Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Г.Аслан-з 71) заявитель 5 Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИВ ПОСТОЯННОЕИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис" пользовано в трехфазных выпрямителях с управлением на первичной стороне.Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, пер. вичная обмотка каждой фазы которого через первичные обмотки других Фаз и управляемые вентили связана с соответствующими фазными входными выводами, при этом вторичные Фаэнце обмотки соединены в звезду и подключены к входу трехфазного выпрямительного моста 1 1.Недостатком данного преобразователя является относительно невысокое использование неуправляемых вентилей по току угол проводимости вентиля равен 120 эл.град.).Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменно" го напряжения в постоянное, содержа щий трехфазный трансформатор, первичная обмотка каждой фазы которого через первичные обмотки других Фаз и встречно-параллельно включенные пары управляемых вентилей связана с соответствующими фазными входными выводами, при этом вторичные фазные обмотки соединены в треугольник и подключены к выводам переменного тока трехфазного мостового выпрямителя 2 3Достоинством преобразователя яв-, ляется то, что его схема является магнитно-уравновешенной, так как одна иэ обмоток трансформатора соединена в треугольникРабота преобразователя имеет следующие особенности. При номинальной нагрузке и полупроводниковых венти- . лях моста угол проводимости вентиля равен 180 эл.град., однако Форма его тока обладает резко выраженной несимметрией, которая характеризуется тем, что амплитуды крайних ступеней тока,410 993 5 1 О 15 40 45 50 55 каждая длительностью 60 эл.град.,не равны друг другу, т.е, не равныкаждая половине амплитуды среднейступени той же длительНости. Этоявление, ухудшающее использованиевентилей по току, объяснеятся преждевсего тем, цто попарно параллельнопроводящие ток вентили катодной илианодной группы имеют неидентицныевольт-амперные характеристики,При нагрузках, значительно меньшихноминальных, наблюдается предельныйслучай несимметрии, когда угол проводимости вентиля снижается до 120 эл,град., т,е, возможность попарно параллельной проводимости вентилей вгруппе исключается, Это сопровождается увеличением угла проводимостифазных обмоток трансформатора с240 до 360 эл.град,при одновременномизменении формы протекающего в нихтока, вследствие чего резко уменьшается действующее значение тока вобмотках и столь же резко растетнапряжение на выходе, т,е, внешняяхарактеристика выпрямителя приобретает излом.Участок внешней характеристикивыпрямителя, соответствующий дальнейшему снижению выпрямленного тока,при угле проводимости вентилей120 эл.град. имеет более крутой на;клон,чем при угле проводимости вентилей 180 эл.град., т,е. внешняяхарактеристика выпрямителя приобретает на этом участке еще один излом,Если выпрямительный мост собран,например, на ртутных вентилях, т.е,на вентилях, имеющих "дугу зажигания,то угол проводимости вентилей во всемдиапазоне изменения нагрузки равен120 эл.град., так как возможностьпопарно параллельной проводимостивентилей в группе практицески исключена. Поэтому внешняя характеристикавыпрямителя не имеет изломов, однакокрутизна ее наклона здесь больше,цемв случае полупроводниковых вентилейпри их угле проводимости 180 эл.град.Таким образом, основными недостат-.ками известного преобразователя являются относительно невысокое исполь.зование неуправляемых вентилей потоку и неудовлетворительная внешняяхарактеристика,Цель изобретения - повышение использования вентилей по току и улучшение внешней характеристики, цтовлечет за собой повышение КПД. 4Указанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор, начала первичных обмоток фаз которого подключены к входным выводам, а конец первичной обмотки каждой Фазы соединен с концами двух других фаз через соответствующие пары встречно-параллельно включенных тиристоров, вторичные обмотки соединены в треугольник и подключены к трехфазному мостовому выпрямителю, последовательно с каждой вторичной обмоткой вклюцена обмотка введенного трехобмотоцного уравнительного реактора.ОНа чертеже приведена принципиальная схема преобразователя.Преобразователь содержит трехфазный трансформатор 1 с первичнымифазными обмотками 2-4, подключенными началами к Фазным входным выводам А, В и С, а концами - квершинам треугольника, по схеме ко торого соединены встречно-параллельно включенные паРы тиристоров 5-10.Вторичные обмотки 11-13 трансформатора 1 соединены в треугольник, последовательно с каждой вторичной 50 обмоткой включена одна из трех обмоток 14-16 уравнительного реактора.Концы рторицных обмоток 11-13 подключены к входу трехфазного мостового выпрямителя, собранного на диодах 17-22, К выходу выпрямителяподключена нагрузка 23. Устройство работает следующим образом.Допустим, цто открыт тиристор 5от прикладываемого к нему линейногонапряжения сети Од р, которое, завычетом прямого падения напряженияна тиристоре 5, делится пополам между обмотками 2 и 3, Поэтому мгновенные значения напряжений, трансформированных на обмотки 11 и 12, такжеравны друг другу и, в случае идентичности вольт-амперных характеристикдиодов 17 и 21, должны проводить каждая половину тока нагрузки через дио-,ды соответственно 17, 20 и 21, 20.Однако вольт-амперные характеристикидиодов катодной (анодной) группы вобщем случае могут заметно отличаться друг от друга.Функция уравнительного реакторав этом случае сводится к тому, цтобыза счет возникающей ЭДС взаимоиндук5ции, при появлении тока, протекающегочерез один из диодов, например, 17,ввести положительную по знаку ЭДС вцепь другого диода той же группы,например 2 1. В рассматриваемом про- ймежутке времени эту функцию выполняютобмотки 14 и 15 уравнительного реактора, При этом ток нагрузки протекает через диод 20, далее разветвляетсяна две равные части, одна из которых 1 Опротекает через обмотки 11, 14 идиод 17, а другая - через обмотки15, 12 и диод 21, затем вновь протекает по общей цепи, содержащей нагрузку 23 и диод 20. 5Через 60 эл,град. отпирается тиристор 9, отпирается диод 22, зарирается преобладающим отрицательнымпотенциалом обмотки. 13 диод 21, обесточиваются обмотки 15, 12, 3, и тиристор 5 запирается, если его токудержания оказывается больше намагничивающего тока в обмотках 2 и 3.Если же протекающий через тиристор5 намагничивающий ток больше его то гзка удержания, то он запирается приперемене полярности прикладываемогок нему напряжения, однако на основныхпоказателях выпрямления это никак несказывается. Ток нагрузки протекаетпо общей цепи через диод 17 и нагрузку 23, далее разветвляется надве равные части, одна из которыхпротекает через диод 20 и обмотки11, 14, а другая - через диод 22и обмотки 16, 13. Как видно,в данноминтервале функция деления тока надве равные части между диодами 20и 22 выполняется другой парой обмоток уравнительного реактора, аименно 14 и 16.Очередность включения, тиристорови диодов следующая: 5- 17-20-21,9-17-22-20, 7-19-22-17, 6-19-18-22,10-21- 18-19, 8-21-20- 18.Схема включения уравнительногореактора устраняет возможность анор"мальной работы преобразователя влюбом режиме с любыми вентилями,обеспечивает полуцение симметрицнойформы тока вентиля, длительностью180 эл.град., амплитуда средней ступени которого вдвое больше амплитудыкрайней ступени при одинаковой их 10 6длительности в 60 эл.град. Это при- "водит к уменьшению действующего значения тока вентиля при одном и том жесреднем значении его тока, т.е, повышению использования вентиля по току,а также улучшению внешней характеристики выпрямителя.Возможным вариантом соединениятиристоров является также звезда,образованная совместно с первичнымифазными обмотками встречно-параллельно включенными парами тиристоров. Вцастном случае этого, соединения,когда указанные пары тиристоровобразуют вентильную звездочку,междуобщими точками их катодов и анодовдопустимо включение сглаживающегодросселя.Расчетная мощность уравнительногореактора не зависит от угла отпирания тиристоров, так как напряжениена его обмотках определяется не разностью мгновенных значений смежныхпо фазе выпрямляемых напряжений, аразбросом вольт-амперных.характерис.тик диодов моста,Формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащийтрехфазный трансформатор, началапервичных обмоток фаз которого подключены к входным выводам, а конец первичной обмотки каждой Фазысоединен с концами двух других фазчерез соответствующие пары встречнопараллельно включенных тиристоров,вторицные обмотки соединены в треугольник и подключены к трехфазномумостовому выпрямителю, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повы;шения КПД, последовательно с .каждойвторичной обмоткой включена обмоткавведенного трехобмотоцного уравнительного реактора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Рвторское свидетельство СССР й 168781, кл, Н 02 М 7/12, 1963. 2. Патент Японии Г 51-40251,кл, Н 02 М 7/155, 1976., Пил Подписно ака 4 Л илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 499/73 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобре 113035, Москва, Ж, о комитета СССРений и открытийРаушская наб., д