Девятилучевой преобразователь

40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в качестве низковольтного источника электропитания при требовании обеспечения выходного напряжения с,повышенной кратностью .пульсации.Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии.На Фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема преобразователя в трансформаторном исполнении при соединении первой вторичной обмотки в прямую, а второй - в обратную трехлучевые звезды; на фиг.2 векторная диаграмма, поясняющая в фазовой плоскости Формирование токо- образующих ЭДС Б,( р= 1,9 ) и принцип действия устройства,1В скобках при Б , (Фиг.2 указаны номера соответствующих им токопроводящих вентилей при естественном их открытии, а на Фиг.1 приведены некоторые основные данные, обеспечивающие удобство сопоставления показателей схемы с равноценными показателями аналогов и известного преобразователя. При этом используются следующие обозначения: П - частотная кратность пульсации выходного напряжения; Ч - число отдельных частей (секций ) вентильных обмоток (вторичных или вторичных и первичных ); И- витковое число, показывающее отношение суммарного числа витков вентильных обмоток к базовому числу витков с напряжением на них, равным среднему значению Ч выходного напряжения О, в режиме ХХ;К - коэффициент пульсаций, показывающий отношение полного ее размаха 511, (от минимума мгновенного значения П, до максимума ) к значению 7 ; К, У, Э с - улучшение показателей относительно известного преобразователя (в разах 1, выраженное соответственно в повьппении К частоты пульсаций, снижении У ее уровня и экономи Э в произведении величин 1., С при установке на выходе преобразователя Г-образного ЬС-Фильтра с целью подавления негативного продукта выпрямления (пульсаций .Устройство (Фиг.11 содержит девять преобразовательных элементов, в частности вентилей 1-9, и связанные через них вентильные обмотки а,Ь, с и а , Ь ., с. Одними одноименными 5 0 15 20 25 выводами обмотки соединены соответственно в прямую и обратную трехлучевые звезды, общие точки которых образуют выходные выводы с подключенной к ним нагрузкой.При этом первая обмотка а,Ь, с снабжена отводами аЪэ, с , которые через три вентиля 1,4 и 7 связаны с общей точкой второй звезды а, Ь, с, а другие одноименные для данной звезды выводы соединены с разноименными им выводами другой звезды через вентили 2,3,5,6,8 и 9, Причем эти вентили соединены попарно одноименными электродами и образуют шестивентильное кольцо, которое обеспечивает согласную связь соответствующей Фазной обмотки одной звезды с двумя разноименными по фазе обмотками другой звезды.Благодаря такому соединению, на нагрузке преобразователя (фиг. ) формируется выходное напряжение Ц переменная составляющая которого пульсирует с частотой, в девять раз превышающей частоту преобразуемых ЭДС, что показано девятью импульсами Б(р = 1,9) на Фиг. 2. При этом амплитудные значения импульсов могут быть обеспечены одинаковыми, а последовательный Фазовый сдвиг их относительно друг друга равным 40 эл.град., если вторую Я (Ъ ,с ) и первую а (Ъс, ) обмотки, а также отвод а (Ъ ,сэ ) выполз з энить в каждой Фазе с числом витков в соотношении зп 40 : зп 80 : ЧЗ/2. Устройство работает следующим образом.Каждому Фазосдвинутому импульсу выходного напряжения соответствует свой р-й контур прохождения тока нагрузки, сменяющийся во времени по составу элементов в течение периода преобразуемых ЭДС любой из секций обмоток. Так, например, первый контур токопрохождения, обеспечивающий Формирование токообразующей ЭДС Б,(фиг.2 ), содержит следующие элементы (Фиг.1 ): отвод а, - вентиль 1 - общая точка звезды аЬ с - нагрузка - общая точка звезды а,Ьс, При этом в идеальном случае, т.е. без учета возможного явления коммутации, остальные восемь вентилей не проводят ток, так как закрыты образующимся на них напряжением обрат 3 131 ной полярности (обратным напряжением ).Остальные импульсы Я, Формируются аналогично фиг. 1 и 2). В итоге обеспечивается девятикратная частота пульсации выходного напряжения (П=91, а ее уровень К - равным 6,167 в режиме ХХ, что соответственно в три и примерно в три раза лучше, чем в известном устройстве при одновременном примерном сохранении суммарного числа Ы витков вентиль 1 Оных обмоток.Дальнейшего существенного .улучшения показателей можно достичь, если преобразователь выполнить не в трансформаторном (Фиг,1), а в автотрансФорматорном исполнении или/и снабдить его хотя бы еще одной аналогичной структурой, которая может работать на автономную либо на ту же нагрузку при последовательном или параллельном соединении структур.В частности, если в этих двух параллельно или последовательно включенных структурах первые вентильные обмотки соединить в разнотипные звезды, то Фактически однотипными в целом структурами обеспечивается дополнительное удвоение частотной кратности пульсации, а также уменьшение ее уровня теоретически дополнительно в четыре раза,Формула изобретенияДевятилучевой преобразователь, содержащий девять вентилей и преобразовательный трансформатор с трехФаэными вторичными обмотками, соединенными в прямую и обратную трех- лучевые звезды, общие точки которых образуют выходные выводы, а свободные выводы обмоток первой звезды соединены согласно через шесть соединенных в кольцо вентилей с разноименными по фазе обмотками второй звезды, к общей точке которой подключены три остальных вентиля при одинаковом направлении включения всех вентилей относительно одного из выходных выводов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучпения качества преобразования энергии, обмотки прямой звезды снабжены в каждой Фазе отводом, который подключен к свободному выводу одного из трех остальных вентилей,обра 9198 4зуя основную преобразовательнуюструктуру.2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что все5вентили включены в обратном направлении.3. Преобразователь по пп,1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтопервая звезда выполнена прямой или10 обратной, а вторая - обратной илипрямой.4. Преобразователь по пп,1-3,о т л и ч а ю щ и й с я . тем, что,с целью увеличения частотной крат 15 ности пульсации, числа витков второйи первой звезды и витков от общейточки первой звезды до отвода установлены в каждой Фазе в соотношениия 1 п 40 : з 1 п 80:13/2.20 5. Преобразователь по пп.-4,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоодна из вторичных обмоток выполненав качестве первичной и снабжена вкаждой фазе отводом или дополнитель 25 ными витками, образующими входныевыводы.6. Преобразователь по пп.1-5,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что врассечку между общей точкой звезды30 и объединенными электродами указанных трех вентилей, а также в рассечку одних одноименных электродовшести вентилей кольца включены индуктивные элемейты, соответствующиеиз которых магнитно связаны или несвязаны между собой.7. Преобразователь по п.6,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что индуктивные элементы или/и трансформаторы40 или/и вентили выполнены управляемыми.8. Преобразователь по пп.1 -7,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоон дополнен по крайней мере еще од ной аналогичной преобразовательнойструктурой, выходные выводы которойвыполнены автономными относительновыходных выводов основной структурылибо соединены с ними параллельно 50 или последовательно.9. Преобразователь по п.8, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью дальнейшего увеличения частотной кратности пульсации, первая звез да в одной структуре выполнена прямой, а в другой - обратной при соответственно обратной и прямой вторыхзвездах.)1303 роиэводственно-полиграфическое предприяти 5/52 Тираж бб ИИПИ Государственного делам иэобретени 5, Москва, Ж, Р комитета СССРи открытийушская наб., д жгород, ул. 11 роектная,4