Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОГОЭ СОЕГ ТСКИХСО 1 ИАЛИС 1 ИЧЕСКИХГГС 11 УБЛИКТЕН К АВ вюввм ГОСУДЛРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ11 ГтИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(22) 28.06,90 (46) 30,11.92, Бюл. й." 41 (71) Научно-производственное объединение силовой электроники (72) В.Н.Филатов (56) Авторское свидетельство СССР М 449426, кл. Н 02 М 7/12, 1974.Авторское свидетельство СССР М 408437, кл, Н 02 М 7/12, 1973.Авторское свидетельство СССР Ф 223229, кл. Н 02 М 7/06, 1968, (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование: изобретение может быть использовано в качестве низковольтного вторичного источника питания с улучшенными энергетическими характеристиками и расширенной областью применения. Сущность изобретения: устройство выполнено на основе трансформаЯ р БЦ., 1778897 А 1 тора с трехстержневым магнитопроводом 2, на двух из стержней которого размещены две первичные обмотки 3, соединенные в открытый треугольник, и две пары идентичных вторичных обмоток 4, 5, подключенных смежными по фазе парами к вьходным выводам свободными началами и концами через вентили 6-9, а общими точками их соединения - через две дополнительные (вольтодобавочные) вторичные обмотки с относитвлвнмм кислом витков т 1 - 73/2, размещенные на безобмоточном стержне с дополнительной первичной обмоткой, соединенной с основными в открытый треугольник. Устройство обеспечивает симметричный четырехимпульсный режим выпрямления, повышеннь 1 й уровень выходного напряжения и мощности, улучшенные энергетические показатели. 3 ил,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Иэобрегение относится к силовои прегбраэоваельнпй технике и может найти практическое приглене 1 гие в качестве низковольтных вторичных исгочников г 1 остоянного напряженияИзвестны маловентильные многофазные преобразователи переменного напрякения в пост оя нное, в частности четырехвалентные преобразователи трехфазного переменного напрякения в четырехпульсное постоянное на основе различных модификаций схемы Скотта и содержащие два однофазных трансформатора, подключенных сетевыми обмотками под два линейных напряжения трехфазной питающей сети, вторичные обмотки которых подключены к выходным зажимам преобразователя средними выводами непосредственно, а концами и началами через вентили, При этом магнитопроводы трансформаторог могут быть различными или совглещенными,Прототипом изобретения является преобразователь переменного напрякения в постоянное, выполненный по четырехпульсной схеме выпрямления и содержащий трансформатор с трехстержневым мггнитопроводом с размещением на двух его крайних стержнях первичными обмотками, соединенными в открытый треугольник и двумя парами вторичных обмоток, подключенных смежными по фазе парами к выходным зажимам преобразователя общими точками их соединения непосредственно, а свободными началами и концами - через четыре вентиля. Такой преобразователь обеспечивает четырехимпульснь 1 й режим выпрямления и имеет малое количество вентилей,Недостатками его являются высокий уровень пульсаций из-за несимметричности проводимости вентилей и, соответственно, плохое использование силового оборудования по установленной мощности, ограниченная область применения.Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик и расширение области применения.Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащим трансформатор с трехстержневым мэгнитопроводом, на каждом из крайних стержней которого размещены одна первичная и две с одинаковым числом витков вторичные обмотки, а также четыре вентиля, одни одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, образующую один из выходных выводов для подключения нагрузки, а свободные выводы силовых электродов вентилей соединены со свободными выводами соответствующих вторичных обмоток. причегл один из выводов каждой первичнои обмотки соединен с одним из трех входных выводов для подключения трехфазной питающеи сети, на свободном стержне указанного магнитопровода расположены дополнительно введенные одна первичная обмотка, одним из выводов соединенная со свободным входным выводом. и две вторичные обмотки, причем все первичные обмотки соединены в замкнутый треугольник, одна дополнительная вторичная обмотка с одной парой основных вторичных обмоток соединена в прямую зьезду, другая дополнительная вторичная обмотка с другой парой основных вторичных обмоток соединена в обратную звезду, свободные выводы дополнительных обмоток объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, а число витков каждой дополнительной вторичной обмотки относится к числу витков основной вторичной обмотки как Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод. что заявляемый преобразователь отличается наличием дополнительного комплекта первичнои и пэры вторичных обмоток, размещенных на свободном стержне магнитопоовода, включением вторичных обмоток встречно-последовательно с имеющими смежными парами вторичных обмоток и выбором соо гношения их аиткоа Л хх 32 х 1 . Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна", Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого преобразователя и признать заявляемое решение соответствующими критерию "существенные отличия",. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг, 2, 3 - диаграммы токов и напряжений, характеризующие его работу,Преобразователь содержит трансформатор 1 с магнитопроводом 2, первичными обмотками 3 и вторичными обмотками 4, 5, диоды 6,7,8,9.Первичные обмотки А 2, В 2, С размещены на стержнях магнитопровода 2 трансформатора 1 и соединены в замкнутый треугольник, Вторичные обмотки 5, 4 размещены софэзно на стержнях ма гнитоп ровода40 2 трансформатора 1, Основные вторичные обмотки соединены смежными по фазе парами встречно. последовательно 4 а, 4 Ь, 5 х, 5 г и подключены общими их началами и концами через встречно-последовательно с ними включенные дополнительные вторичные обмотки 4 Ь и 5 у к одному из выходных зажимов преобразователя, а свободными концами и началами через вентили-диоды 6-9 к второму.выходному зажиму преобразователя.Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя,При подаче трехфазного сетевого напряжения на первичные обмотки 3 трансформатора 1 на его вторичных обмотках формируются две трехфазные системы напряжений с соотношением амплитуд фазо. вых напреякений (Оф) Оа,Оь:Ос = Ох,Оу.О = 1; 1- 1, - :1 за счет наличия соответствен 2но меньшего числа витков в дополнительных вторичных обмотках фазы Ь, у размещенных на безобмоточном среднем стеркне магнитопровода тоансформатора. Дополнительные вторичные обмотки 4 Ь, 5 у включены как вольтодобавочные последовательно с основными смежными по фазе парами вторичных обмоток 4 а, 4 с, 5 х, 5, За счет геометрического сложения напряжений имеем относительно общей точки соединения вторичных обмоток 4 в, 5 у результирующее симметричное трехфазное напряжение с амплитудой Оф+а = Оф+с = Оф+х -- Оф. = О = Оь =-1,23 Оф,Это четырехфазное напряжение выпрямляется в четырехпульсное постоянное4напрякение О = 2 3 Ч 2Л/4 О рсоз О б 0 = - , Оср = 1,27 Оф с помощью4вентилей-диодов б, 7, 8, 9, работающих поочередно с проводимостью вентилей по 90 эл.град, При этом основные вторичные обмотки трансформатора 4 а, 4 с и 5 х, 5 также проводят ток, по 90 эл.град., а дополнительные вторичные обмотки 4 Ь, 5 у - по 180 эл.град,За счет наличия вольтодобавочной обмотки на безобмоточном стержне магнитопровода трансформатора обеспечивается примерно на 1/4 увеличение уровня выходного напряжения и выходной мощности преобразователя практически без увеличения габаритов трансформатора, Дополнительно обеспечивается симметричная загрузка всех 4 х вентилей и 4 х основных вторичных обмоток трансформатора, что обеспечивает в свою очередь конструктив 5 10 15 20 25 30 35 ное упрощение преобразователя и снижение уровня пульсации выпрямленного напряжения за счет улучшения гармоничного состава тока.На фиг. Зб,в,г видно, что токи и магнитные потоки в магнитопроводе трансформатора уравновешены в любой момент времени. При этом загрузка среднего стержня магнитопровода оказывается несколько меньшей, что облегчает его тепловой режим работы,При групповом соединении преобразовател 6 й, например кратном трем, можно обеспечить режим, эквивалентный 12-ти фазному как по потребляемому, так и генерируемому токам без каких либо изменений схем преобразователей, только за счет простой перефазировки их входных зажимов, что делает их конкурентоспособными с известными шестивентильными преобразователями типа "шестифазная звезда с уравнительным реактором". Формула изобретения Преобразователь. переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с трехстерж невы м магнитопроводом, на каждом из крайних стержней которого размещены одна первичная и две с одинаковым числом витков вторичные обмотки, а также четыре вентиля, одни одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, образующую один из выходных выводов для подключения нагрузки, а свободные выводы силовых электродов вентиля соединены со свободными выводами соответствующих вторичных обмоток, причем один из выводов каждой первичной обмотки соединен с одним из трех входных выводов для подключения трехфазнай питающей сети, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик и расшире - ния области применения, на свободном стержне указанного магнитопровода расположены дополнительно введенные одна первичная обмотка, одним из выводов соединенная со свободным входным выводов, и две вторичные обмотки, причем все первичные обмотки соединены в замкйутый треугольник, одна дополнительная вторичная обмотка с одной парой основных вторичных обмоток соединена в прямую звезду, другая дополнительная вторичная обмотка с другой парой основных вторичных обмоток соединена в обратную звезду, свободные выводы дополнительных обмоток обьединены в1778897витков основной вторичной обмотки какобщую точку, образующую другой выходнойвывод, а число витков каждой дополнительной вторичной обмотки относится к числуг,1778897 Фиг оставитель В.Филатоехред М. Моргентал Корректор З.Сал Редак з 4201 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1