Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

( 9) (ц) 51) Н 02 М 7/12 Е ИЗОБРЕТЕНИ ОП ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ Бюл. У 8 ательскии ский и тиловой пол да "Элек хнолоупроводровыи др. Устрой- ряда аккумуляЭнергия", 1975 85.ам ж 9.(54)(57) РЕГУЛИ ТЕЛЪ ПЕРЕМЕННО ЯННОЕ, содержа форматор, выво ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Научно-исследовпроектно-конструкторгический институт сниковой техники Завопрямитель"(56) 1. Зорохович А.Ество для заряда и разторных батарей, М.,с. 76,УЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАНАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТО- й трехфазный транс- первичной обмотки которого формируют входные выводы,вторичная обмотка которого выполненас одним дополнительным выводом, ивыпрямительный мост, выводы переменного тока которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора через переключающий блок, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона регулирования и повышения энергоэкономических показателей преобразователя,переключающий блок выполнен в видедвух групп ключей, при этом вход каждой фазы вентильного моста связанс крайними выводами обмотки той жефазы, через ключи первой группы, акрайний и дополнительный выводы обмотки каждой фазы связаны с каждымвыводом обмотки смежной фазы черезключи второй группы.1 О Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и можетнайти применение в качестве вторичных источников с широким диапазономрегулирования выпрямленного напряжения, предназначенных для питания различных технологических установокэлектролиза, гальваники, электрохимической равномерной обработки металлов, заряда аккумуляторов и т.д.Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащие трехфазный трансформатор и вентильный мост с расширенным диапазоном регулирования выпрямленного напряжения путем подключения вентильного моста к выводам вторичной обмоткитрансформатора через трехполюсноепереключающее устройство. При этомпереключающее устройство может бытьувыполнено двух, трех П -позиционным,в зависимости от количества отпаеки свободных концов вторичной обмотки трансформатора, а вентильныймост может быть выполнен как на диодах, так и на тиристорах 1.При выполнении вентильного мостана диодах преобразователь обеспечивает только ступенчатое регулирование выпрямленного напряжения. При ЗОиспользовании тиристоров - фазоступенчатое. Ступенчатое вследствиепереключения отпаек вторичной обмотки трансформатора, и плавно в пределах каждой ступени за счет фазовогорегулирования угла включения тиристоров,Данные преобразователи обладаютширокими регулировочными возможностями при сохранении высоких техноло Огических показателей: коэффициентмощности, уровень пульсации выпрямленного напряжения (тока), установленная мощность сглаживающего фильтра, КПД и т.д. 45Недостатком данного преобразователя является повышенная конструктивная сложность исполнения нри необходимости получения большого количества ступеней регулирования за , 5 Осчет усложнения конструкции трансформатора и шинопровода преобразователя,. приводящих в конечном счетек увеличению их массогабаритных показателей. Поэтому практическое применение находят преобразователи максимум с двумя-тремя ступенями регулирования выпрямленного напряжения,что является не оптимальным вариантом.Наиболее близким к предложенному является регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, выводы первичной обмотки которого формируют входные выводы, вторичная обмотка которого выполнена с одним дополнительным выводом, и выпрямительный мост, выводы переменного тока которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора через переключающий блок 21.Трехфазный трансформатор обеспечивает согласование входного и выпрямленного напряжений, вентильный мост - выпрямление трехфазного вторичного напряжения в шестиимпульсное постоянное, переключающий блок - ступенчатое двухзонное регулирование выпрямленного напряжения вследствие переключения вентильного моста к различным выводам вторичной обмотки трансформатора.Недостатками известного преобразователя являются ограниченные регулировочные возможности и пониженные энерго-экономические показатели изза ограниченного количества ступеней .регулирования выпрямленного напряжения.Цель изобретения - расширение регулировочных возможностей преобразователя и повышение его энергоэкономических показателей путем увеличения количества ступеней регулирования выпрямленного напряжения без какого-либо усложнения конструкции трансформатора и самого преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор, выводы первичной обмотки которого формируют входные выводы, вторичная обмотка которого выполнена с одним дополнительным выводом, и выпрямительный мост, выводы переменного тока которого подключены к выво- дам вторичной обмотки трансформатора через переключающий блок, последнич выполнен в виде двух групп ключей, при этом вход каждой фазы вентильного моста связан с крайними выводами обмотки той же фазы через ключи первой группы, а крайний и дополнительный выводы обмотки каждой Фазы связаны с каждым выводом обмотки смежной фазы. через ключи второй группы,На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на Фиг, 20,3, ф)позиции переключения структурь 1 преобразователя,Выводы первичной обмотки трансформатора 1 образуют входные выводыпреобразователя. Его вторичная обмотка выполнена разомкнутой с одним промежуточным выводом и подключена выводами через переключающий блок 2 к выводам выпрямительного моста 3, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы преобразователя.Переключающий блок 2 выполненвосьмипозиционным и содержит двегруппы ключей, ключи первой группыкоторого подключены между входом моста 3 и с Фазными концами вторичнойобмотки трансформатора 1, а ключивторой группы между смежными по фазевыводами. При подаче на вход преобразователя сетевого напряжения, наего вторичных обмотках Формируетсявторичное напряжение Ор, величинакоторого определяется коэффициентомтрансформации трансформатора 1 и величиной питающего напряжения сети.Вследствие наличия отпаек и переключающего устройства на вход вентильного моста 3 подается восьмиступенчатое регулируемое напряжение, которое выпрямляется в постоянное шестиимпульсное,При выполнении выпрямительногомоста 3 на тиристорах последние могут обеспечивать плавное регулирование выпрямленного напряжения в пределах каждой ступени.Величина напряжения каждой извосьми ступеней регулирования выпрямленного напряжения определяется состоянием переключающего блока 2 и выбранным коэффициентом деления вторичной обмотки трансформатора 1 ее промежуточным выводом.50Максимальное выпрямленное напряжение соответствует соединению вторичной обмотки трансформатора 1 в звезду (фиг. 2 а, е, О 1 =2,340), В этой позиции три ключа переключающего блока 2 подключены между входом моста 3 и концами вторичной обмотки, начала которой с помощью трех других ключей соединены в общую нулевую точку.На фиг, 2три других ключа подключены между смежнымипо фазе началами и концами вторичной обмотки трансформатора 1, обеспечивая ее соединение в треугольник с выпрямленным напряжением 91 =1,17 О . На Фиг. 2, г вторичные обмотки трансформатора 1 соединены в неполные треугольники с продленными сторонами путем подключения трех ключей переключающего блока 2 между входом моста 3 и софазными началами или концами вторичной обмотки трансформатора 1, а три других ключа переключателя - между их промежуточными выводами концами или началами смежных по фазе обмоток. При этом величина выпрямленного в схемах (2 5, 2 ), напряжения за - висит от выбранного коэффициента делениявитков вторичной обмотки трансформатора промежуточным выводом и определяется по формулам:3-2 сО =1 17605 ес а"бьЗьь рО =117 созес ос 1 о 1+22-3На Фиг. 2,е вентильный мостподключен тремя ключами переключающего блока 2 к промежуточным выводамвто 1:чной обмотки трансформатора 1,три других ключа которого подключенымежду смежными по фазе началами иликонцами вторичных обмоток трансформатора, обеспечивая питание моста 3либо от левых, либо от правых секцийвторичных обмоток, соединенныхв звезду. Такие положения блока 2позволяют получить величину выпрямленных напряжений;-2 34 с О,О -- 2.34(1-1)О,На фиг. 2 Ф, ) мост подключентремя ключами блока 2 вторичной обмотки трансформатора 1, три другихключа которого подключены междууказанньпчи выводами и смежными поФазе началами или концами вторичныхобмоток трансформатора, Путем подключения выпрямленного моста либок левым, либо к правым секциям вторичной обмотки обеспечивается получение самых меньших по величине ступеней выпрямленного напряжения:1142878 К в г. д 1/3 2,34 1,17 1,453 1,2018 0,78 1,56 0,39 0,781/4 2,34 1, 17 1,5207 1, 1456 0,585 1,755 0,2925 0,8775 0,11. 174 О,иаЪ =1 17(1-")иг ".В таблице приведены относительные значения. всех восьми ступеней выпрямленного напряжения для двух зна" чений 1 .Из таблицы видно, что соответствующим подборомкоэффициента деления витков вторичной обмотки трансформатора 1 можно обеспечивать требуемую10 кратность регулирования всего диапазона выпрямленного напряжения ивеличины каждой из его ступеней напряжения.Таким образом, использование пред 15 ложенного преобразователя позволяет увеличить число ступеней регулирования выпрямленного напряжения в 4 раза без увеличения количества выводов вторичной обмотки трансформатора и ошиновки,преобразователя. Большее количество ступеней переключений увеличивает регулировочные возможности устройства повышает коэффиВ25 циент мощности преобразователя, снижает уровень пульсации выпрямленного напряжения, уменьшает установленную мощность сглаживающего фильтра преобразователя, увеличивает его К 1 Щ и существенно расширяет область применения фазоступенчатых преобразователейпеременного напряжения в постоянное.(с выполнением выпрямленного блокана тиристорах) . В качестве переключающего блока могут быть использованыобычные перемычки, наборы реле иликонтакторов, контролеры и т.д Широко применяется на практике, например, в гальванике, ЭХРО регулирование выпрямленного напряжения по заранее заданным циклограммам - ступенчатое изменение выпрямленного напряжения со стабилизацией выпрямленного напряжения или тока в пределах каждой ступени;Аналогично и в зарядных выпрямителях, предназначенных либо для ступенчатых режимов заряда либо для заряда нескольких типов аккумуляторных батарей, целесообразно применениемногоступенчатого регулирования выпрямленного напряжения со стабилизацией в пределах каждой ступени тока напряжения путем фазового регулирования угла включения тиристоров вентильного моста преобразователя.е