Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное

/12Ф ЕНИЯОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ихеев Н.Н; ого выпри ика", 19 СССР(54)(57) Т ТЕЛЬ ПЕРЕ ПОСТОЯНН равляемый ве катоцнаи то хоцные выво вательно сое ключенную па управлиемого ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт термофизики и элезики АН Эстонской ССР(56) 1, Анхимюк В, Л, и МКоэффициент мошности мостовмителО, "Изв. вузов. "ЭнергетЖ 6, с. 115, рис. 1.2. Авторское свицетельство913529, кл. Н 02 М 7/12 РЕХФАЗНЫИ ПРЕОБРАЗОВАМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ОЕсоцержаший основной упнтильный моск, аноцная и чки которого образуют выы, цепочку с двумя послецоциненными вентилями, поцраллельно выходу основного вентильного моста, цва до, полнительных управляемых вентильных моста, соециненных параллельно по входу с основным управляемым вентильным мостом, и односерцечниковый целитель тока с секционированной обмоткой, о т л и ч а ю щ н й с О тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повьюении нацежности, обмотка целителя тока имеет пять последовательно соециненных секций с четырьмя отвоцами, расположенными симметрично относительно крайних выводов, при этом срецнОО секция указанной обмотки через два внут ранних отвоца соединена с вентилями упомянутой цепочки, аноды и катоцы одного дополнительного управлиемого вентильного моста соединены с крайними вывоцами указанной обмотки, аноды и катоды цругого цополнительного управляемого вентильного моста соецинщы с остальными отвоцами указанной обмотки, причем вентили, подключенные к соседним выводам обмотки делители тока, включены встреч но друг другу.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания с регулируемым выпрямленным напряжением,гце требуется повышенное качество выхоаного и вхоцного токов,Известен трехфазный преобразовательпеременного напряжения в постоянное,соцержаший управляемый вентильный мости цепочку из двух послецовательно соепиненных вентилей, поцключенную параллельноуказанному мосту, причем средняя точкацепочки вентилей соединена с нулевойточкой питающей системы 1Наиболее близким техническим решением к прецлагаемому является трехфазныйпреобразователь переменного напряженияв постоянное, содержащий основной управляемый вентильный мост, аноцная икатоцная точки которого образуют выхоцные выводы преобразователя; цепочку издвух послеаовательно соециненных вентилей, подключенную параллельно основномууправляемому вентильному мосту, цвадополнительных управляемых вентильных 25моста, соединенные параллельно по входус основным управляемым вентильным мостом, и оцносерцечниковый делитель тока,обмотка которого расположена на одномсерцечнике и имеет цве последовательно- З 0согласно соединенные секции с отвоцомот точки соединения секций, причем этототвоц поцключен к точке соецинения вен-тилей указанной цепочки, начало обмоткисоединено с объединенными анодами и катодами одного аополнительного управляемого вентильного моста, а конец обмотки поцключен к обьециненным аноцам икатодам другого дополнительного управляемого вентильного моста 240Нецостатками прототипа являются овносительно большая масса и заниженнаянацежность работы. Оносительно большаямасса преобразователя объясняется тем,что оцносердечниковый аелитель тока рас-считай на трехкратную частоту напряже-.ния питания. Заниженная нацежность работы преобразователя обусловлена тем,что в схеме имеется возможность возникновения короткого замыкания цополнитель 50ных управляемых вентильных мостов прислучайном одновременном отпирании двухвентилей аноцной и катодной групп.Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение на 5цежности.Поставленная цель постигается тем,что в трехфаэном преобразователе переменного напряжения в постоянное, соцержвшем основной управляемый вентильный мост, анопная и катоцная точки которого образуют выходные выводы, цепочку с цвумя последовательно соединенными вентилями, подключенную параллельно выхоцу основного управляемого вентильного моста, цва дополнительных управляемых вентильных моста, соединенных параллельно по входу с основным упрайляемым вентильным мостом, и оцносерцечниховый целитель тока с секционированной обмоткой, послецняя имеет пять послецовательно соециненных секций с четырьмя отвоцами, расположенными симметрично относительно крайних вывоцов, при этом средняя секция указанной обмотки через цва внутренних отвода соединена с вентилями упомянутой цепочки, аноды и катоцы одного цополнительного управляемого вентильного моста соединены с крайними выводами указанной обмотки,.аноды и катоды другого дополнительного управляемого вентильного моста соецинены с остальными отводами указанной обмотки, причем вентили, под-. ключенные к соседним вывоцам обмотки целителя тока,. включены встречно друг другу.Указанное отличие обеспечивает то, что при кажцом переключении управляемых вентилей возможно изменять направление скорости магнитного потока, что позволяет многократно увеличить частоту потока индуктивного делителя тока по сравнению с частотой питания и в результате этого сушественно уменьшить массу инцуктивного целителя тока, а также исключить возможность возникновения короткого замыкания пополнительных управляемых вентильных мостов при случайном одновременном отпирании цвух вентилей аноцной и катоцной групп, так как между аноцной и катоцной точками дополнительных управляемых вентильных мостов постоянно подключены секции обмотки индуктивного делителя тока.На фиг. 1 изображена принципиальная схема трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг, 2 - временная диаграмма напряжений ь схеме и таблица очередности замыкания вентилей.Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит основной трехфазный мост с управляемыми вентилями 1-6, цва цополнительных трехфазных моста с управляемыми вентилями 7-12 и 13-18 соответственно, трехфаэные входы этих мостов соединены с зажимами 1921 питания, Аноцная точ1022 269 Ф 29-3 Ч 8 Э 029 3 Цав з ваемом,ин ние наг- ется наДВ 29- 2м оптимального кции ет ошения чил витков се1" 29-33 8 8 2 0,46 получим жения н овенного значения н агрузки45и= дде-"ЗЕсли линейные нявляются сииусоидалы 50 риваемом интервалежение нагрузки измесинусоиды.Для пма работыс бы напряжение негру Од ОЛ йи рассматое напря- отрезку ряже йми мгн яетсяо олучения 12 выпрямите ого режиходи:ло,чт ля не рмировалось нусоид, савинуТ ребуемые полуволны я дл зка 22 и катоаная точка 23 основногомоста 1-6 являются выхоаными зажимами и к ним присоединена нагрузка 24 и цепочка с авумя последовательно соединенными вентилями 25 и 26, Оаносераечни ковый делитель 27 тока имеет секционированную обмотку из пяти секций с четырьмя отиоаами 28-31; расположенными симметрично относительно крайних выводов 32 и 33 и средней точки 34 обмов- О ки, при. этом средняя секция обмотки через два внутренних отвода 29 и 30 соединена между вентилями 25 и 26 указанной цепочки.Трехфазный преобразователь перемен ного напряжения в постоянное работает следующим образом,В каждый момент времени во включен ном состоянии находятся только три вентиля, находящиеся и разных фазах и в20 разных трехфазных мостах. При этом, когда в основном вентильном мосте 1-6 включен вентиль катоаной группы, то в дополнительных вентильных мостах 7-12 и 13-18 иключенные вентили находятся25 и анодной группе и наоборот, В результате этого ток основного вентильного моста 1-6 равен.сумме токов цополнительных вентильных мостов 7-12 и 13- 18, Отношение токов определяется оъ- ЗО ношением чисел витков секций обмотки делителя тока. Так как точки в обмотке делителя тока являются переменными и накопления энергии в делителе тока не требуется, то его сердечник может быть 35 изготовлен без немагнитного зазора, что позволяет при анализе работы пренебрегать намагничиваюшим током. Со- ответственно суммарная намагничииаюшая сила всех секций раина нулю и токи 40 в секциях "(и, следовательно, в соотвечь. ствуюших дополнительных вентильных мостах) обратно пропорциональны числам витков секций.В целях исключения иэ тока литания высших гармоник ниже оаиннаацатой целесообразно выбрать число витков сек ций так, чтобы при числе витков одной полуобмотки 7/ц 4 =%4 зг =В, число витков между зажимами 34 и 29 (а т же между зажимами 34 и 30) равнялосьУЭ 4-29 фЭ 4- 30 0,268%, а между зажимами 34 и 28 (а также между зажимами 34 и 31) равнялось% щ, =В 4.=0,7326, Эти соотношения обе печивают устранение из спектра напражения нагрузки во всем диапазоне регулирования всех высших гармоник ниже двенадцатой и из спектра тока, потребляемого из сети, ниже оциннаццатой,Рассмотрим интервал работы, когда включены вентили 4,12 й.14. И этом случае отвод 28 обмотки делителя 27 тока соединен через вентиль 14 и зажим 20 с фазой В системы питания, отвод 33 обмотки делителя тока через вентиль 12 - с фазой С системы питания, а отвод 29 обмотки через анод 25, нагрузку 24, вентиль 4 и зажим 19- с фазой 1 системы питания. Соответственно при пренебрежении падениями напряжений на включенных вентилях напряжение на обмотке между отводами 28 и 33 обмотки целителя тока равно линейному напряжению питания Ц .Обозначая числа витков и напряжения обмотки между зажимами 28, 29 и 33 соответственно череэбщ . щ, фя %иЮ 2 Д и 0 иоЩ.З жем написатьф 28 29 = (28 29 Учитывая, что в рассматри рвале щ"6 С а напряж рузки 0 О 2= 2 д равня ряжению 2-И Аязиэ одинаковых отрезков с тых между собой на 30 ф: сдвинутые синусоидальны5 1022 формирования 12-пульсного выпрямленного напряжения можно получить выбором поцхоцящих комбинаций включенных вентилей. Например, при включенном состоянии вентилей 4,11 и 15 напряжение нап рузки Ц Н- 0,268 0 йс, причем эта новая синусоида отстает от синусоицы, соответствующей предыдущему интервал работы на 30, что и требовалось. Очередность замыкания вентилей 1-18, обесй печиваюшая, 12-пульсный режим работы схемы (фиг. 1), привецены в таб- ЛИНО (фига 2)а Изменение величины выпрямленного напряжения оауществляется сдвигом фазы замыкания заданных комбинаций вентилей,.а тем самым и фазы тока питания относительно фазы напряжения питания. При этом регулирование возможно как с О отстающим, так и с опережавшим током питания а 269 6Положительными свойствами предлагаемого трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное являютсясущественное уменьшение массы и повышение надежности. Такой преобразовательработает в 12-пульсном режиме без необходимости применения фазопреобразомтеля или специального вхоцйого трансформатора, а частота магнитного потока всердечнике делителя тока равна шестикратной частоте напряжения питания (впрототипе трехкратной), что существенноуменьшает его массогабаритные показатели,Кроме этого, в предлагаемой схемеисключается ввзможчость возникновениякороткого замыкания цополнительных управляемых вентильных мостов при случайном одновременном отпирании двухвентилей аноцной и катодной групп, таккак между аноциой и катодной точкамипостоянно поцключена обмотка инцуктивНОГО делителя тока,рА. Мо ЕЬ 303 Фидиад ПП ЭТЮКТ 4062/47 ВНИИПИ Госу по дедам из 5, Москва, оставитедь Е, Мепьнкковаехреа Ж, Кастедевич Хор Тираж 683 ПОЦПИСНОВрственного комитета СССРДВтюний и От% Дытий