Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.80 (21) 2955723/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 М 7/06

Гасударственный камлтет (53) УДК 621.314..6 (088.8) Опубликовано 23.02.82. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 05.03.82 по аелам изобретений и аткрмтий (72) Авторы изобретения

P. Х. Бальян,,Л. И.,Лейкин и А. П. до (7I) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно, к технике выпрямления сильных токов и предназначено преимущественно для питания IlocToHHHbIM током мощных потребителей на подвижных объектах, имеющих

3-фазные сети, соизмеримые по мощности с этими потребителями.

Известны многофазные автотрансформаторные выпрямительные устройства (с эквивалентной фазностью выпрямления не менее 12), в частности, с фазосдвигающими трансформаторами, которые дают существенный выигрыш в массогабаритных показателях по сравнению с многофазными трансформаторными выпрямительными устройствами, так как применение устройств с меньшей фазностью выпрямления в таких случаях приводило бы к недопустимым искажениям формы сетевого напряжения. К автотрансформаторным устройствам относится выпрямительное устройство, в котором осуществлена сильная магнитная связь между вторичными полуобмотками фазосдвигающих трансформаторов (за счет их объединения на одном магнитопроводе) и при взаимной компенсации реактивных токов в этих полуобмотках резко снижается ток в первичной обмотке и соответственно улучшаются массогабаритные показатели всего устройства в целом, т. е. уменьшается установленная мощность устройства (1).

Однако, в этом выпрямительном устройстве величина получаемого выходного напря5 жения составляет 1,4 действующего значения линейного. напряжения сети, что не всегда удовлетворяет требованиям питаемой аппаратуры.

Известен также преобразователь переменного напряжения в постоянное, который содержит два выпрямителя и трехфазный фазосдвигающий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена в виде двух трехфазных полуобмоток, каждая из которьгх своими началами соединена с первичной обмоткой, а концами с входом одного из выпрямителей, причем одна из вторичных полуобмоток каждой фазы подсоединена к фазе первичной обмотки, опережающей эту фазу, а другая вторичная полуобмотка — к отстающей фазе первичной обмотки, которая

20 выполнена по схеме «звезда» и подключена к питающей сети (2) .

При таком соединении в двенадцатифазном выпрямителе выходное напряжение

907732

so

И составляет 1,2 действующего значения линейного напряжения сети, т. е. является пониженным по сравнению с амплитудой линейного напряжения сети. Для получения выходного напряжения, повышенного (по сравнению с амплитудой линейного напряжения сети) до 1,6 действующего значения линейного напряжения сети, каждая из обеих трехфазных полуобмоток вторичной обмотки должна быть соединена с первичной обмоткой .своими концами, а началами — с входом одного из выпрямителей.

Однако, в ряде практически важных случаев эти пределы выходного напряжения недостаточны.

Цель изобретения — получение более высоких или низких фиксированных значений выходного напряжения при неизменном входном напряжении.

Цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем два выпрямителя, соединенных по выходу параллельно через два уравнительных реактора, средние точки которых образуют выходные выводы, трехфазный фазосдвигающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная выполнена в виде двух полуобмоток, каждая из которых одним своим выводом соединена с первичной обмоткой, а другим выводом соединена с входом одного из выпрямителей, один из выводов каждой фазы вторичных полуобмоток соединен с соответствующим выводом той же фазы его первичной обмотки, которая выполнена по схеме треугольника.

При этом выводы первичной обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с разноименными выводами его вторичных полуобмоток, что повышает выходное напряжение.

Кроме того, выводы первичной обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с одноименными выводами его вторичных полуобмоток, что понижает выходное напряжениее.

На фиг. 1 представлена схема выполнения преобразователя переменного напряжения в постоянное для случая двенадцатифазного выпрямления, с повышенным выходным напряжением; на фиг. 2.— то же, с пониженным выходным напряжением; на фиг. 3 — векторные диаграммы, отражающие формирование векторов выходных напряжений.

Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный фазосдвигающий трансформатор 1, 2 и 3 (на общем сердечнике или групповой), выпрямители 4 и 5 (например два трехфазных выпрямительных моста) и два уравнительных реактора 6 и 7, выполненных на железных сердечниках. Первичные обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены треугольником и подключены к фа5

1О

15 гв и зв

3s зам питающей сети. Начала, а в устройстве на фиг. 2 — концы, одних полуобмоток вторичной обмотки подсоединены к концам тех же фаз первичной обмотки, а концы, в устройстве на фиг. 2 — начала этих полуобмоток подсоединены к входу другого выпрямителя 4.

Фазосдвигающий трансформатор устройства (фиг. 1) формирует две системы равноамплитудных трехфазных напряжений, сдвинутые друг относительно друга на угол 4=

= 30 эл. град. по амплитуде большие, чем формируемые фазосдвигающим известным трансформатором,так как здесь фазные напряжения питающей сети геометрически складываются с напряжениями вторичных полуобмоток под углом +30 эл. град.

На фиг. За показано геометрическое сложение одной из фаз (фазы А) напряжения сети с вольтодобавочными напряжениями

АА и АА" (соотношение амплитуд складываемых напряжений для m = 12 равно 1), приводящее к образованию двух векторов фазных напряжений ОА и ОА с взаимным угловым сдвигом = 30 эл. град. (ОА „р и

ОА"„ — соответствующие векторы прототипа).

Подобным образом формируются и остальные фазные напряжения ОВ, ОВ и т,д.

Одна трехфазная система напряжений

А В С подается на вход. выпрямителя 4, другая — А В С вЂ” на вход выпрямителя 5. Выпрямители 4 и 5, как и в известном устройстве работают в параллель через два уравнительных реактора в шестифазном режиме, устройство в целом обеспечивает режим двенадцатифазного выпрямления. Выходное напряжение такого преобразователя (пропорциональное векторам ОА, ОА ...) получается выше, чем у известного.

Таким образом, для двенадцатифазного режима выпрямления в предлагаемом устройстве выходное выпрямленное напряжение равно 2, 6 действующего значения линеиного напряжения сети

Фазосдвигающий трансформатор устройства (фиг. 2) также формирует две системы равноамплитудных трехфазных напряжений с соответствующим угловым сдвигом, но по амплитуде меньше, чем формируемые фазосдвигающим известным трансформатором, так как здесь фазные напряжения питающей сети складываются с напряжениями вторичных полуобмоток под углом

+-150 эл. град (фиг. Зб). Соотношение амплитуд складываемых напряжении для m =

= 12 равно 4,77, а выходное напряжение такого устройства получается ниже, чем у известного. Так, длц двенадцатифазного режима выпрямления обеспечивается величина выходного выпрямленного напряжения устройства, составляющая 0,95 действующего зиачения линейного напряжения сети.

В обоих рассмотренных устройствах (фиг. 1 и 2) по одной полуобмотке каждой..

907732

Формула изобретения вторичной обмотки фазосдвигающего трансформатора протекает ток, опережающий напряжение на зажимах, а по другой — отСТающий от напряжения на зажимах на такой же угол (для m = 12 этот угол равен 15 для устройства по фиг. 1 и, соответственно, -135 для устройства по фиг. 2), что обеспечивает компенсацию реактивных мощностей на вторичных обмотках фазосдвигающего трансформатора. По его первичным обмоткам протекают практически активные токи и суммарная установленная мощность трансформатора получается минимально возможной.

Таким образом, с помощью предлагаемого построения многофазных выпрямительных устройств можно получить значения выпрямленного напряжения, составляющие 2,6 и

0,95 действующего значения линейного напряжения сети, для которых массогабаритные характеристики устройства получаются минимально возможными,а КПД вЂ” максимальным.

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два выпрямителя, соединенных по выходу параллельно через два уравнительных реактора, средние точки которых образуют выходные выводы, трехфазный фазосдвигающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная выполнена в виде двух полуобмоток, каждая из которых одним своим выводом соединена с первичной обмоткой, а другим выводом соединена с входом одного из выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов изменения выходного напряжения, один из выводов каждой фазы вторичных полуобмоток соединен с соответствующим выводом той же фазы его первичной обмотки, которая выполнена по схеме треугольника.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения повышенного выходного напряжения, выводы первичts ной обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с разноименными выводами

его вторичных полуобмоток.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения пониженного

20 выходного напряжения, выводы первичной обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с одноименными выводами его вторичных полуобмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 470047, кл. Н 02 М 7/217, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2573214 кл. Н 02 М 7/06, 30.01.78.

907732

Редактор Н. Джугаи

Заказ 6I2/67

Составитель Е. Мельникова

Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Тираж 7!9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4