Двухфазный преобразователь напряжения с десятикратной частотой пульсации

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССР М 1374377, кл. Н 02 М 7/162, 1986.Авторское свидетельство СССР, Ь 1554091, кл. Н 02 М 7/162, 1987.(54) ДВУХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ДЕСЯТИКРАТНОЙ ЧАСТОТОЙ ПУЛЬСАЦИИ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве средневольтного вторичного источника электропитания. Цель изобретения - упрощение при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульсации выходного напряжения,Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве вторичного источника электропитания (ВИП) средневольтного диапазона при сравнительно высоком качестве преобразования энергии за счет обеспечения некратной трем частотной кратности пульсаций выходного напряжения при наличии лишь двух из трех фаз источника переменных напряжений (ЭДС) с фазовым сдвигом 120 эл.град.Цель изобретения - упрощение при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульсаций выходного напряжения.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема двухфазного преобра 50 1713053 А 1 Устройство содержит пятиячейковый вентильный мост из десяти преобразовательных элементов, к выводам переменного тока которого присоединены пять выводов трех секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитного аппарата. Секции соединены так, что при установленных соотношениях их частей на подходящих к мосту линиях формируется пять фазосдвинутых диагональных ЭДС, топологически образующих в фазовой плоскости правильную пятиугольную звезду. Обеспечен также фазовый сдвиг огибающей выходного напряжения на 12 эл.грар, относительно ЭДС первой фазы, допустим простой алгоритм управления элементами моста в случае выполнения устройства управляемым, в частности стабилизированным по постоянному напряжению выпрямителя или при работе устройства в качестве инвертора, 3 ил. зователя напряжения с десятикратной часеаай тотой пульсации выходного напряжения, при реализации двухфазного источника С преобразуемых ЭДС с фазовым сдвигом 120 СЛ эл.град. на трех секциях двухфазной вен- . (фЭ тильной обмотки (ВО) электромагнитного аппарата /ЭМА/ (например, электрической )а машины, трансформатора и др.) при выполкмаеЪ нении пятиячейкового вентильного моста со всеми входящими в него десятью преобразовательными элементами (ПЭ); на фиг. 2 - то же, при изображении двухфазноГо источника ЭДС и соединений его секций в топо- .логическом виде, а вентильного моста - в блочном виде; на фиг. 3 - десятилепестковая диаграмма знакопостоянных импульсовоЯ / = 1 10/, иллюстрирующая в фазовой топологически образуя Ч-схему с углом 60плоскости форму огибающей выходного на- (аху 1, фиг. 2), а вторая секция Ь 2 у 2 второйпряженияОоифазовыесдвигиобраэующих фазы присоединена встречно своим отвоего импульсов в режиме холостого хода, или дом Ь к отводу а секции ах первой фазы.иначе, при идеализированных условиях ра Эта секция ах, первая и вторая секцииЬ 1 у 1 и Ь 2 уг, а также поделенные отводамиНа диаграмме приуказаны обозна- меньшие и большие их части могут бытьчения пары выводовары выводов секций ВО с наиболь- установлены в соотношениях ах: Ь 1 у 1: Ь 2 у 2:2:шим значением действующей в данный:аа: ах: Ь 1 Ь 1: Ь 1 у 1: Ь 2 Ь 2: Ь 2 у 2 =,098моментдиагональной ЭДС(ДЭДС), атакже 10;0,8581:1: 0,41947: 0,6787: 0,24: 0,618:приведены номера двух ПЭ, естественным .0,2903: 0,7097 относительно амплитуды 00,образом открытых в данном подинтервале что в обычно требующихся на практике дейза счет возникновения на них пря- ствующих значениях напряжения на этихЧмого напряжения при закрытых остальных секциях и их частях относительно о, соотПЭ, вследствие наличия на них, обратного 15 ветствует 0,7895; 0,6169: 0,7189: 0,3016:ряжения. Возможным явлением комму- .0,4879: 0,1726: 0,4443: 0,208,тации или перекрытия смежных контуров Устройство работает следующ обрим атокопрохождения (параллельной одновре- зом.менной работой их за счет падения напря- Из топологии соединения секций ВОжений на внутренних элементах) условно 20 ЭМА 15 (фиг. 2) видно, что несмотря на напренебрегаем. личие лишь двух фаз источника переменныхДля удобства, на фиг, 1 использованы ЭДСсфазовымсдвигом 120 эл.град.,междуследующиеданные:пь=2-числоисходных соответствующими их выводами формирупреобразуемых ЭДС; Ъь = 120 - фазовый ется пять диагональных ЭДС ДЭДС). Насдвиг между Д пЭДС первой и второй фаз ис фиг. 2 они показаны пунктирными линиями,точника или ВО ЭМА; Ч 2=3, Я а=З - число образующими правильнуЮ пятиугольнуюсекций ВО и суммарное число их витков или звезду. Следовательно, такие ДЭДС сдвинусуммарная амплитуда преобразуемых ЭДС ты по фазе на 72 эл.град, относительно другобеих фаз относительно амплитуды Оао на- друга.пряжения Оо нагрузки; Мд=5-число ДЭДС, 30 Так как мост 11 выпрямляет(в выпрямиформирующихся на попарных выводах пе- тельном режиме работы) или инвертирует(временного тока моста; В = 10 - суммарное инверторном) обе полуволны пяти переменчисло его ПЭ; Вп = 2 - число ПЭ, одновре- ных ДЭДС, то на выходе моста 11 и соответменно последовательно обтекаемых током ственно на нагрузке 14 (при работенагрузки в каждом из десяти контуров, цик устройства выпрямителем) образуется квалически сменяющихся в процессе подклю- зипостоянное напряжение Оосчастотойегочения к нагрузке в течение одного периода пульсации, в 10 раз больше частоты ЭДСпреобразуемых ЭДС; П = 1 пЛс = 10- частот- (П =, 10, фиг. 3),ная кратность пульсаций (переменной со- Причем амплитуды этих импульсов 3ставляющей или изменения огибающей) 40,одинаковы при вышеуказанных соотношеквазипостоянного напряжения Оо; Кп = ниях, Одинаковы и равны 36 эл.град, и дли=-ЛОоИо=5 - коэффициент пульсации по тельности этих импульсов и фазовый ихполному ее размаху относительно среднего сдвиг относительно друг друга, Специфичзначения Чо напряжения Оо в идеализиро- ным для устройства, относительно другихванных условиях, 45 схем с П = 10, является фазовый сдвигУстройство содержит ПЭ 1-10, образу- амплитуды условно первого импульса на 12ющие пятиячейковый вентильный мост 11, эл.град. по отношению к максимуму ЭДСвыводы 12 и 13 постоянного тока которого первой фазы, что создает дополнительнуюобразуют выходные выводы, к которым под- возможность последующего увеличения П иключается нагрузка 14, 50 снижения Кп путем соответствующего соеВентильная обмотка (ВО) электромаг- динения выходных выводов разных преобнитного аппарата (ЭМА) 15 с одной секцией разовательных структур с,П = 10. При этомах в первой, двумя секциями Ь 1 у 1, Ь 2 у 2 во в случае выполнения устройства управляевторойфазахприодномотводе(а Ь 1 Ьз)в мым алгоритм управления ПЭ 1-10 прост,каждой из них присоединена отводом Ь 1 и 55 что, как следует из той же фиг. 3, обусловлечетырьмя выводами а, Ь 2, у 1, у 2 к пяти выво- но достаточностью подачи сигналов управдам переменного тока моста 11. Причем ления от вводимой системы управленияпервые секции ах и Ь 1 у 1 обеих фаз соедине- лишь на один ПЭ из десяти в каждом контуны последовательно согласно между собой, ре токопрохождения в последовательностис первого по десятый ПЭ при принятой нафиг. 1 их нумерации естественного вступления в работу в течение периода преобразуемых ЭДС четно в катодной и нечетно в анодной их группах.формул а и зоб рете н ия Двухфазный преобразователь напряжения с десятикратной частотой пульсации, содержащий двухфазный источник переменных ЭДС с одной секцией в первой и двумя секциями во второй фазах, причем каждая секция снабжена отводом, первые секции разных фаз соединены последовательно согласно между собой, топологически образуя Н-схему с углом 60 О, а к отводу секции первой фазы присоединена встречно своим отводом вторая секция второй фазы, свободные выводы которой, а также свободные выводы секций Н-схемы подключены к четырем из пяти выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульса ций выходного напряжения, отвод первойсекции второй фазы подключен к пятому выводу переменного тока указанного моста, секция первой фазы и первая и вторая секции второй фазы выполнены в соотношени ях 1,0982: 0,8581:1, а отводы делят этисекции надве части, соответственно, в соотношениях 0,4195: 0,6787;.0,24; 0,618, 0,29; : 0,7096, причем меньшая часть каждой секции расположена в ее конце, а большая - в 15 начале, выводы меньшей части первой секции второй фазы и большей части секции первой фазы образуют объединенный вывод указанной Н-схемы при согласном соединении этой большей части с меньшей 20 частью второй секции второй фазы в точкесоединения их отводов,