Полупроводниковый преобразователь рода тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 2 М 7/44 И ТЕН АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение отн тельной технике,мо в преобразователях ременный, выпрями пенсатора реакт является усовершенс описанного в авт, свЦелью изобрете ние КПД преобраз счет снижения вихр бражена схема двух едлагаемого преобра На чертеже и фазного варианта зователя рода ток ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1265950, кл. Н 02 М 7/44, 1984,(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РОДА ТОКА(57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, Его целью является повышение КПД за счет снижениявихревых потерь. Устр-во содержит четноечисло полупроводниковых пластин 1 с попарно противоположным направлением постоянного тока; которые расположены в осится к преобразоважет быть использовано постоянного тока в петелях, в качестве комивной мощности. и твованием устройства, М 1265950.ния является повышеователя рода тока за евых потерь,зазоре магнитной системы каждой фазы. Пластины 1 секционированы и пары секционированных электродов с помощью проводников 6 и 7 соединены с первичными обмотками 8 трансформаторов, вторичные обмотки которых последовательно соединены с обмотками 4 и 5 возбуждения магнитной системы, Общий магнитный поток в зазоре магнитной системы каждой фазы индуцирует в пластинах ЭДС Холла и вихревую ЭДС. Направление ЭДС Холла в пластинах с противоположным направлением постоянного тока также противоположно. Направление вихревой ЭДС во всех пластинах одной фазы одинаково. Встречное включение первичных обмоток 8 трансформатора для пластин с противоположным направлением постоянного тока обеспечивает суммирование ЭДС Холла и взаимную компенсацию вихревых ЭДС для всех пластин каждой фазы, 1 ил. Полупроводниковые пластины 1 размещены под полюсом 2 в зазоре магнитной системы 3 каждой фазы с обмотками 4 и 5 возбуждения счислом витковЮ 1 и Ю 2 соответственно. Указанные пластины секционированы. Пары секционированных электродов подводящими проводниками 6 и 7 соединены с первичными обмотками 8 трансформаторов 9 с магнитопроводами и вторичными обмотками 10. Точками отмечены, например, начала обмоток, вертикальные стрелки возле обмоток 4 и 5 показывают направления ампер-витков в некоторый момент времени, горизонтальные стрелки - ЭДС Холла е икомпоненты напряженности вихревого поля ЕуВерхние и нижние пластины 1 каждой фазы показаны с противоположными направлениями постоянного тока, обе пластины пронизываются знакопеременным магнитным полем В. В результате на боковых электродах пластин наводится полезная ЭДС Холла ь, направленная, в пластинах пары в противоположные стороны, Знакопеременное магнитное поле В, кроме того, в соответствии с уравнением Максвелла гЫЕ =-а В/б 1 и законом Ома у =: о Е приводит к появлению в каждой пластине замкнутых вихревых токов, соответствующих компонентам электрического поля Ехв и Еув, Плотность вихревых токов нарастает к краям пластины. Полупроводниковый преобразователь проектируется из условий, чтобы размеры полупроводниковых пластин были меньше эквивалентной глубины проникновения поля в вещество пластин на частоте преобразования. В этом случае вихревые потери в пластинах от тока оказываются малыми, и магнитное поле, вызванное вихревыми токами, пренебрежимс малс по сравнению с магнитньцл полем системы возбуждения, Однако наличие боковых секционированных электродов пластин, соединенных подводящими проводниками 6 л 7 с первичными обмоткамл 8, создает возможность замыкания вихревых токов нэ только в пределах полупроводниковой пластины, но и во внешних электропровсдящих цепях, что эквивалентно повышению электропроводности внешних границ пластин и может привести к увеличению вихревых токов, росту вихревых потерь и снижению КПД преобразователя, Степен ухудшения параметров преобразователя определяется соотношением внешнего сопротивления, замыкающего электроды, и внутреннего сопротивления пластин между теми же электродами. Напряжения компонент электрического поля Ех и Еу независят от направления постоянного токапластин, поэтому изображенная на чертежекОмпонента Еу, которая приводит к замыкав5 нию вихревых токов во внешних цепях, вобеих пластинах направлена в одну сторону, Встречное напряжение ЭДС Холла еу исогласное направление компонент вихревого поля Еу позволяют, подключив против10 воположные электроды разных пластин изпары на потенциально разделенные первичные обмотки трансформатора 9, просуммирОвдть токи, вызванные ЭДС Холла еу, икомпенсировать токи, вызванные компо 15 нентой напряженности Еу во внешних цевпях, в данном случае в первичных обмоткахтрансформаторов. При этом во вторичныхцепях трансформаторов, т.е, в цепях обмоток 4 и 5. возбуждения, токи вихревой ком 20 поченты Еу не проявляются совсем.вПредлагаемые мерц целесообразноиспользовать, когда сопротивление цепей,замыкающих электроды Холла, превышаетвнутреннее сопротивление полупроводни 25 ковой пластины не более чем в 10 раэ. Вэтих случаях выигрыш в повышении КПДоказывается существенным,Формула и зоб рете н ияПолупроводниковый преобразовательЗ 0 рода тока по авт.св, М 1265950, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД. за счет снижения вихревых потерь, в зазоре магниткой системы каждой фазы преобразователя размещено четное число35 полупроводниковых пластин с попарнопротивоположным направлением постоянного тока вдоль указанных пластин, секционированные электроды на боковыхповерхностях первых и вторых пластин па 40 ры подсоединены соответственно к первым и вторым группам потенциальноразделенных первичных обмоток транс"форматоров, первые и вторые группы обмоток включены встречно для вихревой45 компоненты ЭДС,аказ 4314 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобре 113035, Москва, Ж, Раушрректор Н.КорольПодписноениям и открытиям при ГКНТя наб 4/5