Многофазный выпрямитель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет по п. 3 01.06.70Опубликовано 15,02.77, БюллетеньДата опубликования описания 28.03.77 Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 2) Авторы изобретения Н. Шуваев и А. Г. Виленки(54) МНОГОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ Изобретение относится к области преобразонтальной техники и может быть использовано прп построении источников электропитания электрической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.Известны многофазные выпрямители с индуктивным или индуктивно-емкостным фильтром на низкое выходное напряжение и большой ток нагрузки, например шестифазные выпрямители со средней точкой 1. Однако такие выпрямители имеют низкий коэффициент использования трансформатора (большие объем и вес). Кроме того, максимальное значение тока вентиля равно току нагрузки, а его среднее значение - 1/6 тока нагрузки, что приводит к необходимости выбора вентилей с большими допустимыми амплитудами токов.11 оэтому шестифазные выпрямители со средней точкой применяются довольно редко.Шестифазный выпрямитель с уравнительным реактором имеет более высокий коэффициет использования трансформатора, однако для построения его схемы требуется дополнительный элемент - уравнительный реактор, который усложняет схему и увеличивает объем и вес выпрямителя. Особенно большую мощность, а следовательно, объем и вес имеет уравнительный реактор, предназначенный для работы в схеме управляемого выпрямителя. При угле регулирования, равном 90, мощность уравнительного реактора достигает 21% от мощности нагрузки. Кроме того, прп создании мощных выпрямителей изготовление дросселя фильтра на большой ток нагрузки пред; ставляет определенные технологические трудности, так как намотку катушки приходится производить шиной большого сечения.Известны также шестифазные выпрямителис индуктивным или индуктивно-ем костным 10 фильтром, выполненные, например, по шестиразнои схеме со средней точкой 121. Йедостатками этик выпрямителей являются также низкий коэффициент использования трансформатора (0,65) и большая величина максимального тока вентиля, равная току нагрузки, тогда как среднее значение тока вентиля равно 1/6 тока нагрузки. Это приводит к необходимости выбора вентилей с большими допустпмымп амплитудами токов, и для построения выпрямителей на большие токи нагрузки приходится применять мощные вентили с большими теплоотводящимп радиаторами, что существенно увеличивает объем и вес источника электропитания.Для уменьшения объема и веса в предлагаемом многофазном выпрямителе каждый выпрямитель подключен к нагрузке через собственный дроссель фильтра.На фиг. 1 изображен описываемый выпря митель, выполненный в виде двух трехфазныхвыпрямителей; на фиг. 2 - - то же, выполнениыи в виде трех двухполупериодных выпрямис: си.1( к 5)к.О Стсржис трехр 5 Зпо 5 х тр 5 нс 51)ор- ):5)торс 1 веряынтс,55 (см. фиг. 1) распо;50- же 15 ы две вторичные обмотки, соединенные в две трехфазныс звезды со средней точкой. В цепь каждой вторичной обмотки включены вентили 2 - 7, катоды которых объединены и к ннм подключена нагрузка 8. Такое включение вентилей позволяет разместить их на общем теплоотводящем радиаторе, К ка)кдой средней точке трехфазных выпрямителей присоединены дроссели 9 и 10, другие выводы которы.; объединены и подключены к другому захкиму нагрузки 8. Параллельно нагрузке 8 включен конденсатор 11, являющийся элементом сгла)кивающего фильтра. В некоторых случаях конденсатор 11 может отсутствовать. Первичная оомотка трансформатора 1 может оыть соединена как в звезду, так п в треугольник.Выпрямитель работает следующим образом, Как и в трехфазной схеме со средней точкой каждый вентиль проводит ток в течение 1/3 периода. В любой момент времени открыт и проводит ток тот вентиль, потенциал анода которого по отношению к средней точке данной вторичной обмотки выше, чем у других вентилей, Так как звезды фазных напряжений двух вторичных обмоток трансформатора смещены одна относительно другой на 180", в л)обой момент времени положительное напря)кение прикладывается к анодам двух вентилей, принадлежащих разным трехфазным выпрямителям, т. е. в любой момент времени открыты и проводят ток два вентиля из шести.Коммутация тока с вентиля па вентиль происходит в момент пересечения синусоид фазных напряжений.Выпрямленный ток, протекающий через нагрузку 8, складывается из двух анодных токов вентилей 4, следовательно, максимальное значение токов вторичной обмотки трансформатора и вентиля равно половине тока нагрузки, а их среднее значение - 1/6 тока нагрузки. Выпрямитель (см. фцг. 2) состоит из трехфазного трансформагора 1 с двумя вторичнымц обмотками, соединенными в шестифазную звезду со средней точкой, вецтилсй 27, трех 5;р)Ссе;си 9, 10 и 12, конденсатора 11 фильтраи нагрузки 8. Вентили 2 - 7 соединены попарно и подключены соответственно к дросселям 9, 10 и 12. В результате образуются три выпрямительные группы, каждая из которых 1 О представляет собой двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, работающий на индуктивность, Благодаря тому, что фазы переменных напряжений, питающих выпрямительные группы, сдвинуты относительно друг )5 друга на 120 эл. град., вторая и третья гармоники напряжения пульсации на выходе выпрямителя отсутствуют и основная частота пульсации выходного напряжения в шесть раз болыце частоты питающей сети.20Формула изобретения1. Многофазный выпрямитель, состоящийиз трехфазного трансформатора с двумя вто 2 д ричными обмотками, вентилей, подключенныханодами к выводам вторичных обмоток и образующих выпрямители со средними точками, и дросселей фильтра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения объема и веса выз 0 прямителя, каждый выпрямитель подключенк нагрузке через собственный дроссел 5, фильТр с.2. Выпрямитель по п. 1, отл и ч а )о щи й с ятем, что он выполнен в виде двух трехфазных З 5 выпрямителей со средней точкой.3. Выпрямитель по п. 1, о тл и и а ю щ и й с ятем, что оц выполнен в виде трех двухполупериодных выпрямителей со средними точками.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Полупроводниковые выпрямители, подред, Ф. И. Ковалева и Г. Г. Мостковой, изд.Энергия, 1967, с. 79 - 82.2. Г. С. Векслер, Я. И. Тетельбаум Электропитание радиоустройств, изд. Техника, Киев, 1964, с, 184 - 186.иг 2 Составитель В. Кузнецов А П Тек цепко Гревц каз 361/ Тираж 899 Совета Минист открытий кая наб., д, 4;5