Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

(72) Автор изобретения

В.А. фокин

Запорожский машиностроительный институт им В.Я . Чубаря (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в выпрямительных агрегатах с неуправляемыми вентилями в цепи вторичной обмотки питающего трансформатора.

Известны трехфазные выпрямители, содержащие неуправляемые вентили, подсоединенные ко вторичной обмотке питающего трансформатора и вентили в цепи первичной обмотки питающего трансформатора Eil.

Известен также трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с трехфазными первичной и. вторичной обмотками, выпрямитель, выполненный на управляемых вентилях и управляемые вентили, соединенные в треугольник., вершины которого подключены к концам первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со входом выпрямителя 21.

Недостаток его — затягивание процесса запирания управляемых вентилей в цепи первичной обмотки питающего трансформатора, вследствие индуктивной составляющей входного сопротивления такого трансформатора при его работе, что обусловливает ухудшение входного коэффициента мощности преобразователя. Управляемые вентили в этих условиях запираются только после прохождения через нулевое значение тока в последовательно соединенных фазах первичной обмотки трансформатора, т.е. после того как израсходуется энергия магнитного поля индуктивности рассеяния соответствующих фаз первичной обмотки трансформатора.

Таким образом, устройство обладает низкими энергетическими показателями.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей.

2622 з 89

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном преобразователе переменного напряжения в постоянное содержащем трансформатор с трехфазными первичной и вторичной обмотками, выпрямитель выполненный на неуправляемых вентилях и управляемые вентили, соединенные в треугольник, вершины которого подключены к концам первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со входом выпрямителя, введен дополнительный трансформатор, каждая фаза трехфазной первичной обмотки которого включена параллельно соответствующему управляемому вентилю указанного треугольника, а его вторичная обмотка соединена пофазно-последовательно со вторичной обмоткой основного трансформатора.

На чертеже представлена схема трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит выпрямительный трехфазный (силовой) трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого одними зажимами присоединена к входу диодного моста 3, а другими одноименными зажимами — к пофазнопоследовательно соединенной вторичной обмотке 4 дополнительного трансформатора 5, первичная обмотка 6 которого пофазно-последовательно сое динена с первичной обмоткой 7 основного выпрямительного трансформатора

I. Обмотка 6 дополнительного трансформатора 5 зашунтирована соединенными треугольником тиристорами 8.

Выпрямленное напряжение в данном устройстве, также как и в известном, регулируется сдвигом отпирающих импульсов, подаваемых на управляющие эпектроды тиристоров 8.

Выпрямленное напряжение изменяется от минимального до максимального при сдвиге отпирающих импульсов на максимальный угол регулирования 180

Отличие в работе предлагаемого устройства по сравнению с известным состоит в том, что запирание тиристоров 8 не сопровождается обесточенным состоянием первичной обмотки 7 основного трансформатора, замыкается через первичную обмотку 6 дополнительного трансформатора 5,которая обтекается током даже при открытом состоянии шунтирующих ее тиристоров, вследствие последовательного соединения вторичной обмотки 4 дополни5

1О

15 го

25 зо

4О

4 тельного трансформатора 5 с вторичной обмоткой 2 силового трансформатора 1.

После прекращения подачи отпирающих импульсов к управляющим входам тиристоров 8 последние запираются, а запасенная в индуктивности рассеяния обмотки 7 энергия магнитного поля передается сразу в первичную обмотку 6 дополнительного трансформатора 5, а через магнитную систему его в обмотку 4 этого трансформатора и далее — через последовательно соединенную вторичную обмотку 2 на вход переменного тока диодного моста 3, с выхода которого эта энергия передается нагрузке. Если, например, коэффициент трансформации питающего трансформатора 1 выбран близким к единице, то в этом случае число витков вторичной обмотки 4 дополнительного трансформатора 5 выбирается во много раз меньшим числа витков его первичной обмотки 6. Известно, что входное сопротивление понижающего трансформатора значительно выше входного сопротивления повышающего трансформатора или трансформатора с коэффициентом трансформации, близким к единице. Необходимо учесть также последовательное соединение вторичной обмотки 2 питающего трансформатора 1 с вторичной обмоткой 4 понижающего дополнительного трансформатора 5.

Тогда закрытому состоянию группы тиристоров 8 соответствует приложение практически всего напряжения питающей сети, а к последовательно соединенной с ней первичной обмотке 7 питающего трансформатора 1 — практически нулевое значение этого напряжения. Значение напряжения на входе диодного моста 3 практически равно напряжению на вторичной обмотке 4 понижающего трансформатора 5. Правильным выбором коэффициента трансформации дополнительного понижающего трансформатора 5 это входное напряжение на диодном мосте 3 можно довести до требуемого минимального значения. Вместе с тем переход группы тиристоров 8 в запертое состояние в предлагаемом устройстве не сопровож" дается разрывом токовой цепи первичной обмотки 7 питающего трансформатора 1, обусловленным этим коммутационным перенапряжением на группе тиристоров 8 из-за энергии магнитного поля, запасенной ранее в индукФормула изобретения

5 89 тивности рассеяния первичной o6MQTки 7, это обусловливает сравнительное повышение надежности предлагаемого устройства перед известным. Утилизация этой энергии приводит к относительному улучшению энергетических показателей предлагаемого решения.

Последующее отпирание группы тиристоров 8 привоДит к закорачиванию первичной обмотки 6 дополнительного трансформатора 5, переходу этого трансформатора в режим короткого замыкания и обусловленному этим многократному уменьшению падения напряжения на вторичной обмотке 4, а также приложению сетевого напряжения только к первичной обмотке 7 питающего силового трансформатора 1, на вторичной обмотке которого в этот интервал времени находится наибольшее напряжение. Изменением соотношения интервалов открытого и закрытого состояния группы тиристоров 8 достигается плавное регулирование величины выходного напряжения предлагаемого выпрямителя.

Массо-габаритные показатели и соответствующая установленная мошность дополнительного трансформатора 5 во много раз меньше, чем в силовом питающем трансформаторе в связи с тем, что число витков вторичной обмотки 4 дополнительного трансформатора 5 во много раз меньше числа витков вторичной обмотки 2 силового питающего трансформатора 1, а поперечное сечение первичной обмотки 6 дополнительно го трансформатора 5 во много раз мень

2622 6 ше, чем первичной обмотки ", силового питающего трансформатора. Следовательно, введение дополнительного трансформатора 5 с относительно малыми размерами и мас ой позволяет .улучшить как энергетические показатели так и надежность трехфазного выпрямителя.

Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с трехфазными первичной и вторичной обмотками, выпрямитель, выполненный на неуправля.емых вентилях, и управляемые вентили, соединенные в треугольник, вершины. которого подключены к концам первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого соединена со входом выпрямителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, введен дополнительный трансформатор, каждая фаза трехфазной первичной обмотки которого включена параллельно соответствующему управляемому вентилю указанного треугольника, а его вторичная обмотка соединена пофазно-после"., довательно со вторичной обмоткой основного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

З и 145673, кл. Н 02 М 7/06, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР, и 168781, кл. Н 02 М 7/06, 1963.

892622

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Кончицкая Техред Jl. Пекарь Корректор Г. Назарова

Заказ 11276/81

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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