Полупроводниковый преобразователь рода тока

(д 0 4 Н 02 М 7/44, 11/00 РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ с1.1 й1 ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ы/Под р Штиинца тныхпри384 иборов. ия, 197 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, Хомерики О.К. Гальваномагнитныеэлементы и устройства автоматики ивычислительной техники. - М,: Энергия, 1975, с. 72.Вайсс Г. Физика гальваномагниполупроводниковых пр и ихменение. - М.: Энерг 4, с.(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РОДА ТОКА(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может такжеиспользоваться в качестве компенсатора реактивной мощности управляемого трансформатора. Целью изобретения является снижение габаритов.Преобразователь содержит полупроводниковые пластины (НП) 1, размещенныев зазоре магнитной системы 3 с обмотками возбуждения (ОВ) 4, 5. ПП 1 секционированы и с помощью подводящихпроводников 6,7 соединены с первичными обмотками 8 трансформатора смагнитопроводом 9 и вторичными обмотками 10, ОВ 4, 5 выполнены с числами витков соответственно Ц, и ЙПри правильном согласовании поляр1265950 ности ОВ 4, 5 амплитуда тока в одной из Фаз начинает расти, что приводит к появлению поля возбуждениявторой Фазы, возникающий в ней ток,в свою очередь, приводит к уменьшению тока первой фазы. Необходимыедля компенсации реактивной мощности 1Изобретение относится к преобразователям постоянного тока в многофазный переменный, в том числе регулируемой частоты, многофазного переменного тока в постоянный и может 5 также использоваться в качестве компенсатора реактивной мощности управляемого трансформатора.Целью изобретения является снижепие габаритов преобразователя.На фиг. 1 представлена Фаза преобразователя группового типа, общий вид на Фиг. 2 - электрическая схема соединения по поперечному току двухфазного преобразователя на фиг,З5 вариант электрической схемы соединений по переменному току трехфазного преобразователя (трансформатор опущен) .Полупроводниковый преобразователь . рода тока содержит полупроводниковые пластины 1, размещенные под полюсом 2 в зазоре магнитной системы 3 с обмотками 4 и 5 возбуждения с числом витков .,н И , соответственно полу 25 проводниковые пластины секционирова-ны, пары секциопированных электродов с помощью подводящих проводников 6 и 7 соединены с первичными обмотками 8 трансформатора с магнитопроводом 9 и вторичными обмотками 10,Схемы группового типа (Фиг.1-3) составлены из однофазных систем возбуждения и трансформаторов. Преобра- З 5 зователь может быть выполнен с общим иагнитопроводом возбуждения и трансформатором. Схемы приведены для режима преобразования постоянного тока в переменный, нагрузка в цепь мо жет подключаться либо последовательно в цепь вторичной обмотки 10 транс 1 Форматора, либо к отдельной обмотке витки Й, при больших параметрах Холла существенно меньше, чем основные витки Й, . При этом в магнитном поле удается запасти на 2-3 порядка больше энергии в единице объема, чем в электрическом поле. 2 з,п, Ф-лы, 3 ил,Л4 или 5 возбуждения параллельно вторичной обмотке 10 тоансформатораПреобразователь в режиме генерации переменного тока работает следующим образом,Подается постоянное напряжениена последовательно соединенные пластины 1 разных фаз. При достижениинекоторой критической напряженностиэлектрического поля Г в системе начинают мягко развиваться автоколебания (от имеющих место случайныхФлуктуаций) . При правильном согласовании полярности обмоток возбуждения амплитуда тока в одной из Фазначинает расти, что приводит к появлению поля возбуждения второй фазы,возникающий в которой ток, в своюочередь, приводит к уменьшению токапервой фазы, и т,д. Это приводит(Фиг.2) к появлению двухфазных колебаний,(сдвинутых на 90 эл,град.),в схеме (фиг,З) возникает трехфазныйток, Трехфазные колебания могут бытьпоручены как при согласном, так ивстречном включении витков Й,и И атакже при наличии трех обмоток возбуждения в каждой Фазе. Ток (напряжение) ограничивается на заданномуровне за счет .нелинейности Холловского типа.Необходимые для компенсации реактивной мощности витки Ц при большихпараметрах Холла существенно меньше,чем основные витки Ц. Таким образом,в магнитном поле удается запастина 2-3 порядка больше энергии в единице объема, чем в электрическомполе, т.е. дополнительный нес магнитной системы оказывается существвенно меньше, чем вес конденсаторов,необходимых для компенсации реактивной мощности,и,2. Преобразователь по п, 1, о т"л и ч а ю щ и й с я тем, что полупро-,.водниковые пластины выполнены из ан"50 тимонпда индия и охлаждаются жидкимазотом.3. Преобразователь по пп. 1 и 2,о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитная система с обмотками возбужде 55 ния выполнена сверхпроводящей. 3 1265Для оптимально выбранной нагрузки КЛД преобразователя без учетапотерь на возбуждение определяетсяиз соотношения5"7- 15ФфГ 1 (1)где 1 - число Холла,1=д = 1где ч - подвижность носителей заряда, 10б - действующее значение индук"ции магнитного поля,Для получения высокого 1 нужноиметь р 1, при= - 100 - 2001может быть 993 и выше. Высокие15можно получать, применяя материалыс высокимпри больших индукцияхЬ .Так, .возможно применение в качестверабочего тела преобразователя антимонида индия Ч"= 7,8 м/В.с при 20300 К и у =120 И /В.с при 77 К, Применение антимонида индия при 77 К(азотной температуре) позволяет по"лучить преобразователь с высоким КПДдаже при обычных индукциях магнитного поля Ь - 1 - 1,5 В с/м.(Тл), а при,менение сверхпроводящих магнитных систем с индукцией Ь а - 10 Тл позволяет получить высокий КПД на антимониде индия даже при нормальной тем пературе.Частотой генерируемых колебанииможно управлять числами витков ИиИ, закорачиванием отдельных пар.электродов преобразователя. 35Преобразователь по свойствам ближе к генератору тока, чем к генератору напряжения, для него не опаснокороткое замыкание, но холостой ходприводит к резкому увеличениюпотреб ляемого постоянного, тока. Регулирование можно осуществлять либо закорачиванием части секций преобразователя, либо управлением магнитным по-.,лем преобразователя. В отсутствиедругих нелинейностей кроме Холловско"преобразователь вырабатывает строгогармонический ток, Если преобразователь подключить к многофазной сетипеременного тока с нужным порядкомчередования фаз в режиме ведомогосетью инвертора, то при частоте сети ч и соответствующей частоте антоколебаний инвертора д. последний имеет Соз 9 = 1, Если ы,(сд, имеем отри 950 4цательный Сов, эквивалентный емкостной нагрузке. При деь). Созч"О, чтоэквивалентно индуктивной нагрузке.".Таким образом, в рассматриваемом режиме преобразователь выполняет функции компенсатора реактивной мощности,Если в ведомом сетью переменноготока преобразователе отключить источник постоянного тока и вместо неговключить нагрузку, то по ней потечетпостоянный ток, т.е. имеем преобразователь переменного тока в постоянный.И в данном случае в условиях симметрии фаз получаем постоянное напряжение без применения каких-либо фильтров,Формула изобретения 1. Полупроводниковый преобразователь рода тока, содержащий подключаемые с торцов к источнику постоянного тока полупроводниковые пластиныс секционированными электродами набоковых поверхностях, попарно подсоединены к отдельным первичным обмоткам трансформатора, причем указанныепластины размещены между парами полюсов в зазоре магнитной системы собмотками возбужцения, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью снижения габаритов, трансформатбр и магнитная система выполнены многофазными, каждая пара полюсов магнитнойсистемы содержит по крайней мередве обмотки возбуждения, вторичнаяобмотка трансформатора каждой фазысоединена последовательно с обмот-.кой возбуждения своей пары полюсов,и по крайней мере с одной обмоткойвозбуждения соседней пары полюсов,торцы пластин разных фаэ соединеныв последовательную замкнутую цепь,подключенную к источнику постоянноготока,1265950 Фи Составитель Г. НыцыкРедактор О. Юрковецкая Техред А.Кравчук,орректор.М. Пожо 78/55 Тиразк 631ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5