Преобразователь переменного напряже-ния b постоянное
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 150681 Бюллетень Н9 22 Дата опубликования описания 1506,81 р )м. кл. Н 02 М 4/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314.6 (088. 8) (72) Автор изобретения В. Д. Латышко I т1 "и.. б . 4.тт Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (5 4 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоватьс я для выпрямле ни я трехфазногоо переменного напряжения в преобразователях частоты с непосредственной связью и в составе преобразователей частоты со звеном постоянного тока. Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, со-. стоящие из двух m-фазных вентильных блоков, аноднйе напряжения которых сдвинуты по фазе на угол Х/m, включенные параллельно на общую нагрузку через уравнительный реактор со стальным сердечником. Уравнительный реактор в таких схемах выполняется с дополнительным выводом от средней точки обмотки, к которому присоединена нагрузка. За счет этого соединения обеспечивается эквивалентный 2m-фаэный режим работы преобразователя. По такому принципу строятся схемы с эквивалентным числом фаз, равным шести и двенадцати (1). Цель изобретения — получение 4m-фаэного выпрямителя, повышение надежности работы преобразователя в инверторном режиме и улучшение массо-габаритных показателей. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, состоящем из двух m-фаэных вентильных блоков, анодные напряжения которых сдвинуты по фазе на угол л/m, включенных .параллельно на общую нагрузку через реактор со стальным сердечником, реактор содержит два дополнительных вывода от а т части витков, от1 асов считываемых от крайних выводов обмотки, а нагрузка подсоединена к дополнительным выводам через вентили. На фиг. 1 показана схема предлагаемого 4m-фазного преобразователя, выполненного на основе двух m-фазных преобразователей; на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая работу предлагаемой схемы; на фиг. 3 — схема 12-фазного преобразователя, выполненного на основе двух 3-фазных вентильных блоков; на фиг. 4 — схема 24-фазного преобразователя, выполненного на основе двух 6-фазных вентильных блоков. Два m-фазных вентильных блока 1 и 2 питаются от разных вентильных обмоток 3 и 4 преобразовательного трансформатора, напряжения которых смещены по фазе на угол T/m (фиг.1). 30 Вентильные блоки включены на общую 838954 нагрузку 5 через реактор.со стальным сердечником .б и вентили 7 и 8, аноды которых подключены к дополнительным выводам 9 и 10 обмотки реаитора, выполненным отя оьт и части витков, отсчитываемых от краиних выводов обмотки. .На векторной диаграмме (фиг. 2) напряжения на выходе вентильных блоков 1 и 2 обозначены соответственно U u U-,где 1 = 1...m — порядковый номер фазы вентильного блока. Напряжение, прикладываемое к реактору, определяется разностью соседних векторов напряжений двух вентильных блоков, поэтому конец векторов напряжения на дополнительных выводах реактора находятся на прямой, сое-, диняющей концы соседних вектров U„ и U„. Если.дополнительные выводы вы от 4†„, 2- - части витков, отсчитываемых от gaAних выводов обмотки реактора, то угол между соседними векторами U„. и U + равен У/2m, что соответствует 4m-фазной системе напряжений, Преобразователь работает следующим образом. Предположим, что в начале рассматриваемого промежутка времени мгновенные значения напряжений на выходе вентильных блоков 1 и 2 (фиг. 1) соответственно равны ul =U в)цщ1 YTl 0 =О Bin(uu< 1 где U — амплитуда синусоиды выходных напряжений вентильных блоков. При включенном дополнительном вентиле б напряжение на нагрузке равно У СОБ— 1 I 1 к 2 т 0 1 Ц + 0 4cos 4сое — " cog 4m 4m è „(ю - ). JF th 4m cos — Ьл = ФСоб " сОЬ— 4m 4m 2 4сОРЗ 4 17l Wu S r(use- — ). П1 4щ После очередного переключения вентилей блока 1 его выходное напряжеПри включении дополнительного вентиля 7 напряжение равно ние равно "a = m< ll(IIII — ) напряжение йа нагрузке а 1, 1 И сов 2П, г ct " " т "а- т 5 4соэт т 4сое — 1 соз 4m 4П 4m 5Х ХU elm(uut — — /. П 4m При включении дополнительного вентиля б напряжение на нагрузке равно Т соэ— 15 "Д =(1 )"dz 4с э 4с05 2 С09 7 х уц уц(ю1- — ) . Затем происходит очередное переключение вентилей блока 2, и его выходное и напряжение становитс я равным U8 О,„к э (цэ ), а напряжение на нагрузке 7f C09— 9T 0 — Lm U 4 п Таким образом, кривая напряжения на нагрузке состоит иэ отрезков синусоид, сдвинутых относительно друг друга на угол У/2m, т. е. соответствует 4 m-фазному выпрямлению. Из условия равенства нулю ампервитков обмотки реактора (т.е. без учета его тока намагничивания) следует,что выпрямленный ток нагрузки на интервалах между коммутациями дополнительных вентилей распределяется между двумя вентильными блоками в отношении Х 7i 1 1Jl4 co — 4 с.Оз 4 \tl А1 Большее значение тока в каждый момент времени приходится на долю того вентильного блока, который под5О ключен к концу обмотки реактора, ближайшему к тому дополнительному выводу, к которому подсоединен включенный дополнительный вентиль. Коммутация вентилей внутри каждого иэ вентильных блоков происходит на интервале времени, когда егр ток минимален и составляет,,мт .е часть тока нагрузки, За счет этоМ сокращается угол коммутации, повышается надежность работы преобразовательной d0 установки в инверторном режиме, что позволяет уменьшить минимальное значение угла опережения включения вентилей в инверторном режиме,т.е. расширить диапазон регулирования 65 .цапояжения кнвеотооа. 838954! Формула изобретения is==u g1 (Р 2 Р Й 4соз 4П1 1 1 Ца 1 — — — % а 2 1 4 +cos— лу(Sp -т-Вр 4 сочв 4m По двум крайним частям обмотки уравнительного реактора в течение 501 времени протекает 4соз : часть *ока нагрузки и н течение ЬГЕ зремени — ((- Ььозз — ) часть тока 4m нагрузки (Оез учета угла коммутации вентилей). По средней части обмотки реактора протекает постоянный по величине ток, равный 4 1 части rn тока нагрузки. Предположим, что мощность реактора пропорциональна половине произведения напряжения на действующее значение тока его обмо-. ток, получаем + 1 (1 4cos2 4соз2 Аг 4m 11 Ji 4 соя — 4сов — + cos— 4 " О 1 36 (ь соя Б известных преобразователях, когда реактор выполняется с выводом от средней точки обмотки, по обеим его полуобмоткам протекает половина тока нагрузки, поэтому его мощность равна Следовательно, относительная мощность реактора в предлагаемом преобразователе составляет При m = 3 это отношение равно 0,84, а при m = 6 — 0,82, т.е. предлагаемый преобразователь позволяет умень. .шить мощность реактора на 16-18% ° Таким образом,изобретение обеспечивает удвоение эквивалентного числа фаз, повышение надежности инверторного режима и улучшение массогабаритных показателей. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий иэ 15 двух m-фаэных вентильных блоков, анодные напряжения которых сдвинуты по фазе на угол У/m например из двух трехфазных мостовых схем, одна из которых подключена к обмоткам 2р трансформатора, соединенным в треугольник, а вторая — к обмоткам трансформатора, соединенным в звезду У включенных параллельно на общую нагрузку через реактор со стальным сердечником, о т л и ч,а ю шийся тем, что, с целью получения 4m-фазного выпрямителя, повышения надежности работы в инверторном режиме и улучшения массо-габаритных показателей, реактор содержит два дополнительных вывода от 1/4соР— части 4(1 . вит ков, отсчитываемых от крайних выводов обмотки, а нагрузка подсоединена к дополнительным выводам через вентили. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.M. Чиженко. К.у 1978, с. 32-38. ч
