Устройство для регулирования трехфазного выпрямленного напряжения

 

Союз Советских

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное и авт. свид-ву— ! (22)Заявлено 2501,80 (21) 2874357/24-07

{Я)м. Кл. с присоединением заявки,% (Ъсудврстввииьih комитат

Н 02 И 1/12 (23) Приоритет

60 делам изобретений и откритий

Опубликовано 230981- бюллетень,% 35

Дата опубликования описания 250981 (53) УДК 621.. 316. 722. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Е. Болтнев и И;А. Андреев (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО

ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к- электро-. технике и может быть использовано в устройствах для регулирования трехфазного напряжения.

Известно устройство для регулирования трехфазного выпрямленного напря" жения, содержащее силовой трансформатор, один из выводов первичных обмо" ток которого непосредственно, а .вторичных обмоток через основной выпря10 митель соединены с входными и.выход" ными зажимами устройства, соответственно, трансформаторный регулирующий орган с ключевымн элемен"ами, вход которого. связан с реверсивным управляемым мостом, и дополнительный выпрямитель, вход которого соединен с выходными зажимами, а его вход связан с выходом регулирующего орга" на (1g.

Недостатками этого устройства являются сложность регулирующего органа и значительные массо-габаритные показатели устройства в целом.

Известно также устройство для регулирования трехфазного выпрямленного напряжения, содержащее силовой трансформатор, первые из выводов первичных обмоток которого непосредственно, а вторичных обмоток через основной выпрямитель соединены с входными и выходными выводами устройства, соответственно, трехфазный выпрямительный мост, входные диагоналя которого подключены к другим выводам первичных обмоток силового трансформатора, однофазный трансформаторный регулирующий орган с ключевыми элементами, выход которого через дополнительный выпрямитель подключен к выходным выводам устройства (2.).

Недостатками известного устррйства являются недостаточно высокие массообъемные показатели трансформаторного регулирующего органа вследствие его работы на относительно низкой частоте, равной утроенному значению . частоты напряжения сети, а также не-, 866669 обходимость использования выходного сглаживающего фильтра и большое число управляемых ключей регулирующего органа.

Цель изобретения — улучшение массо-габаритных показателей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что вход однофазного трансформаторного регулирующего органа подключен к выходу дополнительно введенного высокочастотного инвертора, выводы для подключения питания которого подклю" чены к выходу трехфазного выпрямительного моста.

На фиг. приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема регулирующего органа; на фиг. 3 эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит силовой транс" форматор l с первичными 2 и вторичными 3 обмотками, основной выпрямитель

4, трехфазный -выирямительный мост (BN 5), высокочастотный транэисторный инвертор (ВЧТИ 6), выходные выводы 7 и 8 высокочастотного инвертора 6, трансформаторный регулирующий орган (ТРО 9), дополнительный выпрямитель !

О, блок 11 управления инвертором б и ключевыми элементами регулирующего органа 9, входные 12-14 и выходные 15 и 16 выводы устройства, соответственHOi

Схема регулирующего органа 9 выполнена совместно с дополнительным выпрямителем 10 и содержит группу (по числу разрядов регулирующего органа) высокочастотных трансформаторов 17 с последовательно соединенными и рассчи1 таиными в соответствии с двоичным кодом первичными обмотками 18, шунтированными управляемыми ключами 19, выходные обмотки 20 трансформаторов

17, двухполупериодные выпрямители 21, на группу которых разбит дополнительный выпрямитель 10.

В течение каждого полупериода интервала коммутации ВЧТИ 6 первичные обмотки 2 силового трансформатора ) и вход TPO 9 оказываются соединенными последовательно и к-ним прикладывается линейное напряжение одной из пар зажимов питающей сети, при этом выходная обмотка 3 силового трансформатора 1 через основной выпрямитель 4 и вход ТРО 9 через дополнительный выпрямитель 10 оказываются подключенными параллельно выходным зажимам 15 и 16 устройства.

5 !

О !

4

Так как при последовательно-параллельном соединении трансформаторов напряжения на первичных и токи во вто-. ричных обмотках распределяются пропорционально их коэффициентам трансформации, для обеспечения стабильного и сглаженного выходного напряжения необходимо, чтобы уровни напряжения, распределяемые на первичных обмотках

2 двух одновременно проводящих фаз трансформатора 1, в течение всего интервала проводимости оставались неизменными и равными UI„=Î,SUA,пз|п, К где U — приведенное к первичной обмотке 2 трансформатора 1 напряжение нагрузки, Ug д „д — амплитуда минимального значения линейного напряжения сети, и разность между фактическим значением линейного напряжения сети и значением напряжения

ЬU gy(t) (фиг. 3 а) приложена ко входу TPO 9 через соответствующие пары вентилей НВИ 5 и транзисторов

ВЧТИ б. Пунктирной линией показаны дискретные уровни избыточного линейного напряжения сети, по которым в моменты, кратные интервалу коммутации транзисторов ВЧТИ 6 Ь1:к(фиг.3б), изменяется разность напряжения u»(t)

Избыточное входное напряжение

SUE(t) с помощью ВЧТИ 6 преобразуется в амплитудно-модулированное высокочастотное напряжение (фиг. 3 в) и прикладывается ко входу TPO 9; с помощью которого при соответствующем воздействии блока управления 11, устанавливается его необходимое значение.

В общем случае ТР0 9 может быть выполнен по любой известной схеме регулирующего органа дискретного действия, которые, однако, содержат большое количество управляемых ключевых элементов.

Использование в качестве TPO 9 группы трансформаторов 17 с последовательно соединенными первичными обмотками 18, шунтнрованными управляемыми ключами 19, и вторичными обмотками, подключенными через выпрямите« ли 20 параллельно выходным зажимам

15 и 16, позволяет вдвое сократить число управляемых ключевых элементов.

В этом случае с помощью управляемых ключей осуществляется включение трансформаторов 17 в цепь одного из линей- . ных напряжений сети (разомкнутое состояние ключей 19),. либо их исключеФ равляемым выпря ителем предлагаемого устройства. р у

Устройство для регулирования трехфазного выпрямленного напряжения, содержащее силовой трансформатор, пер" вые из выводов первичных обмоток которого непосредственно, а вторичных обмоток через основной выпрямитель соединены с входньаки и выходными выводами устройства соответственно, трехфазный выпрямительиый иост, входные диагонали которого подключены к другим выводам первичных оомоток силового трансформатора, однофазный трансформаторный регулирующий орган с ключевыми элементами, выход которого через дополнительный выпрямитель подключен к выходным выводам устройства, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей, вход однофазного трансформаторного регулирующего органа

Г подключен к выходу дополнительно 1 введенного высокочастотного инвертора, выводы для подключения питания которого соединены с выходом трехфазного выпрямительного моста.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2341861/24-07, кл. G 05 F 1/22, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2605949/24-07, кл. G 05 F 1/22, 1979.

5 866669 6 ние из этой цепи (замкнутое состояние ключей 19), что в конечном счете эквивалентно изменению коэффициента трансформации однотрансформаторного ТРО.

При этом напряжения на первичных об- Фо м ла изобретения мотках 20 и токи во вторичных обмотках 20 незамкнутых трансформаторов

17 распределяются также пропорционально их коэффициентам трансформации. !6

Форма выходного напряжения приведена на фиг. 3 г, где пунктирной линией показаны дискретные уровни его изменения в процессе регулирования, точность которого определяется трансформатором ТР0 с минимальным коэффициентом трансформации.

Включение в схему регулятора ВЧТИ позволяет улучшить массообъемные характеристики устройства за счет повышения рабочей частоты TPO (до 20 кГц и более)- ; Полученная при этом возможность коммутации управляемых ключей

TPO с предельной .частотой, кратной интервалу коммутации 11й© ВЧТИ, позво- ляет также улучшить и динамические характеристики непосредственно и реализовать сглаживание пульсаций выходного напряжения, двойная амплитуда которых составляет 15,6Х значенгя напряжения нагрузки, без использования сглаживающего фильтра, что дополнительно улучшает массообъемные и динамические характеристики устройства и наряду с применением в качестве TPO

35 группы трансформаторов с последовательно соединенными и шунтированными управляемыми ключами первичными обмотками упрощает его. Схема управления

ВЧТИ также значительно проще схемы управления трехфазным реверсивным ун866669

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8094/77

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

Составитель И. Головинова

Редактор О. Черниченко Техред А.Савка корректор C e