Высоковольтный полупроводниковый преобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 269312 Союз Советсних Социалистических Республикависимое от авт. свидетельства чо Кл. 21 д, 11/О 968 ( 1246802/24-7) Заявлено соединением заявки ЪЪ 1 ПК Н 01/ 1/06 Н 01/ 1/12 Н 011 1/16 ДК 621 314.632(088.8ритет Комитет по делам изобретений н открыт при Совете Министре СССРтубликовано 17,т/.1970, Бюллетень Ъ ата опубликования описания 23.1 Х.19 Авторыизобретен таровский, М, Л. Когель, Ю, Е. Ланэ и А. Н. Семочкин т аявитель СОКОВОЛЬТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬИзобретение относится к технике построения мощных малогабаритных высоковольтных выпрямителей, используемых в аппаратуре, где предъявляются гребованин малых пульсаций и высокой надежности при минимальных весах и габаритах.Известно, что мощные 3-фазные выпрямители, выполненные, например, по схеме Ларио,нова, обеспечивают лучшие габаритно-весовые характеристики по сравнению с однофазными, особенно при использовании полупроводниковых диодов в качестве вентилей. Известны также способы дальнейшего улучшения характеристик, состоящие в применении более сложных схем выпрямления, например, 12- фазного и т. д.В частности, 12-фазное выпрямление обеспечивается последовательным включением двух 3-фазных мостов, вторичные обмотки трансформатора которых соединены соответственно в звезду и в треугольник.Помимо уменьшения пульсаций, применение таких схем снижает искажение формы питающих напряжений в сети. Увеличение фазности приводит также к увеличению числа последовательно соединяемых выпрямителей, что является дополнительным преимуществом, гак как увеличение кратности выпрямлений является весьма желательным в смысле лучшего использования свойств изоляции. Однако практическая реализация сложныхсхем с увеличенной фазностью и кратностью выпрямления обычными мегодамн, при которых трансформатор и вентильные группы представляют собой законченные отдельные конструктивные элементы, крайне затруднена изза наличия большого количества высоковольтных монтажных проводов, понижающихнадежность выпрямителя и занимающих значи.10 тельный объем.Этот недостаток является особенно существенным для аппаратуры, работающей в условиях пониженного атмосферного давления, больших вибраций и жестких габаритных ог раниченнй н зачастую сводит на нет преимущества, даваемые увеличением фазности и кратности выпрямления.Например, у 12-фазного выпрямителя с четырьмя мостами число высоковольтных кабе лей достигает 24.Цель предлагаемого изобретения состоит всоздании простого матогабаритного, надежного, многофазного выпрямителя с высокой кратностью выпрямления.Поставленная цель достигается размещением вентильных полупроводниковых диодов радиально между вторичными обмотками трансформатора, а также оптимальным выбот числа мостов. Это обеспечивает практиче е отсутствие высоковольтного монтажа, высокую механическую и электрическую прочность при минимальных весах и габаритах, вследствие чего появляется возможность легко реализовать а аппаратуре многофазный выпрямитель.На фиг, 1 приведена схема указанного выпрямителя; на фиг. 2 - выпрямитель, продольный разрез; на фиг, 3 - то же, вид сверху.Вентильные полупроводниковые диоды 1 размещены радиально между соседними фазами трансформатора так, что образуют совместно с соответствующими группами вторичных обмоток 2 четыре эквипотенциальные секции 3, 4 и б и б. Общие точки схемыпринадлежащие всем трем фазам, соединяются в центре выпрямителя контактным стержнем 7, остальная коммутация производится по периферии выпрямителя.тепловой режим обеспечивается охлаждающей жидкостью (вода, антифриз и т. п.), которая циркулирует по первичным обмоткам 8, выполненным в виде трубок, охватывающих сердечники 9. Выпрямленное напряжение снимается через высоковольтный вывод 10,При подаче напряжения на первичные обмотки 8 в каждой из последовательно включенных секций 3, 4, б и б получается выпрямленное напряжение соответственно 8, 16, 24 н 32 кв (относительно земли).Число мостов выбрано таким образом, чтобы обеспечить разумные запасы по обратному напряжению на один диод, что позволяет отказаться от шунтирования полупроводниковых диодов выравнивающими емкостями или сопротивлениями. В то же время такое решение позволяет соответственно снизить переменные напряжения, чем облегчаются условия работы изоляции. Таким образом, при оптимальном выборе числа выпрямительных мостов уменьшается количество элементов, упрощается технология изготовления, повышается надежность, снижается вес изоляции. Кроме того, имеется возможность использовать частичное напряжение для питания вспомогательных цепей аппаратуры (Н 4 Оном/2 /ном /4 У). Соединение двух групп вторичных обмоток в звезду и двух групп - в треугольник позволяет значительно снизить пульсации 10 выпрямленного напряжения и тем самым существенно облегчить С-фильтр.В результате применения предлагаемоговыпрямителя реализуется многофазная схема выпрямления; благодаря чему существен но облегчается фильтровая часть выпрямителя; реализуется увеличенное число выпрями- тельных мостов - улучшается использование свойств изоляции, а также отпадает необходимость в применении выравнивающих элемен тов; объединяются геометрически эквипотенциальные поверхности - резко сокращается высоковольтный монтаж и снижаются требования к изоляции; образуется единвй вентильно-трансформаторный элемент - обеспе чивается высокая механическая и электрическая прочность; обеопечивается жидкостное охлаждение - дополнительно снижается ве первичных обмоток трансформатора.30Предмет изобретенияВысоковольтный полупроводниковый преобразователь, содержащий трехфазный трансформатор и полупроводниковые вентили, от,гсс чпюгчийся тем, что, с целью повышения надекности и упрощения монтажа, указанные полупроводниковые вентили размещены радиально между секциями вторичных обмоток трансформатора, образуя с этими секциями 40 ряд эквипотенциальных поверхностей.269312 Ф:гЗ Составитель Н, Нестеренко Техред Л. В. Куклина Корректор Н. А, Мигрохииа едактор Н. Белявска пография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2870/19 Тираж 480 ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., Поди иснои Совете Министров ССС4/5