Преобразователь переменного напряжения в постоянное

заявк Государственный комнтет о делам кэвбретений Опублико аио 28.02 83 Бюллетень Рй 8 ликования описания 02,03.83(72) Автор изобретен А и-заде втащет т)суюффкий политехннческиингиэа Ильдрыма зе бай Заявитель ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ ржапгим шесть обмо й, их крайние точки (катодами) вентис фазами первых льной обмоток 11.,Изобретение относится к преобразова тельной технике и может быть использовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.Известен трехфазный выпрямитель, снабженный двумя дополнительными вторичными обмотками, соединенными в звезду так, что объединены противоположные концы обмоток по отношению к основным, а общие точки соединены с вы-. ходными выводами и шестью дополнительными вентилями, причем каждая фаза одной дополнительной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух дополнительных вентилей, через которые она соеди иена с разноименными фазами второй дополнительной вторичной обмотки. Кроме того, выпрямитель снабжен уравнительным дросселе т, содеток со средней точкосоединены с анодамилей, а средние точкиосновной и дополните Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звеэду, общие точки которых подключены к 5 выходным зажимам, и шесть вентилей,связывающих каждую фазу одной вторичной обмотки с двумя разноименными фазами другой, шесть дополнительных вентилей и уравнительный реактор, на магнитопроводе которого расположено шесть обмоток со средней точкой, соединеннойс концом соответствующей вторичной обмотки, каждая из которых выполнена сотводом, при атом концы обмоток уравнительного реактора, связанные с каждой фазой первой обмотки трансформаторачерез вентили, включенные в обратномнаправлении, соединены с отводами раз-,ноименных фаз второй обмотки трансформатора, а концы обмоток уравнительногореактора, связанных с каждой фазойвторой обмотки трансформатора черезвентили, включенные в прямом направле1001 375 4 10 выводам второй вторичной обмотки, а1;катоды вентилей первой группы и ано 20 2 30 35 40 45 Я 5 Бель изобретения - повышение коэффициента полезного действия путем увеличения нагрузочной способности вентилей по току,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе переменного напряжения и постоянное, содержащем трехфазный трансформатор со вторичнымиобмотками, соединенными в две звезды,имеющие в каждой фазе К выводов (где 3Вин, соединены с отводами разноименныхфаз первой обмотки трансформатора ( 2 1,Недостаток указанных выпрямителейнизкое использование по мощности обмоток уравнительного реактора, так какони содержат двенадцать обмоток, каждаяиэ которых обтекается током только одного из двенадцати вентилей.Наиболее близок к предлагаемомупреобразователь трехфазного переменного.напряжения в постоянное, содержащийтрехфазный трансформатор со вторичнымиобмотками, соединенными в две звезды,имеющие в каждой фазе М выводов (гдеК = 2, 3, 4, 5) и подключенные общимиточками к выходным выводам, 6 (Й -1)вентилей, образующих (М - 1) идентичныхзамкнуты.в . цепей со встречно-последовательным соединением вентилей, подключенных объединенными анодами К-й цепик К-м выводам первой вторичной обмотки (где К = 1,2,3М), и шестьвентилей, объединенных по три в первуюи вторую группы, подключенные анодамипервой и катодами второй к Й -м выводам соответственно первой и второйвторичных обмоток ( 33,Недостатком известного преобразователя является низкая нагрузочная способность вентилей по току,так как амплитуда тока вентиля равна амплитуде токанагрузки, а уменьшение гла проводимости вентиля равного - - эл.град.,1Тсвязанное с увеличением периодичностивыпрямления щ, не приводит при значительном увеличении т к существенному увеличению его нагрузочной способности по току.Использование в этой схеме многообмоточного уравнительного реактора поаналогии с 113 так, как это показанопри 8 =2 в 2, нерационально, потомучто требуется 6 М обмоток уравнительного реактора, каждая из которых обтекается током только одного из 6 И вентилей. Это ухудшает использование помощности обмоток реактора, т.е, увеличивает его габариты,Н =2, 3,4, 5.), 6 ( М - 1 ) вентилей,образующих (И) идентичных замкнутых цепей со встречно-последовательномсоединением вентилей, подключенныхобъединенными анодами К-й цепи с К-мвыводам первой вторичной обмотки (гдеК= 1,2, 3,.1 Ч -1), и шесть вентилей,объединенных по три в первую и вторуюгруппы, подключенные анодами первойи катодами второй - к Й -м выводамсоответственно первой и второй вторичных обмоток, объединенные катоды вентилей К-й цепи подключены к (й-К)-м ды вентилей второй группы - к обшейточке соответственно второй и первойвторичных обмоток, при этом в рассечкумежду каждой общей точкой одноименныхэлектродов вентилей и соответствующимвыводом вторичной фазной обмотки включена обмотка (ЗЙ - 1)-обмоточного уравнительного реактора, при этом величинанапряжения вторичной фазной обмотки между выводами К и (К), где К = 1,2,3,где К - порядковый номер вывода вторичной фазной обмотки;М - количество выводов (секций)вторичной фазной обмотки;ОО- среднее значение выпрямленногонапряжения,На чертеже приведена принципиальнаясхема преобразователя при М = 3 (18 пульсный выпрямитель),Преобразователь содержит вентили1 - 18 и трехфазный трансформатор 19с первичными фазными обмотками 2022, соединенными в треугольник н подключенными к фазным входным выводамА,В,С. Вторичные фазные обмотки 23 и24 соединены в две звезды с общимиточками концов, между которыми включена нагрузка 26, Выводы с, в а. обмотки 23 соединены с концами соответствующих обмоток 26 - 28 уравнительногореактора, начала которых псаключены кобъединенным анодам вентилей 13 и 17;7 и 1 1; 1 и 5 соответственно, черезкоторые связаны с выводами разноименных фаз обмотки 24 соответственно а 2 и"9 с 2 и ау в 2 и с 1, Выводы с 2, в 2 и о 2оомотки 23 соединены с началами соответствующих обмоток 29, 30 и 31 уравнительного реактора, концы которых подгде К - порядковый номер вывода вторичной обмотки;Н - количество выводов (секций)вторичнойфазной обмотки;Ц - среднее значение выпрямленного напряжения. 5 1001ключены к объединенным анодам вентилей14 и 16; .8 и 10; 2 и 4 соответственно,через которые связаны с выводами разноименных фвз обмотки 24 соответственнои сЗ обмотки 23 соединены с анодамивентилей 3, 9, и 15 соответственно, общая точка катодов которых подключена кконцу обмотки 32 уравнительного реактора, а начало обмотки 32 - к сбшей точке 1 цобмотки 24. Выводы а, в и с обмотки24 соединены с катодами вентилей 12,18 и 6 соответственно, обшая точка анодов которых подключена к концу обмотки33 уравнительного реактора, а началообмотки 33 - к обшей точке обмотки 23,Устройство работает следуюшим образом,При токе Зо нагрузки чуть меньшекритического значения тока Э к, необхоЛ;немого для вхождения уравнительного реактора в нормальный режим работы, вентили 1 - 18 проводят ток нагрузки каждый в течение 20 эл,град, с очередностьювключения, соответствующей их нумерацииЛПри Л Ъ 3, в результате взвимоиндукцииРсоответствующей пары обмоток 26 - ЗЗуравнительного реактора, угол проводимости каждого вентиля удваивается, т.е. становится равным 40 эл.град., в амплитуда 30тока вентиля снижается вдвое. В резуль-,тате действующее значение тока вентиляуменьшается в Г 2 раза, т.е. в-/2 разаувеличивается его нагруэочная способность по току, 35Допустим, что все вентили выполненыуправляемыми и в момент прохождениясинусоиды напряжения, приклвдываемогок вентилю 1, через свой максимум, ыавентили 1 и 2 подаются отпирвюшие импульсы, и через нагрузку начинает протекать ток, В обмотках 28 и 31 уравнительного реактора наводятся ЭДС, полярности которых взаимообрвтны относительно анода вентиля 1 или 2, а величина вследствие явления взвимоиндукцииравна полурвзности мгновенных значенийнапряжений, прикладываемых к вентилям1 р 2 которые отпираются и одновременно проводят ток нагрузки по цепи:секция обмотки 23 между нейтрвлью ивыводом а, далее разветвляется на дверавные части, одна из которых протекаетчерез обмотку 28, вентиль 1, секциюобмотки 24 между выводами в и в, аЯдругая - через секцию обмотки 23 междувыводами а 1 и в, обмотку 31, вентиль2 вывод в обмотки 24,затем вновьх1протекает по обшей цепи через секцию 375 4обмотки 24 между выводом в и ее ней 1трвлью и через нагрузку 25,Через 20 эл.грвд. подается отпирв 1 оший импульс на вентиль 3, ЭДС взвимоиндукции обмоток 31 и 32 выравниваетмгновенные значения напряжений, прикладываемых к вентилям 2 и 3, и аналогично предыдущему интервалу дискретности обеспечивает деление тока нагрузки пополам между открытыми вентилями2 и 3 в то время, как вентиль 1 запирается, Через каждые 20 эл.град процессы повторяются и вентили проводятток по два одновременно в следуюшейочередности: 1-2; 2-; 3-4; 4-5; -6;6-7; 7-8; 8-9; 9-10; 10-11; 11-12;12-13; 13-14; 14-15; 15-16: 16-1 :17-18; 18-1.Исполвзование в качестве вентилейобычных диодов ничего не меняет вприведенной очередности, так квк в каждом интервале дискретности ток нагрузки, проводит только одна пара вентилей,потенциалы анодов относительно катодовкоторых больше, чем у других вентилейи равны друг другу.Для получения 6 М-пульсного вйпрямления, необходимо, чтобы величина вторичной фвзной обмотки между выводама.К и (К), где К=1, 2, 3 М, быларавна: Ю 2и:о-и:иК,Кк к6 ,ц Согласно этой формуле соотношениечисел витков секций вторичных фазныхобмоток между выводами 0 и 1, 1 и 2,2 и 3 при М =3 (18-пудьсный въпрямь.тель) равно соотношению значений, принвУ(2,маамых фуккииеа Сок -- т,е,6 Нравно Сов 10 О; СОВ ЗОо;с 050 о. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить нвгрузочную способность вентилей по току с помощью уравнительного ревкгора, содержащего на(ЗМ+ 1) обмоток меньше, чем аналоги,т.е. повышает коэффициент полезного действия преобразователя, 7 100формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трекфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными в две звезды, имеющие в каждой фазе М выводов (где М2, 3, 4, 5,), 6 Ч - 1) вентилей, образующих ч -1) идентичных замкнутых цепей с встречно-последовательным 1 О соединением вентилей, подключенных объединенными анодами К-й цепи к К-м выводам первой вторичной обмотки ( где К=1,2, ЗМ), и шесть вентилей, объединенных по три в первую и вторую 1 группы, подключенные анодами первой и катодами второй к Н -м выводам соответственно первой и второй вторичных обмоток, о т л и ч а ю и и й с я тем, что, целью повышения коэффициента по лезного действия путам увеличения нагру зочной способности вентилей по току,. объединенные катоды вентилей К-й цепи подключены к (г 4 - К)-м выводам второй вторичной обмотки, а катоды вентилей И первой группы и аноды вентилей второй группы - к общей точке соответственно 1375 8второй и первой вторичных обмоток, при этом в рассечку между каждой обшей точкой одноименных электродов вентилей и соответствующим выводом вторичной фазной обмотки включена обмотка (ЗИ)-обмоточно о уравнительного реактора, при этом величина напряжения вторич, ной фазной обмотки между выводами К и К, где К 1,2,3 М, равна и 372 ), -1.О.О, =О -О 31 Г 6 Й ЬМгде К - порядковый номер вывода вторичной фазной обмотки; К - количество выводов ( секций) вторичной фазной обмотки; Ц - среднее значение выпрямленного О напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР