Преобразователь переменного напряжения в постоянное

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпе делам лэвбретелий и еткрмткй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕИзобретение 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 2.Недостатком прототипа является то, чтопри 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 1, 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 обмо ток. 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 ос 99524026 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 (%) и каждой из дополнительных фазных обмоток (%) рав- но при этом напряжение на каждой дополнительной фазной обмотке равно11,р -- (1 --11 -- 0,134 1.),р,где У,р - 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, вен 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 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 намагничивающего 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 замыкаетк 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 следующая: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 - 5), где 05(1 - регулируемый параметр. В этом случае напряжение на каждой дополнительной первичной фазной обмотке Ъ выбирается равным 0,134 ЦЯ.Следует отметить, что в идеальном случае, т. е. когда угол коммутации управляемых вентилей равен нулю ( У = О) преобразователь допускает возможность подключения вторичных обмоток транформатора, 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 (О У30) в форме выпрямленного напряжения на выходе 6-вентильной схемы выпрямления появляется модуляция с частотой 6 1, которая при У = 30. Ковальчук: Техред И. Вере 1 Тираж 685 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж - 35, Раушскаи иал ППП Патент, г. Ужгород, уельни ваКорректорПодписноР Редактор И Заказ 615/4 зятко ета С рытий наб.,Про 4/5 тная, становится основной частотой пульсаций,т. е. преобразователь превращается из 12 пульсного в 6-пульсный. Поэтому построение 6-вентильной схемы выпрямления негарантирует получения 12-кратной частотыпульсаций выпрямленного напряжения- внезависимости от конструктивных данных трансформатора и особенностей эксплуатациипреобразователя,Вредное воздействие преобразователя насеть, которое может иметь место при протекании по нулевому проводу тока нулевойпоследовательности, устранимо посредствомдополнительного трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого соединена в звезду и подключена тремя одноименными выводами кфазиым входным выводам,а общей точкой трех других выводов - кнулевому входному выводу.Вторичная обмотка дополнительного транорорматора соединяется в треугольник. Приэтом в источнике питающего напряженияпроисходит самокомпенсация магнитногопотока, образованного током нулевой последовательности преобразователя.Формула изобретенияПреобразователь 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