Преобразователь переменного напряжения в постоянное

(53) 621,314.6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Авторск Р 504281, кл. Н2. Авторское М 502460, кл. Н (54)(57) ПРЕОБР ГО НАПРЯЖЕНИЯ В жащий три трехф рямителя, трехф вторичные обмот ны в четыре зве .,щий ся тем, ния надежности ое свидетельство СССР02 М 7/06, 1973,свидетельство СССР02 М 7/06, 1973АЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО-ПОСТОЯННОЕ, содеразных мостовых выпазный трансформатор,ки которого соединезды, отличаючто, с целью повышеработы путем компен-,сации потока вынужденного намагничивания, введена пятая обмотка, фазы которой соединены согласно-после.довательно и включены между нулевы-ми точками двух вторичных обмоток,соединенных в неравные обратныезвезды, причем свободные концы фазпервой звезды с большими фазныминапряжениями подключены попарно квходам смежных мостовых выпрямителей, а свободные концы фаз второйзвезды с меньшими фазнычи напряжениями - к свободным входам, разноименным первой, а к выходам мостовых выпрямителей подключены. одинаково одноименные фазы двух других одинаковых звезд вторичных обмоток, нулевые точки которых образуют выходные.выводы.Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное с низким уровнем пульсаций. 5Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий вентили, трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в две эвез ды с отпайками на каждой фазе, которые соединяются через .кольцевые выпрямители с концами и отпайками третьей звезды так, что вторичные напряжения, которые прикладываются к нагрузке в порядке очередности их работы, образуют восемнадцатилучевую звезду, при этом нагрузка включена между нулевыми точками звезд 1 1.Недостатком известного преобразователя является возникновение неком 20 пенсированных потоков вынужденного намагничивания.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоян, ное, содержащий три трехфазных мостовых выпрямителя, трехфазный трансФорматор, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды, в трех из которых разноименные фазы подсоединены противоположным выводом к нулевой точке, которая подключена к каждой одноименной фазе четвертой звезды,а свободные концы этих звезд соединены с входами указанных 35 мостов, к объединенным выходам которых подключена нагрузка 2 3.Недостаток указанного преобразователя заключается в том, что при соединении первичных обмоток транс форматора в звезду на его стержнях возникают нескомпенсированные м.д.с. магнитодвижущие силы), равные одной трети от разности Фазовых, в соответствии с очередностью работы Фаэ. 45 Эти м.д.с. пульсируют с тройной частотой относительно частоты трехфазного переменного напряжения, за исключением промежутков времени, когда напряжения фаз, проводящих ток нагрузки, равны между собой, что приводит к значительным осложнениям нормапьной работы преобразователя.Цель изобретения - повышение надежности работы путем компенсации потока вынужденного намагничивания в стержнях магнитопровода трансформатора.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменно го напряжения в постоянное, содержа щий три трехфазных мостовых выпрямителя,трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды, введена пятая обмотка, фазы которой соединены сог ласно-последовательно и включенымежду нулевыми .,точками двух вторичных обмоток, соединенных в неравныеобратные звезды, причем свободныеконцы Фаз первой звезды с большимифазными напряжениями подключены попарно к входам смежных мостовыхвыпрямителей, а свободные концы фазвторой звезды с меньшими фазными.напряжениями - к свободным входам,разноименным первой, а к выходаммостовых выпрямителей подключены одинаково одноименные фазы двух другиходинаковых звезд вторичных обмоток,нулевые точки которых образуют вы-ходные выводы.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг, 2 - векторная диаграммавторичных напряжений трансформатора;на фиг. 3 - эпюры выпрямленногонапряжения Ос 1, кривые анодных ифазных токов трансформатора при ра-боте преобразователя на активнуюнагрузку.Преобразователь содержит три трехфазных мостовых выпрямителя на вентилях 1-6, 7-12 и 13-18, трансформатор 19, вторичные обмотки которого соединены в четыре звезды:,а, Ь,с, аЬс 1, агф Ь 7 2 аЗ, ЬЭ сэи имеют одну дополнительную обмоткуа 4, Ь 4, с 4, фаЗЫ КОтОРОй СОЕДИНЕНЫсогласно-последовательно.Одинаковые звезды а Ь с и а 1Ь , с,подключены одноименными фазайик выходам мостовых выпрямителей навентилях 1-6, 7-12,:13-18, а кнулевым точкам подключена нагрузка20,Дополнительная обмотка а 4, Ь 4, с 4включена между нулевыми точками двухнеравных обратных эвезд аг, Ь , с 2 иаз, Ь , сз. Свободные концы фаззвездй а., Ь з, с с большими фазными напряжениями йодключены попарнок входам смежных мостов: аэ - к парам вентилей 8, 11 и 14, 17; Ьк вентилям 2, 5 и 15, 18; с - к вентилям 3, 6 и 9, 12. Концы фаэ вторсй ЗВЕЗДЫ аг, Ьг, С 2 С МЕНЬШИМИфазными напряжениями - к входам, раз-.ноименным первой, т.е. аг - к парамвентилей 1 и 4, Ьг - к вентилям 7 и10; с 2 - к вентилям 13 и 16,Соотношение фазных напряженийзвезд, при котором обеспечиваетсявосемнадцатипульсный режим работыпреобразователя, следующее Оа, Оаг , Оаз=41,фЗ: 188Оа=Оа;Фаз ное напряжение дополнительнойобмоткиОаг+ О азОа 4= г з:о,зз(Оаг Оаэ)Преобразователь работает следующим образом.1051673 азаг яза В момент времени+фиг. 3 а и б)протекание тока через вентили 5 и 8обусловлено наиболее положительным зна-.чением потенциала начала Фазы а,линейно.,го напряжения фаз а и.Ь и наиболееотрицательным потенциалом начала Фа-. 5зы Ь.Мгновенные значения выпрямленного напряжения в каждыймомент времени определяются сложением мгновенныхзначений ЭДС фазовых напряжений. 1 ОТак с момента Сдо момента С 2- ЭДСФаэ а, Ь, аЗ, Ь.В момент времени С 2 суммарное напряжение фаз а 2 и аз становится болееположительным, чем линейное фаз аэ 15и Ь , в связи с чем происходит коммутация с вентиля 5 на 4. Далее вмомент времени С потенциал началафазы с становится более отрицатель-,ньм, чем фазы Ь, в связи с этимпроисходит коммутация с вентиля 8на вентиль 14 и т.д.Аналогичным образом происходитработа остальных вентилей в соответствии с изменением и очередностью фазовых напряжений (Фиг. 2 и 3) изчего следует, что все вентили обтекаются одинаковыми токами с равнойдлительностью 27/9 и амплитудой 3,3при среднем значении 3 /9.На Фиг, 3 в и д изображены формытоков, протекающих через вторичныеобмотки трансформатора,а на фиг. Зеформа первичного тока трансформатора.форма тока, протекающего через З 5дополнительную обмотку а , Ь с4 4 фприведена на фиг. Зг и равна суммепротекающих через Фазы а 2, Ь 2 и с,т.е. а 4 =, 1 а 2 + Ь г+ 1 с 2,В устройстве отсутствует постоянная составляющая потока вынужденного намагничивания, так как вторичныеобмотки трансформатора, расположенные на одном стержне, за период обтекаются токами противоположногонаправления, что приводит к их компенсации.В то же время на стержнях трансформатора при одновременном обтекании током вторичных обмотов а а и,ЬгЬ , и сгс в обоих направле ияхвозйикают некомпенсированные м.д.с.,1равные З (Эl а 2 + Да ), пульсирующиес тройной частотой.С целью компенсации пульсирующихм.д.с, введена дополнительнаяобмотка а 4, ь 4 и с 4, которая соединена согласно-последовательно ивключена между нулевыми точками двухнеравных звезд аг, Ь, сги а, ЬЗ,сЗ, витки; которой,раны Фа 4=13 маг + Ва 3).Основная и высшие гармоники пульсирующей м.д,с. (тока), сумма которыхравна нулю, образуют симметричнуюсистему. Гармоники, кратные трем,суммируясь, протекают по внешней цепи преобразователя и по дополнительной обмотке а 4, Ь 4 и с,Последнее обстоятельство позволяет создать на каждом стержне магнитопровода трансформатора противопо-ложно направленные м.д.с., которыекомпенсируют соответствующие м.д.с.,создаваемые вторичными обмотками,что обеспечивает отсутствие вынужденного намагничивания пульсирующегохарактера. Таким образом, магнитная система предлагаемого преобразователя является уравновешенной относительно постоянных и переменных составляющих потока вынужденного намагничивания.1051673 а/и д вф тавитель Е.Мельниковаред Т.фанта Корректор С.Патрушева едактор Ю.Сер 8684/55Тираж 687 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5