Преобразователь переменного напряжения в постоянное

нц 492022 йафе Йвейских Соллалиетичееких Реенеблик61) Дополнительное к авт. свид-ву 7.01,73 (21) 1871789/24-7 51) М. Кл з Н 02 пт 7/О 22) Заявле с присоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР лв делам изобретенийл открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕИзвестен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий однофазные трансформаторы, одни концы первичных обмоток которых включены в вершину трехлучевой звезды, другие связаны с зажи мами источника питания, а вторичные обмотки соединены по схеме многолучевой звезды, концы которой подключены к вентилям,Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что каждый трансформа тор снабжен дополнительной первичной обмоткой, включенной последовательно с основной первичной обмоткой трансформатора другой фазы.При питании преобразователя от источника 15 трехфазного напряжения в каждую фазу звезды включены согласно первичные обмотки всех трансформаторов данной фазы и встречно дополнительные обмотки не более половины трансформаторов предыдущей и по следующих фаз.При питании преобразователя от источника двухфазного напряжения одна половина дополнительных обмоток включена встречно другой половине дополнительных обмоток. 25Отношение чисел витков первичной и дополнительной обмоток -го и У+ 1 - 1-го трансформаторов в фазе выбрано равным абсолютной величине отношения синуса угла 1+ М - 21 1 - Л - 21к синусу угла с, 302 тЛ 2 тФ где 1 - порядковый номер трансформатора в фазе, У - число трансформаторов, т - число фаз питающего напряжения, а 1( -(У 2При малом числе трансформаторов в фазе первичные цепи преобразователя подключены к клеммам источника питания через линейную индуктивность,Такое выполнение преобразователя позволяет улучшить его энергетические параметры, а именно снизить пульсации выходного напряжения, улучшить форму тока, потребляемого из сети, уменьшить суммарную типовую мощность.На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого преобразователя, питающегося от источника трехфазного напряжения при числе трансформаторов в каждой фазе, равном 2; на фиг, 2 - 4 графики, поясняющие работу преобразователя; на фиг. 5 - принципиальная схема преобразователя, питающегося от источника двухфазного напряжения; на фиг.6 - график, поясняющий работу преобразователя двухфазного напряжения.Преобразователь (см. фиг, 1) при числе трансформаторов %=2 на фазу питающего напряжения состоит из шести трансформаторов Тр, - Тр, и трех дросселей Др - Др Каждый трансформатор имеет две первичные обмотки: основную К и дополнительную %з, включенные в разные фазы, и одну вторич50 55 60 65 3ную обмотку Жз, включенную в цепь питаниядвухполупериодного выпрямителя, выполненного на диодах й, Все выпрямители подключены к одной нагрузке Р.Работа преобразователя поясняется диаграммами (см. фиг. 2 - 4) напряжений У -0 на первичных обмотках трансформаторовТр - Тр,. После подачи питающего напряжения по первичным обмоткам всех трансформаторов начинает протекать ток нагрузки,Так как обмотки одного и того же трансформатора включены в разные фазы, то сердечник каждого трансформатора оказываетсяпод действием результирующей намагничивающей силы, являющейся суммой намагничивающих сил, создаваемых основной и вспомогательной обмотками, Все результирующиенамагничивающие силы сдвинуты относительно друг друга на определенный фазовый угол.Величина этого угла определяется числомтрансформаторов преобразователя, а числотрансформаторов выбирается в зависимостиот заданной кратности частот переменной со"ставляющей выпрямленного и питающего напряжений. Величина угла сдвига фаз обеспечивается выбором отношения чисел витков впервичных обмотках трансформаторов. Этоотношение (основной к вспомогательной обмотке) выбирают равным абсолютной величи 1+ М - 2 Гне отношения синусов углов "г и2 тФ1 - Ф - 2 Г2 иМВ преобразователе на фиг. 1 отношение чисел витков (основной и вспомогательной обмоток) равно отношению синуса угла 45 ксинусу угла 15,Таким образом, в предлагаемом преобразователе благодаря последовательному включению первичных обмоток трансформаторовразных фаз в одну фазу происходит преобразование т-фазной системы в тУ-фазную систему намагничивающих сил и, соответственно, т-фазной системы напряжений в тУ-фазную систему.Напряжения У - У, на первичных обмотках трансформаторов, а следовательно, и навторичных имеют прямоугольную форму. Образование напряжений прямоугольной формыобеспечивается также последовательным соединением и включением в одну фазу первичных обмоток нескольких трансформаторов иналичием индуктивности в цепях питания первичных обмоток (в качестве индуктивностииспользуют индуктивность рассеяния трансформаторов или дополнительную линейнуюиндуктивность), При таком включении обмоток ток как в первичной, так и во вторичнойцепях трансформатора становится непрерывным, а по форме - близким к синусоиде. Непрерывность тока в обмотках приводит к одновременному открытию половины выпрямительных диодов, подключению к нагрузкевторичных обмоток одновременно всех трансформаторов и установлению на каждой полу 5 10 15 20 5 30 35 40 45 4обмотке Я 7 напряжения, равного напряжению на нагрузке. Это напряжение остается постоянным в течение полупериода питающего напряжения. В другую половину периода в аналогичном состоянии оказывается вторая половина полуобмотки К всех трансформаторов.В предлагаемом преобразователе частота основной гармоники пульсаций выходного напряжения оказывается в 2 У раз выше частоты питающего напряжения, а амплитуда основной гармоники пульсаций даже при отсутствии на выходе выпрямителя конденсатора меньше выпрямленного напряжения не менее,2чем в раз. При питании преобра(2 тУ)2 - 1зователя от источника двухфазного напряжения (см. фиг, 5) в каждую фазу звезды включают согласно основные обмотки всех У трансформаторов данной фазы и согласно с ними вспомогательные обмотки не более, чем половины первых трансформаторов, а встречно им вспомогательные обмотки не более, чем половины последних трансформаторов другой фазы. Выбор чисел витков в обмотках трансформаторов двухфазного преобразователя проводится по тем же формулам, что и при питании от источника трехфазного напряжения. Если преобразователь предназначен для создания нескольких (например, трех) гальванически развязанных, но имеющих одинаковую нагрузку выпрямителей, то он может быть собран по схеме, в которой каждая нагрузка подключается к одному двухполупериодному выпрямителю.При достаточно большом числе трансформаторов в каждой фазе появляется возможность исключения линейных индуктивностей, так как роль линейных индуктивностей начинает выполнять индуктивность рассеяния трансформатора. Однако при малом числе трансформаторов необходимо включить в каждую фазу линейную индуктивность, так как в противном случае исчезает прямоугольная форма напряжения на обмотках трансформатора. Формула изобретения 1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий однофазные трансформаторы, одни концы первичных обмоток которых включены в вершину трехлучевой звезды, другие связаны с зажимами источника питания, а вторичные обмотки соединены по схеме многолучевой звезды, концы которой подключены к вентилям, о т л и ч а ющ и й ся тем, что, с целью улучшения энергетических параметров, каждый трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, включенной последовательно с основной первичной обмоткой трансформатора другой фазы,2. Преобразователь по п, 1, о тл и ч а ющ и й с я тем, что при питании от источникатрехфазного напряжения в каждую фазу звезды включены согласно первичные обмотки всех трансформаторов данной фазы и встречно дополнительные обмотки не более половины трансформаторов предыдущей и последующих фаз,3. Преобразователь по и. 1, отличающ и й с я тем, что при питании от источника двухфазного напряжения одна половина дополнительных обмоток включена встречно другой половине дополнительных обмоток.4. Преобразователь по п. 1, отличающ и й с я тем, что отношение чисел витков первичной и дополнительной обмоток -го и У+1 - -го трансформаторов в фазе выбраны равным абсолютной величине отношения синуса угла к к синусу угла2 тУ1 - Ж - 212 щЮгде- порядковый номер трансформатора вфазе;ЛР - число трансформаторов;т - число фаз питающего напряжения,10 а 1(с (Ф2 5. Преобразователь по п. 1, отличающ и й с я тем, что при малом числе трансформаторов в фазе первичные цепи преобразова теля подключены и клеммам источника питания через линейную индуктивность,