Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов качестве управляемого (стабилизированного) или неуправляемого вторичного источника электропитания преимущественно при повышенных токах и различных напряжениях нагрузки, а такжев тех практических случаях, когдатребуется иметь сравнительно небольшое значение третьей и кратных ейгармоник в токах сетевых и вентильныхобмоток силовых трансформаторов,электрических машин и других электромагнитных аппаратов с трехфазнымипеременными ЭДС.Цель изобретения - расширение области применения,На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема преобразователя, на фиг. 2 - векторная диаграмма ЭДС вентильных обмоток или,что то же, адекватная ей мнемоническая структура их соединения (сплошные линии), а также формируемые между свободными выводами обмоток диагональные ЭДС (ДЭДС) Я ( 1 = 1,3)пунктирные линии, нафиг. 3 - в фазовой плоскости векторы Я (р = 1,6)выходного напряжения Б и его огибающая, показанная точками; на фиг. 4и 5 - линейные диаграммы мгновенныхзначений тех же Б, Б, Б в видефункций безразмерного времени Я=и с (Ы - частота преобразуемых ЭДС)для случая неуправляемого режима,на фиг. 6 - вентильно-топологические структуры всех шести контуровпрохождения тока нагрузки, циклически сменяющихся во времени за периодЭДС, как и фиг. 2-4, иллюстрирующиепринцип действия преобразователя. Преобразователь содержит преобразовательные элементы, например вентили 1-12, образующие шестиячейковыйвентильный мост 13, который посредством шести линий (Л) 14 (Л = 6) подключен своими выводами переменноготока к вентильным обмоткам 15 одноготрехфазного (например, на пространственном магнитопроводе 16) или треходнофаэных, в том числе магнитоуправляемых, трансформаторов 17. Егосетевые обмотки могут быть соединены,например, в треугольник, а выводыпостоянного тока моста 13 образуютвыходные выводы 18 и 19, к которымподключена нагрузка 20,5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 При этом каждая фазная обмотка 15разделена на две секции а, а ; Ь,Ьс, с , Одними выводами р, ш, К, атакже точками к, С, п соответствующие пары этих секций соединены вправильный замкнутый шестиугольник1 сСшпрг (фиг. 1 и 2). Другие выводыа, а, Ь, Ь , с, с подключены ксоответствующим ячейкам шестиячейкового вентильного моста.Устройство работает следующимобразом,На трехфаэных обмотках образуютсятри переменные ЭДС, симметрично сдвинутые по фазе на 120 эл, град., чтопри указанном соединении обмоток 15обеспечивает получение трех ДЭДСЯд(аЬ , Ьс , са, фиг, 2) и, соответственно, шести токообразующих ЭДСБ , равных по амплитуде с 84,ц,при1,6, После выпрямления посредством моста 13 эти ЭДС формируют выходное напряжение О с шестикратной частотой пульсации (П = 6, фиг, 3-5).При этом в каждом.ш -м контуретокопрохождения (фиг. 5, р = 1,6),циклически сменяющемся во времениза период ЭДС, в работе участвуютвсе шесть секций обмоток, соединенных в шестиугольник.По сравнению с известным преобразователем, формирующим выходное напряжение с амплитудой Ц не превышающей напряжение между вершинамишестиугольника, амплитуда Б напряОожения на выводах 18 и 19 предлагае -мого устройства, равная амплитудеДЭДС, больше Б (фиг. 2 и 6),Этим обеспечивается более широкаяобласть применения устройства, чтоиллюстрируют его схемные реализации,получаемые, путем вариации отношениячисла Мд дополнительных витков обмоток к числу 1 ъ витков ее равных сексОций: И . 14, = зп д:зхп(60 -)=(О, ГЗ/2):( ГЗ/2,0). При измененииуглав пределах 0 й ц с 60 можнополучить любые изменения указанныхнапряжений: Бд .Б= ГЗ/2 з 1 п(60-Ч) =Г 1 -)" Причем, несмотря на такие широкие возможности, суммарное число раздельных частей вентильных обмоток сохранено в предлагаемом устройстве, а перераспределение тока нагрузки по различным частям витков осуществлено путем изменения присоединений одних иэ выводов частей обмоток к отводамсоответствующих разноименных по фазе ,частей (в частности, к средним ихточкам);против присоединения к выводам этих частей в известном устройстве, 5Шестиячейковый вентильный мост 13 может быть заменен на два 3-ячейковых или три 2-ячейковых моста, что позволяет при необходимости соединить их между собой через магнитно связанные 10 или несвязанные между собой индуктивности, т.е. через уравнительный реактор или фильтровые дроссели, и озна" чает, что и в данном смысле предлагаемое устройство не имеет принципиаль ных ограничений.Дальнейшего улучшения свойств и расширения области применения можно достичь, если снабдить источник по крайней мере еще одним вентильным 20 преобразователем, обеспечивающим синфазные либо сдвинутые по фазе огибающие выходных напряжений.1При этом выходные выводы преобра 25 зователей могут быть использованы для автономных нагрузок либо соединены между собой последовательно разнополярными (в высоковольтных источниках) или параллельно однополярными (при сильноточной нагрузке) выво 30 дами, Причем при последовательном (ступенчатом) включении каждый преобразователь или их определенная совокупность могут быть дополнительно зашунтированы конденсатором или 35 связаны через более сложный фильтр, подключены на общую или автономные нагрузки либо связаны разнополярными выводами через отдельные части нагрузки, обтекаемые последовательно40 общим током, а при параллельном включении соединены непоср"дственно или и через соответствующие индуктивности на общую или/и автономные нагрузки, имеющие либо не имеющие общие потенциальные точки.Во всех реализациях преобразователя в качестве преобразовательных элементов могут быть установлены любые .приборы, как электронные, так и полупроводн:ковые, неуправляемые или/и управляемые, одно- или двухпозиционные, в том числе с малым падением прямого напряжения, например МДП Транзисторы, приборы на эффекте Шоттки и пр. Это дополнительно обеспечивает экономичность.;и надежность преобразователя, расширяет область его применения в сторону диапазона низких напряжений.Формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный электромагнитный аппарат с первичной и вторичной обмотками, при этом три разноименные по фазе вторичные обмотки, поделенные каждая на две секции, соединены в замкнутый шестиугольник, шестиячейковый вентильный мост, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, каждая секция дополнена витками., которые образуют продолжение секций в каждой из трех чередующихся через одну вершин шестиугольника и своими свободными выводами подключены к выводам переменного тока вентильного моста.=са Составитель Е Техред, А. Кран ьникова Корректор Е.Сирохм едактор А.Козори каз 7822/ 6 Тираж 683НИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт13035, Москва, Ж, Раушская Подписн наб., д. 4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна