Преобразователь постоянного напряжения

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1695 ч) Н 02 М 3/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКР ЫТИ Я БРЕТЕ ДВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ ОПИСАНИЕ И 1(56) Розанов Ю.к. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с, 184.Известия АН Латвийской ССР, Серия физических и технических наук. 1988, М 5. с.109 - 1.1 3.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при построении мощных преобразователей постоянного напряжения, Цель изобретения - повышение надежности путем устранения коммутационных пе ренап ряжений на ключах ин вертора. Преобразователь постоянного напряжения содержит последовательно соединенные многофазный мостовой инвертор 1, многофазный трансформатор 2, обмотки которого соединены многоугольником, и мостовой выпрямитель 24, В пазы с секциями первичных и вторичных обмоток уложены дополнительные обмотки 21-23, соединенные в трехфазную систему, каждая фаза которой подключена к конденсатору 27-29. Введение емкостного контура возбуждения позволяет обеспечить перпендикулярность линии раздела токов и оси магнитного поля, что обуславливает снижение коммутационных перенапряжений, повышение надежности,3 ил,Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при построении мощных преобразователей постоянного напряжеЦель изобретения - повышение надежности путем устранения коммутационных перенапряжений на ключах инвертора,Нэ фиг. 1 представлена схема преобразователя постоянного напряжения; на фиг, 2 - соединение обмоток многофазноготрансформатора; на фиг. 3 - векторные диаграммы, поясняющие работу устройства.Преобразователь постоянного напряжения содержит многофазный (кратныйтрем) мостовой инвертор 1, выполненныйна полностью управляемых ключевых элементах, многофазный (например, девятифазный) трансформатор 2 с первичной 3-11,вторичной 12-20 и трехфазной дополнительной 21-23 обмотками и мостовой выпрямитель 24 на диодах 25,Дополнительные обмотки трансформатора укладываются в те же пазы 26, что и первичная и вторичная обмотки. Эти обмотки 21 -23 имеют значительно большее числовитков, чем первичная и вторичная обмотки, но выполнены из более тонкого провода.Фазы 21 - 23 дополнительной обмотки замкнуты на конденсаторы 27 - 29, емкость которых выбирается из условия равенствареактивных сопротивлений конденсатора ифазы дополнительной обмотки,Многофазный трансформатор может быть выполнен на базе-обычной заторможенной асинхронной машины с обмотками, уложенными в пазы ротора, на который напрессован шихтованный цилиндрический стэтор без обмоток и пазов. Однако конструкция многофаэного трансформатора может быть отличной от цилиндрической, например с прямоугольными шихтованными или витыми магнитопроводами. На фиг, 2 показана схема образования одной из фаз в девятифазных первичной 3 - 11 и вторичной 1 2-20 обмотках, например 3 и 12 и трехфазной 21-23 дополнительной обмотки в многофазном трансформаторе,Преобразователь постоянного напряжения работает следующим образом.Управляемые ключевые элементы мостового инвертора 1 по командам устройства управления, входящего в состав инвертора (на фиг. 1 устройство управления не показано), осуществляют поочередное подключение диагоналей многоугольника первичной обмотки к источнику постоянного напряжения. Например, в данный момент времени к "+" источника подключена вершина а (фиг, 1), а к "-" - вершины с и г 1 (в фазе 7 первичной5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 обмотки протекают коммутационные процессы). В следующий момент времени ключевые элементы подключают вершину Ь к "+" источника и отключают вершину б, т. е, теперь к "+" источника оказываются подключенными вершины а и Ь, а к "-" - вершина с (в коммутации теперь находится фаза 3), Линия магнитного потока поворачивается для изображенной девятифазной обмотки вслед повороту линии коммутации на 20 и т, д, В результате этих подключений обеспечивается равномерное вращение магнитного потока с необходимой угловой скоростью и, следовательно, наведение ЭДС в обмотках трансформатора, С такой же угловой скоростью вращается и линия естественной коммутации обмоток вторичной цепи, где с помощью неуправляемых ключевых элементов 25 мостового выпрямителя 24 осуществляется преобразование переменного напряжения в постоянное, При этом линия раздела токов в выпрямителе совпадает по направлению с линией максимума наведенной ЭДС в многоугольнике вторичной обмотки,При отсутс гвии контуров с конденсаторами линия коммутации, т. е. линия приложенного напряжения и линия раздела тока в первичной цепи совпадает (фиг, За), но линия направления магнитного потока остается на угол (90 - у). т, е, совпадает с направлением линии раздела тока холостого хода (Ь =-1 + 12 ), Поскольку поток ограничен условиями насыщения, то ограничена и величина наводимой им ЭДС Е, которая только значением Е 1 соз у определяет составляющую приложенного напряжения. Произведение напряжения О на ток 5, обуславливает потребляемую активную мощность преобразователя (здесь активными сопротивлениями и рассеянием первичной и вторичной обмоток для упрощения рассуждений пренебрегаем),При наличии емкостного контура возбуждения (фиг. Зб) его ток ( компенсирует потребление из сети тока Т. В этих условиях угол у= 0 и активная мощность преобразователя становятся максимально возможной,Помимо всего наличие емкостного контура возбуждения обуславливает прпендикулярность линии потребляемого тока Ъ и потока Ф . Отсюда коммутируемая фаза претерпевает наименьшее изменение потокосцепления и, следовательно, коммутация "спокойная", полупроводниковые ключевые элементы функционируют беэ перенапряжений в облегченных условиях, всплески и провалы токов и напряжений на входе и160) 163 г.2 выходе преобразователя снижаются, т е. введение емкостного контура возбуждения обеспечивает повышение надежности и улучшение качества электрической энергии,Формула изобретенияПреобразователь постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные многофазный, кратный трем мостовой инвертор, многофазный трансформатор с вращающимся магнитным по лем, обмотки которого соединены последовательно многоугольниками, причем вершины многоугольника первичнь:х обмоток подключены к соответствующим выходным выводам, многофазного мостово го инвертора, а вершины многоугольника вторичных обмоток - к входным выводам многофазного мостового выпрямителя, о т. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем устранения коммутационных перенапряжений на ключах инвертора, в пазь 1 с секциями первичных и вторичных обмоток многофазного транс. форматора уложены дополнительно введенные обмотки, соединенные последовательно и образующие трехфазную систему, каждая фаза которой подключена к введенному конденсатору, емкостное сопротивление которого на рабочей частоте равно реактивной составляющей сопротивления фазы дополнительно введенной обмотки.1695463 ф 1" 2 О едактор Ю, Середа Корректор М, Шароши; аз 4171 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113 О 35, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5