Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Союз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 936291(5)М. Кл. Н 02 И 7/06 6 Ьеударствекый кеавтет СССР ав аелан изебретеикй к открытка(5 Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ8 ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к преобразовательной технике и может найтипрактическое применение в качестве низковольтных источников постоянного тока малой и средней мощности.5 Известны схемы низковольтных преобразователей трехфазного переменного напряжения в постоянное, выполненные на базе трехфазного трех"о обмоточного трансформатора с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезды, и шести вентилей, связывающих вторичные обмотки между собой или с выходными зажимами преобразоватей ля Разнообразие. их связей и является основной отличительной чертой известных низковольтных преобразователей: "шестифазная звезда", двойная звезда с уравнительным реактором, кольцевая схема Горлова и т,д. Высокий коэффициент полезного действия при пониженных напряжениях они обеспечивают за счет однократного пропускания выпрямленного тока через вентили 1 .Недостатком известных схем низковольтных преобразователей переменного напряжения в постоянное является большая установленная мощность оборудования и повышенная сложность исполнения.Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное,содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, одни фазные концы и начала которых подключены через вентили к одному иэ выходных выводов 2. Недостатком данного преобразователя является повышенная установлен,. ная мощность оборудования при соединении первичной обмотки трансформатора в треугольник и его практическая неработоспособность при соединении первичной обмотки трансформатора в звезду.Цель изобретения - упрощение иснижение установленной мощности оборудования преобразователя,Укаэанная цель достигается тем,что в преобразователе переменногонапряжения в постоянное, содержащемтрехфазный трансформатор с двумявторичными обмотками, одни фазныеконцы и начала которых подключенычерез вентили к.одному из выходных . 1 фвыводов, другие фазные начала и концы вторичных обмоток трансформатора подключены ко второму выходномувыводу, а сами вторичные обмоткисоединены между собой соответственно в прямой и обратный треугольники,На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 -диаграммы напряжения и токов, характеризуацие его работу,29Преобразователь содержит трансформатор 1 с обмотками 2 - 4, вентили5 - 10 и работает на нагрузку 11.Концы первичной обмотки 2 трехфазного трансформатора 1, соединенные, например, в звезды, образуютвходные зажимы преобразователя. Концыи начала вторичных обмоток 3 и 4( соответственно) подключены через39вентили 5 - 10 к одному из выходныхзажимов преобразователя, другой выходной зажим которого подключен непосредственно к фазным началу и концуФаза А например) указанных вторичных обмоток, соединенных между собойв прямой и обратный треугольники. Нагрузка 11 подключена к выходным зажимам преобразователя (фиг. 1).Считают нагрузку 11 активно-индуктивной, с индуктивностью близкой кбесконечной (1. -со) 1 и рассматри"Ивают работу преобразователя вначалебез диодов 9 и 10,Прй подаче на вход преобразователясетевого напряжения, на его вторичных обмотках формируются две системы трехфазных линейных напряжений(фиг. 2 а).Вентили 5 - 8 работают поочередно.в порядке их нумерации со сдвигом Юпо Фазе в 90 эл.град. и с длительностью их проводящего состояния,также в течение 90 эл. град обеспечивая выпрямление соответствующихлинейных напряжений Ч 83, ЧА,ЧАщ, ЧАС,1, с естественной коммутациейвентилей за счет указанных напряжений. При этом на выходе преобраэователя формируется четырехимпульс-, ное выпрямленное напряжение Чр = = 1,32 Ч , а через нагрузку 11 про" текает полный выпрямленный ток ,1 д (фиг. 2 б, в .Пусть в момент времени й наи" большее мгновенное значение напряжения соответствует фазе АЗ (ЧдВ).В работу включается вентиль 5.Ток 1 распределяется по фазе ЛЗ (2/3 1 ) и шунтирующим ее последовательно между собой соединенным фазам ВЗ и СЗ (1/3 1 д ).Через интервал времени с Ф С = = 90 эл,град., происходит выравнивание линейных напряжений ЧАВ ЧАС 3 ( фиг, 2 б), Происходит коммутация тока 1 с вентиля 5 на вентиль 6. Тюк 1 распределяется по цазе СЗ (2/Зц) и шунтирующим ее фазам АЗ, ВЗ(1/31)В момент времени С происходит соответствующая коммутация выпрямленного тока 1 с вентиля б на вентиль 7 и вступает в работу обмотка 4. По фазе А 4 протекает ток 2/3), а через шунтирующие ее последовательно соединенные Фазы В 4 и С 4- ток 1/3 1. В момент времени й происходит очередная коммутация тока 1 с вентиля 7 на вентиль 8, после чего цикл работы преобразователя повторяется.На фиг. 2 г, д, е приведены Формы токов в фазах А, В, С вторичных обмоток 3 и 4 трансформатора 1.Каждая фаза проводит ток в течение 180 эл,град. форма тока в фазах В и С представляет собой двухступенчатый прямоугольный импульс с,величиной ступеней в 2/3 1 и 1/3 1 1. Форма тока в фазе В - одноступенчатый прямоугольный импульс с величиной ступеней в 2/3 1и 1/31 д .Форма тока в Фазе В - одноступенчатый прямоугольный импульс с величиной тока в 1/3 1Поскольку обмотки 3 и 4 соединены в прямой и обратный треугольники, суммарный магнитный поток на каждом иэ сердечников скомпенсирован и определяется суммой магнитный потоков, создаваемых каждой иэ вторичных обмоток 3 и 4 (фиг. 2 г, д, е).Поскольку величина выпрямленного напряжения на выходе преобразователя (Ч = Ч, = 1,32 Ч)незначительно1отличается от выпрямленного напряжения,в известных схемах типа "шести20 5фазная звезда" (Ч = 1,35, Ч 4) соот/ветственно незначительно увеличивается и величина пульсации переменнойсоставляющей в выходном напряжениипреобразователя по сравнению с известной схемой,Установленная мощность оборудования (и трансформаторного и вентильного)оказывается пониженной на10 " 20. 0За счет увеличения длительноститокопроводящего состояния вторичныхобмоток трансформатора с 60 эл.град,действующее значение протекающегочерез них тока сниженосоответственно до: 1 6ненужными ( поэтому на Фиг. 1 они обозначены пунктиром ) и необходимое минимальное число вентилей снижается до четырех.Естественно, что такое значительное улучшение характеристик пре" образователя не может возникнуть из ницего, появляется несимметричная - заниженная загрузка одной из фаз преобразователя 1 в данном случае - Фазы В), Поэтому применение предлагаемого преобразователя целесообразно для малоответственных потребителей постоянного тока малой или средней мощности, либо при наличии мощной питающей сети, где исключается возможность перекоса Фаэ.Возможны различные модификации предлагаемой схемы преобразователя, Соответственно снижается и типовая мощность трансформатора 5 =4 (5+ 5+ 5) = 1,235 Р, что иа к 20 меньше типовой. мощности траНс форматора в схеме преобразователя треугольник -"шестифазная звезда".За счет увеличения проводящего состояния вентилей с 60 до 90 эл.град. в 1,5 уменьшается действующее значе- З 0 ние протекающего через них тока, С учетом коммутационных потерь коэффициент использования вентилей по току повышается на 10 - 203.Вентили 9 и 10 фиг. 1 ) шунтируют нагрузку в обратном направлении и играют роль нулевых вентилей, применяющих во всех преобразователях постоянного тока для шунтирования активной-индуктивной ( например двигательной 1 нагрузки, с целью повышения коэффициента мощности преобразователя. Следовательно в случае от" сутствия необходимости в нулевом вентиле, вентили 9 и 10 становятся формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащийтрехфазный трансформатор с двумявторичными обмотками, одни Фазныеконцы и начала которых подключенцчерез вентили к одному из выходныхвыводов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения и снижения установленной мощности, другиеФазные начала и концы вторичныхобмоток трансформатора подключены квторому выходному выводу, а самивторичные обмотки соединены между со"бой соответственно в прямой и обратный треугольники.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 Г 262 Ц, кл. Н 02 И 7/12, 1965.2. Раэмадзе ш.й. Преобразовательные схемы и системы, И.,"Энергия",1967, с, 13.,2 Составитель Ю,Мерзляковактор И,Митровка Техред К.Мыцьо Корректор А.ДзятФ аказ 42 но филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,а" 01/69 Тираж 721 ПоНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб д.