Вентильный трехфазный преобразователь

ОПИСАНЙЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06,1277 (21) 2550586/24-07с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет -Опубликовано 250580. Бюллетень ИЯ 19Дата опубликования описания 30. 05. 80 г Н 02 Р 13/16 Н 02 М 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ставропольский политехнический институт(54) ВЕНТИЛЪНЫЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,10 Изобретение относится к злектротехнике, а именно к преобразовательнойтехнике и может быть использовано дляполучения сигнала пропорциональноготоку нагрузки преобразователя,Известен трехфазный преобразователь, содержащий датчик тока, состоящий из шунтов и трансформаторов напряжения, число которых равно числувентильных плеч преобразователя имногофазный выпрямитель (11,Недостатком является относительно большая сложность. Кроме того, выходной сигнал датчика тока при использо вании ниэкоомных шунтов имеет .малую величину, что требует применения дополнительного усилителя. Увеличение сопротивления шунтов приводит к увеличению потерь мощности. 20Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является трехфазный вентильный преобразователь с тремя ветвями, содержащий датчик тока, вклю 25 чающий трансформатор переменного тока, первичная обмотка которого подключена к одной ветви преобразователя, а вторичная через выпрямитель - к выходной цепи 2), 30 Недостатки преобразователя - сложность и повышенные габариты датчика тока из-за вынужденного подмагничива-. ния сердечника. Цель изобретения - упрощение и сникение габаритов датчика тока.Цель достигается тем, что в венильном трехфаэном преобразователе с гремя ветвямисодержащем датчик тока, включающий трансформатор переменного тока, первичная обмотка которо-го подключена к одной ветви преобразователя, а вторичная через выпрямительк выходной цепи, укаэанный трансформатор тока снабжен дополнительной первичной обмоткой, которая подключена к двум другим ветвям преобрг(- зователя и встречно с первичной обмоткой. Кроме того, в преобразователе вы прямитель датчика тока выполнен по двухплечевой схеме с дополнительным резистором в средней точке и в одном плече, причем число витков первичных обмоток И и Н число витков вторичных обмоток Х и Х трансформатора тока, сопротивление средней точки йв, 736350и плеча Н, количество ветвей преобразонателя и и и , подключенных к обам Х/ и Х/ связаны соотношением,К // Я,ФаК // Р %где К - ; - К = -- коэффициентыЮ// МЖр/трансформации.В данном преобразователе выпрямительдатчика гока выполнен по мостовой схеме с дополнительным резистором В, н одном плече, причем число витков И и Х трансформатора тока, сопротивления плеч В 2 и Н выпрямителя и количество ветвей преобразователя и и и , подключенных к обмоткам Х и Х связаны соотношениемК п 2 аК // 11где К р - ; К =. , - коэффициенты трансформации; В = Ъ + ВЯа Фиг. 1 изображен вейтильный трехфазный преобразователь с датчиком токау на фиг. 2. - нентильный трехфазный преобразователь с двуплечевым выпрямителем датчика тока с дополнительным резистором И н одном плече выпрямителя; ка Фиг. 3 - нентильный трехфазный преобразователь с мостовым выпрямителем датчика тока и дополнительным резистором йд н одном плече моста.Датчик тока содержит первичные обмотки 1/ , вторичную обмотку состоящую из частей 3, 4, выпрямитель 5, б и нагрузочную цепь 7. Все ос/мотки датчика выполнены на одном общем сердечнике. Первичная обмотка 1 подклк 1 чена к эеятильной ветви иэ тиристора 8, причем начало обмотки подключено к тиристору, а первичная обмотка 2 - к двум ветвям нэ тиристорон 9 10 (конец обмотки подключен к тиристорам)Датчик тока работает следующим об - разом.При включекии тиристора 8 по гервнчной обмотке 1 проходит ток, который трансформируется во вторичную обмотку 3 (в обмотке 4 т/к отсутствует, так как заперт диод б). Величина тока н обмотке 3, если пренебречь намагничивающей силой, определяется на основании закона полного тока соотношением витков Х и Х обмоток 1 и 3,(1)2где ц и Л - токи первичной и нторич. ной обмоток. При включении тиристора 9 ток нагрузки преобразователя проходит по первичной обмотке 2. Аналогично соотношению (1) имеем(2)Я й,где Х и Х / - число витков обмоток2 и 4;и /3 - токи н этих обмотках.При включении тиристора 10 ток нагрузки преобразователя также проходитпо дбмотке 2, при этом также справедливо соотношение (2),Ток д определяется параметраминагрузки преобразователяи в обоихпервичных обмотках имеет одинаковыемгновенные значения, однако длительность прохождения тока н обмотке 2 вдва раза больше длительности тока вобмотке 1 из-за подключения к нейдвух ветвей из тиристоров 9 и 10.Если коэффициенты трансформации 15 К и К между обмотками 1, 3 и 2, 4ныбрать равны/я, то величина и форматока в нагруэочной цепи 7 датчика тока пропорциональна току нагрузки силового выпрямителя. Однако при этом 20 необходимо выполнить также условияравенства величины изменения индукциин положительный и отрицательный полупериоды, т. е. равенство нулю суммарного магнитного потока за период.Связь между напряжением (точнеенольтсекундной площадью), нитками,изменением индукции н сердечнике и егосечением отражает закон электромагнитной индукции н интегральной Форме0 = Х/://- = дВХЯ,где О - вольтсекундкая площадь;д В - изменение индукции;Б - сечение сердечника;Х - число нитков.Для обмоток 3, 4 (Фиг. 1) запишемсоответственноИ 26ьВ (3) и д Б: -- , - (4)М,5Коэффициент 2 н числителе соотношения (4) отражает подключение двухтиристорон к обмотке 2 (двойную нольтсекундную площадь), Иэ соотношений(3) и (4) следует, что для обеспечения равенства ьВ = д Б необходимо/иметь Х/ = 2 Хг/ то тогда Х = 2 Хтак как К=К (5) по условию.Итак, при выполнении условий 3, 4и 5 предлагаемый датчик тока дает сигнал на ныходе пропорциональный среднему значению тока нагрузки силовоговыпрямителя/ и одинаковый с ним поформе.В общем случае, когда коэффициен ты трансформации ке равны между собой, то учитывая, чтоОПЗ Г Ф//О=п 0 Р 1 где и и и - число вентилей, подключенных к обмоткам 1 и 2)ки В,/ - сопротивления плеч выпрямителя соответственно для обмоток 3 и 4получим иэ условия дВ = дВ (1), (2), (3) и (4) зависимость- ,: - -а Г.н к МгК и 11(б)1Иэ соотношения (б) могут быть синтезированы различные варианты схем датчика тока (фиг. 2, 3), Так, если И 2 = И и К=К, то схема датчика тока имеет вид, показанный на фиг. 2, причем или Н- 2 имеем, - Р 1 ип при и Формула изобретения 1. Вентильный трехфазный преобра. -зователь с тремя ветвями, содержащийдатчик тока, Включающий трансформаторпеременного тока, первичная обмоткакоторого подключена к одной ветвипреобразователя, а вторичная черезвыпрямитель - к выходной цепи, о т Соотношение (7) при К К также справедливо и для схемы фиг, 3.В связи с тем, что перемагничивание сердечника в трансформаторе тока осуществляется двухполярными импульса ми, в предлагаемом датчике значительно повышен коэффициент использования магнитопровода по индукции. За счет этого снижены габариты, масса и стоимо=ть трансформатора тока. Так, как в предлагаемом датчике тока число трансформаторов доведено до минимума (использован всего один трансформатор тока), то очевидно снижение габаритов, массы и стоимости датчика в целом. Кроме того, в предлагаемом датчике обеспечивается более высокая чувствительность и точность, особенно при использовании высококачественных пермалоевых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и снижения габаритов,указанный трансформатор тока снабжендополнительной первичной обмоткой,которая подключена к двум другим ветвям преобразователя и встречно с первичной обмоткой.2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что выпрямитель датчика тока выполнен по двухплечевой схеме с дополнительным резистором в средней точке и в одном плече, причем число. витков первичных(обмОтОк И( и И.чисо ВиткОВ Вторичных обмоток И и И трансформатора тока, сопротивления средней точки В и плеча В , количество ветвейпреобразователя и и п , подключенныхК обмоткам И и И, связаны соотношением:К ц гфг20К И ЯФгде: К : -; К = , коэффициентытрансформацйи, фй3, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что выпря"митель датчика тока выполнен по мостовой схеме с дополнительным резистором Щ в одном плече, причем числовитков И и И( трансформатора тока,сопротивления плеч В 2 и Н выпрямителя и количество ветвей йреобразователя и и и подключенных к обмоткамИ и И связаны соотношением35 кгде К : - -; К : - - коэффициентыФчО%г%д,трансформации; В = Вд +40Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 509958, кл. Н 02 М 1/00, 1974,2. Патент С(1)А Р 3803477,кл. Н 02 М 7/00, 1974,736350иг,/Ссставител 1 Е. Ждикович Техред И.Петко Корректор Г. Решетникдакаказ 2284ираж, 783одписнЦНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., дПП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,и