Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i>)936291 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 120379 (21) 2735644/24-07 с прнсоеаинением заявки М (23) Приоритет

{5l)N. Кл.

Н 02 И 7/06

Гоеуаарстеаккыб квинтет

СССР ав малан изебретеикй к открытка

Опубликовано 15. 06.82- бюллетень М 22

Дата опубликования описания 1 5 .06 . 82

{53) УДК 621 ° 314 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.Н.филатов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

8 ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти ! практическое применение в качестве низковольтных источников постоянного тока малой и средней мощности.

Известны схемы низковольтных преобразователей трехфазного переменного напряжения в постоянное, выполненные на базе трехфазного трех" о обмоточного трансформатора с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезды, и шести вентилей, связывающих вторичные обмотки между собой или с выходными зажимами преобразоватеIS ля.. Разнообразие. их связей и является основной отличительной чертой известных низковольтных преобразователей: "шестифазная звезда", двойная звезда с уравнительным реактором, кольцевая схема Горлова и т,д.

Высокий коэффициент полезного действия при пониженных напряжениях они обеспечивают за счет однократного пропускания выпрямленного тока через вентили (1 ).

Недостатком известных схем низковольтных преобразователей переменного напряжения в постоянное является большая установленная мощность оборудования и повышенная сложность исполнения.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное,содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, одни фазные концы и начала которых подключены через вентили к одному иэ выходных выводов j2).

Недостатком данного преобразователя является повышенная установлен ная мощность оборудования при соединении первичной обмотки- трансформатора в треугольник и его практическая неработоспособность при соединении первичной обмотки трансформатора в звезду.

936291

Цель изобретения - упрощение и снижение установленной мощности оборудования преобразователя.

Укаэанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, одни фазные концы и начала которых подключены через вентили к одному из выходных выводов, другие фазные начала и концы вторичных обмоток трансформатора подключены ко второму выходному выводу, а сами вторичные обмотки соединены между собой соответственно в прямой и обратный треугольники, На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2— диаграммы напряжения и токов, характеризующие его работу.

29

Преобразователь содержит трансформатор 1 с обмотками 2 - 4, вентили

5 - 10 и работает на нагрузку 11.

Концы первичной обмотки 2 трехфазного трансформатора 1, соединенные, например, в звезды, образуют входные зажимы преобразователя. Концы и начала вторичных обмоток 3 и 4 (соответственно) подключены через

39 вентили 5 — 10 к одному из выходных зажимов преобразователя, другой выходной зажим которого подключен непосредственно к фазным началу и концу фаза А например) указанных вторичных обмоток, соединенных между собой в прямой и обратный треугольники. Нагрузка ll подключена к выходным зажимам преобразователя (фиг. 1).

Считают нагрузку 11 активно-индуктивной, .с индуктивностью близкой к бесконечной (L co) 1и рассматриИ вают работу преобразователя вначале без диодов 9 и 10.

Прй подаче на вход преобразователя сетевого напряжения, на его вторичных обмотках формируются две системы трехфазных линейных напряжений (фиг. 2 а).

Вентили 5 — 8 работают поочередно. в порядке их нумерации со сдвигом Ю по фазе в 90 эл.град. и с длительностью их проводящего состояния,также в течение 90 эл. град., обеспечивая выпрямление соответствующих линейных напряжений VA 3, VA<, Чдщ, ЧА, с естественной коммутацией вентилей за счет указанных напряжений. При этом на выходе преобраэователя формируется четырехимпульс-, ное выпрямленное напряжение Чц =

= 1,32 V, а через нагрузку 11 протекает полный выпрямленный ток (фиг. 2 б, в .

Пусть в момент времени t наи"

1 большее мгновенное значение напряжения соответствует фазе АЗ (ЧдВ).

В работу включается вентиль 5.Ток fg распределяется по фазе ЛЗ (2/3 ) д ) и шунтирующим ее последовательно между собой соединенным фазам ВЗ и СЗ {1/3 iq ).

Через интервал времени й„ t =

= 90 эл.град., происходит выравнивание линейных напряжений Ч,и ЧАС3 (фиг. 2 б). Происходит коммутация тока1 с вентиля 5 на вентиль 6. Тюк

) распределяется по разе СЗ (2/3Jg) и шунтирующим ее фазам АЗ, ВЗ(1/3 tg)

В момент времени t происходит соответствующая коммутация выпрямленного тока 1 с вентиля 6 на вентиль 7 и вступает в работу обмотка 4. По фазе А4 протекает ток 2/3), а через шунтирующие ее последовательно соединенные фазы В4 и С4ток 1/3 1 . В момент времени t происходит очередная коммутация тока fg с вентиля 7 на вентиль 8, после чего цикл работы преобразователя повторяется.

На фиг. 2 г, д, е приведены формы токов в фазах А, В, С вторичных обмоток 3 и 4 трансформатора 1.

Каждая фаза проводит ток в течение 180 эл.град. форма тока в фазах

В и С представляет собой двухступенчатый прямоугольный импульс с.величиной ступеней в 2/3 1 и 1/3 1 1.

Форма тока в фазе В - одноступенчатый прямоугольный импульс с величиной ступеней в 2/3 д и 1/31д .Форма тока в фазе В - одноступенчатый прямоугольный импульс с величиной тока в 1/3 .

Поскольку обмотки 3 и 4 соединены в прямой и обратный треугольники, суммарный магнитный поток на каждом иэ сердечников скомпенсирован и определяется суммой магнитный потоков, создаваемых каждой иэ вторичных обмоток 3 и 4 (фиг. 2 r, д, е).

Поскольку величина выпрямленного напряжения на выходе преобразователя (Ч, = V, — — 1,32 Vg )незначительно

1 отличается от выпрямленного напряжения,в известных схемах типа шести93629

АЗ А4 Ь3 М 6 д

С = с4 3 7

5 фазная звезда" (Vg = l,)5. Vq4) сооТ/ ветственно незначительно увеличивается и величина пульсации переменной составляющей в выходном напряжении преобразователя по сравнению с из- 5 вестной схемой.

Установленная мощность оборудования (и трансформаторного и вентильного)оказывается пониженной на ; >

10 - 203. 1О

3а счет увеличения длительности токопроводящего состояния вторичных обмоток трансформатора с 60 эл.град, действующее значение протекающего через них тока снижено, соответствен- 1> но до:

1 6 ненужными (поэтому на фиг. 1 они обозначены пунктиром ) и необходимое минимальное число вентилей снижается до четырех.

Естественно, что такое значительное улучшение характеристик преобразователя не может возникнуть из ничего, появляется несимметричная - заниженная загрузка одной из фаз преобразователя (в данном случае - фазы В). Поэтому применение предлагаемого преобразователя целесообразно для малоответственных потребителей постоянного тока малой или средней мощности, либо при наличии мощной питающей сети, где исключается возможность перекоса фаэ.

Возможны различные модификации предлагаемой схемы преобразователя, Соответственно снижается и типо1 вая мощность трансформатора S =

4 ((5, + S>+ S>) = 1,235 РС1, что иа а 203 меньше типовой. мощности транс- 2$ форматора в схеме преобразователя треугольник -"шестифазная звезда".

3а счет увеличения проводящего состояния вентилей с 60 до90 эл.град. в 1 5 уменьшается действующее значе- зо

we протекающего через них тока. С учетом коммутационных потерь коэффициент использования вентилей по току повышается на 10 - 203.

Вентили 9 и 10 (фиг. l ) шунтируют нагрузку в обратном направлении и играют роль нулевых вентилей, применяющих во всех преобразователях постоянного тока для шунтирования активной-индуктивной (например двигательной) нагрузки, с целью повышения коэффициента мощности преобразователя. Следовательно в случае от" сутствия необходимости в нулевом вентиле, вентили 9 и 10 становятся формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, одни фаэные концы и начала которых подключены через вентили к одному из выходных выводов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения установленной мощности, другие фазные начала и концы вторичных обмоток трансформатора подключены к второму выходному выводу, а сами вторичные обмотки соединены между со" бой соответственно в прямой и обратный треугольники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 265254, кл. Н 02 И 7/12, 1965.

2. Раэмадзе 6.И. Преобразовательные схемы и системы, M.,"Çíåðãèÿ", 1967, с. 43.

936291 а"

uz, Составитель Ю.Мерзляков

Редактор И.Митровка Техред К.Мыцьо Корректор А.Дзятко

Заказ 4244/69 Тираж 721 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