Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

О П И С А Н И Е ()995240

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.81 (21) 3267246/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл. з

Н 02 М 7/12

Гееударствеллый камитет

СССР

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 17.02.83 (53) УДК 621.314..6 (088.8) пе делам лэвбретелий и еткрмткй (72) Автор изобретения

А. Г. Асл а н-з аде (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, первичная обмотка каждой фазы которого подключена одним выводом к фазному входному выводу, а другим — к вершине «треугольника», образованного управляемыми вентилями, при этом вторичные фазные обмотки соединены в звезду и подключены к входу трехфазного выпрямительного моста (1).

Недостаток преобразователя — низкая кратность частоты пульсаций выходного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, концы первичных обмоток которого подключены к двум группам встречно-параллельно включенных вентилей, причем каждая группа соединена в звезду и общая точка одной звезды подключена к нулевому входному выводу, а также вторичные обмотки, соединенные в шестифазную звезду и подключенные к мостовому выпрямителю (2j.

Недостатком прототипа является то, что при низковольтном выпрямлении не удается достаточно точно выполнить соотношение между фазными напряжениями вторичных обмоток, что приводит к появлению в форме 12-пульсного выпрямленного напряжения модуляции с частотой 6 f, где частота сети. Кроме того, при заданном значении низковольтного выпрямленного напряжения для соблюдения требуемого соотношения между фазными напряжениями вторичных обмоток приходится существенно повышать суммарное число витков вторичных, а вследствие этого и первичных обмоток. В результате резко возрастают габариты такого трансформатора и расход меди.

Цель изобретения — улучшение выходных характеристик и упрощение.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, начала первичных обмоток которого образуют входные выводы, а концы подключены к дополнительным парам встречно-параллельно включенных вентилей ос995240

l новные пары встречно-параллельно включенных вентилей, соединенных в звезду, вторичные обмотки трехфазного трансформатора, соединенные в шестилучевую звезду и подключенные к мостовому выпрямителю, введены дополнительные фазные обмотки, включенные между концами первичных обмоток и свободными выводами звезды основных пар встречно-параллельно включенных вентилей, причем общая точка указанной звезды подключена к нулевому входному выводу, а дополнительные пары встречно-параллельно включенных вентилей соединены в треугольник.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит трехфазный трансформатор 1 с первичными обмотками

2 — 4, подключенными началами к фазным входным выводам соответственно, А, В, С, а концами — к дополнительным фазным обмоткам соответственно 5 — 7. Общие точки обмоток 2 и 5, 3 и 6, 4 и 7 подключены к вершинам треугольника, образованного дополнительными парами встречно-параллельно включенных вентилей 8 — 13. Выводы обмоток 5 — 7 через основные пары встречно-параллельно включенных вентилей соответственно 14, 15; 16, 17; 18, 19 соединены с нулевым входным выводом О.

Кроме того, трансформатор 1 содержит вторичные обмотки 20 — 22 и 23 — 25, соединенные в шестилучевую звезду. Начала обмоток 20 — 22 подключены к входу мостового выпрямителя, выполненного на вентилях 26 — 31, а концы обмоток 23 — 25 — к входу мостового выпрямителя, собранного на вентилях 32 — 37. Выходы мостовых выпрямителей включены параллельно.

Соотношение между числом витков каждой из первичных обмоток (W1) и каждой из дополнительных фазных обмоток (W2) равно при этом напряжение на каждой дополнительной фазной обмотке равно

U „= (1 — — ) U = 0,134 U<ð, где U — фазное напряжение питающей сети.

Числа витков в каждой фазе вторичной обмотки равны.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Допустим, что открыты вентили 16, 28 и 35. Ток нагрузки замыкается через обмотки 21 и 24, а первичный ток — через обмотки 6 и 3. Через 30 эл. град. отпирается вентиль 8, запирается вентиль 16; отпираются вентили 27 и 36, и ток нагрузки замыкается по двум параллельным цепям через обмотки 20, 21 и 23, 24, например, от конца к началу обмотки 20, вентиль 27, выходные выводы мостового выпрямителя, вен5

ЗО

55 тиль 28, от начала к концу обмотки 21, конец обмотки 20. Первичный ток замыкается при этом через обмотки 2, 3 и вентиль 8.

Далее через 30 эл. град. отпирается вентиль 15, запираются вентили 28, 35 и ток нагрузки замыкается только через обмотки

23, 20 и вентили 27 и 36, а первичный ток через обмотки 2, 5 и вентиль 15. Обесточивание вторичных обмоток 21 и 24 практически приводит к обесточиванию первичной обмотки 3, и вентиль 8 запирается, если его ток удержания оказывается больше намагничиваюшего тока в обмотках 2 и 3.

Затем через 30 эл. град. отпирается вентиль 13, запирается вентиль 15, отпираются вентили 30, 33 и ток нагрузки вновь замыкается по двум параллельным. цепям через обмотки 20, 22 и 23, 25, например, от конца к началу обмотки 20, вентиль 27, .выходные выводы мостового выпрямителя, вентиль 30, от начала к концу обмотки 22, конец обмотки 20. Первичный ток замыкает ся при этом через обмотки 2, 4 и вентиль

13. Если намагничивающие токи в первичных обмотках 2 — 4 больше, чем токи удержания вентилей 8 — 13, то они запираются при перемене полярности прикладываемых к ним линейных напряжений, однако на форме выпрямленного напряжения это не отражается.

Аналогично работают и остальные вентили, а на нагрузке, к которой подключаются параллельно выходные выводы мостовых выпрямителей, формируется симметричное 12-пульсное выпрямленное напряжение.

Очередность включения вентилей следуюшая:

16 — 28 — 35; 8 — 27 — 28 — 35 — 36; 15 — 27 — 36;

13 — 27 — 30 — 33 — 36; 18 — 30 — 33; 10 — 29—

30 — 33 — 34; 17 — 29 — 34; 9 — 29 — 26 — 34; 14—

26 — 37; 12 — 31 — 26 — 37 — 32; 19 — 31 — 32;

11 — 31 — 28 — 35 — 32.

Вторичные обмотки каждой фазы трансформатора могут быть выбраны и с неравным числом витков, разность которых равна (2 — 3) (1 — S), где 0 < $ (1 — регулируемый параметр. В этом случае напряжение на каждой дополнительной первичной фазной обмотке W выбирается равным 0,134 Ц„Я.

Следует отметить, что в идеальном случае, т. е. когда угол коммутации управляемых вентилей равен нулю (g = О) преобразователь допускает возможность подключения вторичных обмоток тра нформатора, соединенных в шестилучевую звезду, также и по 6-вентильной лучевой (однополупериодной) выпрямительной схеме.

Кроме того, вторичные обмотки . трансформатора могут быть соединены и в треугольник, подключенный к 6-вентильному выпрямительному мосту. Однако с ростом угла коммутации (0(У (30 ) в форме выпрямленного напряжения на выходе 6-вентильной схемы выпрямления появляется модуляция с частотой 6 f, которая при У = 30

995240

Составитель Е. Мельникова

Редактор И. Ковальчук: Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Заказ 615 41 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, 3(— 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 становится основной частотой пульсаций, т. е. преобразователь превращается из 12пульсного в 6-пульсный. Поэтому построение 6-вентильной схемы выпрямления не гарантирует получения 12 -кратной частоты пульсаций выпрямленного напряжения- вне зависимости от конструктивных данных трансформатора и особенностей эксплуатации преобразователя.

Вредное воздействие преобразователя на сеть, которое может иметь место при протекании по нулевому проводу тока нулевой последовательности, устранимо посредством дополнительного трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого соединена в звезду и подключена тремя одноименными выводами к фазным входным выводам, а общей точкой трех других выводов — к нулевому входному выводу.

Вторичная обмотка дополнительного трансформатора соединяется в треугольник. При этом в источнике питающего напряжения происходит самокомпенсация магнитного потока, образованного током нулевой последовательности преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, начала первичных обмоток которого образуют входные выводы, а концы подключены к дополнительным парам встречно-параллельно включенных вентилей, основные пары встречно-параллельно включенных вентилей, соединенных в звезду, вторичные обмотки трехфазного трансформатора, соединенные в шестилучевую звезду и подключенные к мостовому выпрямителю, отличающийся тем, что, с целью улучшения выходных характеристик и упрощения, 10 введены дополнительные фазные обмотки, включенные между концами первичных обмоток и свободными выводами звезды основных пар встречно-параллельно включенных вентилей, причем общая точка указанной звезды подключена к нулевому входному выводу, а дополнительные пары встречно-параллельно включенных вентилей соединены в треугольник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 168781, кл; Н 02 М 7/12, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР № 752681, кл. Н 02 М 7/06, 1976.