cos 22,5О, cos 37,5 сов 52,5, причем так как -"-"— — =

4+(2 — 2,5 — дробное число,, то обмотка, соединенная в треугольник, отсутствует .

Кривая 24-пульсного выпрямленного напряжения на нагрузке 5 формируется огибающей положительных полуволн выпрямляеьых напряжений П((„ .

U a,,Ь„ ц„° (-((-(с„ Паас2

U У

Ua,c и т.д, (фиг. 2) . При этом вентили работают по четыре в следуК(щей . последовательности: 6-13-22-25;. 6 15-22-25; 6-15-18-25; 6-15-18-27;

6-15-18-26; 6-15-23-26; 6-14-23-26 и т.д. согласно чередованию векторов 40 выпрямляе(ых напряжений (фиг. 1 и 2) . с удв сенными значениями, принимаемыми функ цией

f6 (K — 1)

cos

3N при К = 2,3,4. Тогда 1-я обмотка соединяется в звезду, З-.я — в треугольник, а 2-я и 4-я образуют шестилучевую звезду, причем соотношение чисел витков вторичных обмоток

1-4 выбирается равным соотношению значений соответственно 1:2cos 15 б

": 2cos 30: 2cos 45О. В этом случае

К„= 109, Соотношение фазных напряжений

U((,треХ вторичных обмоток 30-32 трансформатора,подключенных одним выводом

1 каждой фазы к зажиму переменного тока вентильных мостов, включающих вентили 33-50 (фиг. 3), определяется значениями, принимаемыми функцией ((. (2К вЂ” 1)

cos I

6N где К = 1(2(31 т.е, U„:U;U> = cos 18

Д(:сов :соя = соя 10 :соя 30О:cos 50

Тогда вторичная обмотка 30 с фаэным напряжением U< должна быть соединена в треугольник, а первая 31 и третья 32 вторичные обмотки с фазными напряжениями соответственно U и О или что то же самое, третья и первая должны быть включены встречно,r.е. образовывать шестилучевую звезду .

Следует отметить,что в общем случае величины напряжений вторичных фазных обмоток могут быть определены по формулам

2 Ж ((,(2К вЂ” 1) — о

3 (Гб N

6N

2 (° й(К вЂ” 1)

ПК=UО

-cos (3 Г6 N 3N (2) где К> 11 (((Uo

3 Гб N (3) где Ц, — среднее значение выпрямленного напряжения.

Кривая 18-пульсного выпрямлЕнного напряжения на нагрузке формируется огибающей положительных полуволн выпрямйяемых напряжений Ua„ b, С(.((Uqw (П(c i .Uag и тд. (Фиг ° 3 и 4) . Прй этом вентили работают по четыре "в следующей последовательности: 36-50-46-43; 36-48-46-43; 36-4&-46-39; 36-48-46-44; 36-48-47-44 и т.д. согласно чередованию векторов выпрямляемых: напряжений, При отпирании вентилей 36-50-46-43 oor прикладываемого к ним выпрямляемого напряжения У(„ ь,, ток нагруз-. ки протекает по цепи: обмотка а

1 вентиль 36 - нагрузка 51 — вентиль 48-обмотка az — вентили 46 и 43 — об817923 мотка b„Аналогично можно проследить цепь тока нагрузки и через остальные вентили.

Таким образом, симметричное 18пульсное выпрямление формируетс я на выходных зажимах 18-ю векторами . выпрямленных напряжений (фиг. 4), шесть

H B K o T o Pbl x: 1) а, + Бс, U," - U a

U Ut, сдвйнуты друг относительно друга на 60 эл.град. и каждое из з них образовано суммой напряжений одно-(О именных фаз вторичных обмоток 1-3 (фиг. 3), а другие двенадцать: Од„1,, Ua bÄ ) ()о,с„ Ua„Cy UbÄc «О Ьдс, U ñ „ Ь„a с1а Uc a„ Ugabq

По», расйоложенй попарно симметрично а между первыми 6-ю векторами и каждое из них образовано. разностью между вектором линейного напряжения обмотки 31 и вектором фазного напряжения обмотки 30, одноименного с одним из образующих это линейное напряжение фаз- 20 ных напряжений (например, Uaq b< =Ъ ""t "ь„° "а,g„"÷, + "а — Ue". ).

Йз условия симметрии следует,что в екторы этих 18-ти Фыпрямляемых напря- 5 жений должны быть равны по амплитуде и сдвинуты по фазе друг относительно друга на 20 эл. град. Как видно из. фиг. 4, это условие может выполняться только при определенном отношении фазных напряжений вторичнЫх обмоток 30-32.

Коэффициент превышения расчетной мощности трансформатора (фиг. 3) равен 1,1 ° Следует отметить, что в общем случае возможно соединение одной из вторичных обмоток как в замкнутый, так и в разомкнутый треуголь-. ник, причем последнее не отражается на форме выпрямленного напряжения.

При изготовлении трансформатора вви- 40 ду технологического разброса возможно отклонение от вышеуказанных соот7l ношений в пределах 1м — @.эл.град. вследствие чего симметрия выпрямления оК83КеТсН несколь о наРушенной. 45

Отличительным признаком изобретения является то, что какая именно из N вторичных обмоток трехфазного

6N-пульсного (N = 3,4,5,6,7,.) пре-.. образователя при выбранном соотноше- 5(» нии между фазными напряжениями этих обмоток,и какую именно схему соединения образует,. т.е. звезду или треугольник, а в случае обраэования шестилучевой звезды - какой именно парой обмоток эта звезда образов ана. Значительное упрощение конструкции трансформатора достигается за счет упрощения конструкции его в торичных обмоток .

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий тры фазный трансформатор с N торичными обмотками, подключенными одним выводом каждой фазы к диагонали переменного тока соответствующих выпрямительных .мостов, которые соединены последовательно и подключены к выходным выводам, отличающийся тем, что, с целью упрощения, .при соотношении чисел витков вторичных обмоток, равном соотношению значений, принимаемых функцией й(2К вЂ” 1)"

cos

6N

Nfg — -я обмотка соединена в треуголь1

1 иик, К = я и (N + 1 — К) — я пара. обмоток образуют шестилучевую звезду, причем K = 1,2,3...Nt а пРи соотношении чисел витков вторичных обмо ок, равном соотношению единицы с удвоенными значениями, принимаемыми функцией к.(К -1) cos J

3N

1-я обмотка соединена в звезду, -я - в треугольник, а К-я и (N + 2 — К) -я пара обмоток образу-ют шестилучевую звезду, причем

К = 2,3,4...N, где К вЂ” порядковый номер обмоток.

Источники информации, принятые во внимание,при экспертизе

1. Абдулаев А.А., Аслан-заде А.Г. и Мамедов P.Ý. Некоторые вопросы применения многоимпульсных, выпрямителей в электроприводах — Сб., Автоматическое управление электроприводами и электромеханическими системами тезисы докладов к Всесоюзному научноисследов ательс кому сов ещанию. Л., ДНТИ, 197 4.

2. Реэмадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системою М., Высшая школа, 1967.

В17ЫЗ

Фиг. 3

Фиг и

Составитель Ю.Мерэляков

Редак тор М. Митровк а Техред Т. Маточка Корректор О. Билак

Заказ 1478/75 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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