Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Союз Советских

Социалистических республик (< 1,2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22)Заявлено 03. 03. 80 (21) 2890768/24-07 (5l)N. Кл. с присоединением заявки J4

Н 02 М 7/06

Гаоуднрственный коинтет

СССР (23)Приоритет

Опубликовано 30.11.81.. бюллетень М 44

Дата опубликования описания 30.11 81 но денни нзобретеннй, н открытнй (53) УДК621.314..6(088.8) (72) Автор изобретения

l0. С. Игольников

Мордовский государственный университет (7l) Заявитель (54) ПРЕОБВАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ заг 2.1 ..

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания различных потребителей постоянного тока.

Известны классические схемы преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное, к.числу которых относятся, в частности, шестифаэная с нулевым . выводом и шестифазная схема выпрямления с соединением вторичных обмоток в двойной зигзаг (1).

Однако шестифазная схема с нулем имеет неблагоприятный ход внешней характеристики, плохое использование вентилей по току, а при соединении первичных обмоток в звезду— пульсирующий с трехкратной частотой поток вынужденного намагничивания.

Отмеченные недостатки в большей степени отсутствуют в известной схеме преобразования с соединением вторичных обмоток в двойной зигОднако этой схеме остается присущим главный недостаток, а именно, плохое использование вентилей по току из-за неблагоприятного соотношения между средним 1и и макси5 мальным 1и „значениями анодного токаи длительности его протекания, равной лишь 60 эл.град. Это обусловливает также снижение коэффициента полезного действия преобразователя

1О и ограничивает его применение.

Цель изобретения — улучшение использования вентилей по току и повышение коэффициента полезного дей"

15 ствия

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержаший выпрямитель и силовой трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, первая из которых соединена в звезду, нулевая точка которой образует один выходной вывод, а каждый из первых выводов второй и третьей групп соеди3 8861 нен .с электродом вентиля выпрямителя, другие электроды которых объединены и их общая точка образует второй выходной вывод, снабжен трехфазным уравнительным реактором, обмотки

S которого расположены на одном магнитопроводе, причем средняя точка каждой обмотки уравнительного реактора подключена к свободному выводу первой вторичной обмотки, начало каждой полуобмотки уравнительного ре-: актора соединено с соответствующим вторым выводом третьей вторичной обмотки, а конец другой полуобмотки уравнительного реактора соединен с соответствующим вторым выводом второй вторичной обмотки.

На фиг. 1 представлена схема пре образователя, на фиг. 2 — диаграммы вторичных линейных напряжений е, 20 выходного напряжения е,р, напряжения на половине обмотки реактора Оо, токов вентилей !Ь.

Преобразователь состоит из силово25

ro трансформатора, содержащего три группы вторичных обмоток 1-3 (первичные обмотки не показаны) уравнительного:реактора 4, выполненного в виде магнитопровода 5 с тремя обмотками 6-8, выпрямителя, собранного на вентилях 9-14, нагрузки 15. Вторичные .обмотки группы 1 соединены в звезду, а их свободные зажимы а, Ь, с соединены соответственно со средними точками 0, 0, 0 обмоток 6-8 уравнительного реактора 4, при этом каж дая фазная обмотка группы 1 через половины обмоток реактора соединена .с разноименными фазными обмотками других групп. Так, фазная обмотка 40 группы 1 а через половины обмотки 6 реактора О Ри О„е.. соединена соответственно с разноименными фазными обмотками b и с .- Аналогично соедине1 ны и фазные обмотки Ь и с. Для обеспече 45 . ния работоспособности схемы необходим также соблюдать дополнительное усло- . вие, чтобы одноименный вывод каждой обмотки реактора, связанной с данкой фазной обмоткой 1 звезды, соединялся с Toff разноименной фазной обмоткой групп 2 и 3, которая следует по порядку за. укаэанной фазной обмоткой; Это означает, что если, например, вывод р обмотки 6 уравнительного. реактора 55 соединен со следующей по порядку за фазой а фазой b группы 2, то и выводы r u s обмоток 7 и 8, принадлежа68 .. 4 щих к фазам Ь и с, должны сЬединяться соответственно со следующей по прямому порядку чередования фазами с1 и а . Свободный вывод каждой из обмоток групп 2 и 3 соединен с анодом одного из вентилей 9-14. Катоды этих вентилей объединены в общую точку, которая является одним выходным выво- . дом преобразователя, другой выходной вывод преобразователя образует нулевая точка 0 звезды.

Принцип работы преобразователя ил" люстрируют диаграммы (фиг. 2 а-в), из которых видно, что в данный момент времени к результирующему нап-. ряжению двух фазкых обмоток, имеющему меньшее значение, добавляется напряжение половины обмотки уравнительного реактора, а если результирующее напряжение двух обмоток имеет большее значение — вычитается (фиг. 2а). При этом могут работать как половины обмоток ректора, связанные с данной фазой, так и половины обмоток принадлежащие к разным фазам, Например, из результирующего напряжения е! ©,вычитается напряжение половины O g обмотки 7 реактора, а к напряжению е, на иное, тервале одновременной параллельной работы фаз с и а с фазами b и а,. добавляется напряжение половины реактора 058. Напряжение на половине обмотки реактора !1р(фиг.2,б ) построено по разности ординат двух результирующих вторичных напряжений, например еЬ,! и е!,, е>у е д„и т.д.

Как видно из диаграммы (фиг.2в), каждый из вентилей 9-14 проводит в течение 120 эл.град. амплитуду то" ка, равную половине тока нагрузки

1/2 !д. Этот же ток протекает через каждую из вторичных обмоток 1 и

2. Каждая фазная обмотка группы 1 проводит ток в, течение 180 эл.град ., их них 60 эл. град, - полный ток 1,5 и !20 эл. град. - полонину тока нагрузки !/2 1 . Расчетная габаритная мощность силового трансформатора равна 1,32 выходкой Р, а уравнительного реактора — О,! Р .

Очевидно, что результирующая типовая мощность трансформаторных элементов не превышает тивопой мощности трансформатора в схеме преобразова» ния с соединением вторичных обмоток в двойной зигзаг без уравнительного реактора. Это стало возможным благодаря уменьшению действую8861 щих значений токов, протекающих по всем обмоткам трансформатора.

Таким образом, предложение позволяет устранить основной недостаток известного преобразователя по схеме двойного зигзага — плохое использование вентилей по току, поскольку длительность протекания:тока увеличивается до 120 эл. град., а амплитуда снижается- до l/2

Снижение эффективного значения токов обмоток трансформатора вместе с улучшением коэффициента формы анодного тока вентиля обусловливает повышение КПД преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий выпрямитель и силовой трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, :первая из них соединена в звезду, нулевая точка которой образует

25 один выходной вывод, а каждый из первых выводов второй и третьей групп соединен с электродом вентиля вып68 6

|рямителя, другие электроды которых объединены и их общая «очка образует второй выходной вывод, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения использования вентилей по току и повышения коэффициента полезного действия, преоб— разователь снабжен трехфаэным уравнительным реактором, обмотки которого расположены на одном магнитопроводе, .1 причем средняя точка каждой обмотки уравнительного реактора подключена к свободному выводу первой вторичной обмотки, начало каждой полуобмотки уравнительного реактора соединено с. соответствующим вторым выводом тре-. тьей вторичной обмотки, а конец дру гой полуобмотки уравнительного реак- " . тора соединен с соответствующим вторым выводом второй вторичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Каганов И. Л. Электронные и ионные преобразователи.М„-Л., ГЭИ, 1956, ч. Ш, с. 127.

2. Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства. M. "Энергия", 1970, с.93. 886168 иг.

Составитель И. Кряхтунова

Техред И.Асталош Корректор М. Демчик

Редактор В. Петраш

Заказ 10555/74 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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