Преобразователь переменного напряжения в постоянное

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическикреспублик ц 8883 ОО(5)М. Кд. с присоединением заявки (23) Приоритет Н 02 М 7/06 3 Ъеударстмкиый комитет СССР ао делам изаоретеиий и открытийДата опубликования описания 07,12,81(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕИзобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения в постоянное для питания нескольких, например трех, нагрузок (многодвигательный привод постоянного тока, гальваника, электролиэ, заряд и Формовка аккумуляторов, многопостовая сварка, многоэлектродная обработка металлов и т. д.). Известны преобразователи трех.Фазного переменного напряжения в постоянное, вь 1 полненные на основе трехфазного трехобмоточного транс" форматора и вентильного блока. Первичная обмотка их може 1 быть соединена в звезду или в треугольник, Две вторичные обмотки соединены в звезду и подключены к выходным зажимам преобразователя через вентили Х.Недостатком таких преобразователей является однотактный режим работы вторичных обмоток трансформатора.Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, содер"жащие трехфазный трансформатор с дву,мя вторичными обмотками, причем каждая фаза одной вторичной обмотки трансформатора подключена к обьединенныманодам (катодам) двух вентилей, черезкоторь 1 е она соединена с разноименными Фазами второй вторичной обмотки 2.Недостатком такого преобразователяявляется большая установленная мощность оборудования за счет большойтиповой мощности трансформатора и ма"лой токовой загрузки вентилей.Целью изобретения явлвется снижение установленной мощности обору 20дования для случая питания более двухнагрузок,Цель достигается тем, что вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник, а их фазные8300 88 50 55 концы образуют три пары дыходных выродов.На фиг, 1 приведена принципиаль"ная схема преобразователя; на фиг.2(а,б,вг,д,е,ж,з) - диаграммы егоработы; на фиг, 3 - один из вариантов преобразователя,Преобразователь содержит трансформатоо 1 с обмотками 2-4, вентили 51 Р и работают на нагрузку 11-13.Концы первичной обмотки 2 трехФазного трансформатора 1, соединен"ной в звезду, образуют входные зажимы преобразователя. Фазные концы еговторичных обмоток 3,4 подключены квыходным зажимам преобразователя снагрузками 11, 12; 13 и к сдвоенныманодам и катодам вентильных пар, соответственно, 5,617,8, 9,10 и 8,910,5; 6,7, объединенных между собой в шестиугольник. Начало вторичных обмоток 3,4 подклюцены к смежным по фазе вентильным концам этихже обмоток (фиг. 1),При подаче входного напряженияна вторичных обмотках трансформа"тора формируются две идентичные системы трехфазного напряжения 0(фиг.2 а).Вследствие этого между фазными концами вторичных обмоток при включенныхили отсутствующих вентилях 5-10 прик" .ладывается нулевое напряжение.При наличии вентилей 5-10 преоб"разователь можно рассматривать кактри совмещенных .цетырехпульсных пре"обраэователя, работающих Йа автоном-ные нагрузки.Например, к нагрузке 11, подключенной между концами фаз А подключаются в параллель через вентили 5,6 и8,9 фазы А, С и АЭ, С, а такжешунтирующие их и последовательномежду собой соединенные фазы В . и С 4,А и Вфю В Ь и С 3, Аи В (посколь"ку вторичные обмотки 3,4 соединеныв треугольник).Следовательно, на первом выходепреобразователя с нагрузкой 11 фор;мируется выпрямленное четырехпупьс-,ное напряжение Од= 1,32 0(фиг.2 б). К нагрузке 12 (между концами фаз В) подключены в параллель черезвентили 78 и 10, фазы В, А 4, и В,А , а также шунтирующие их последова" тельно между собой соединенные Фазы А 4 и С 4, Ви С 4, Си А, Ви С. На нагрузке 12 формируется аналогичное четырехпупьсное напряжение (саа/ 10 20 25 ЭО Э 5 40 45 4сдвигом по фазе на 1200 глубокихпульсаций (фиг. 2 в),Соответственно, к нагрузке 13 подключены в параллель через вентили9, 1 О и 6,7 фазы С 4, , СЗ и ВЗ ишунтирующие их фазы А+ и В 4, С и А,Аи ВЭ, С и А и Формируется аналогичное четырехпульсное выпрямленное напряжение (фиг. 2 г),При независимом рассомтрении выделенных структур преобразователякаждый из вентилей 5-10 в рамкахсоответствующей структуры работаетна 90 эл. град. (Фиг. 2 а, б, вО 1 дф ток идеально сглажен). Однако в реальном преобразователе проис",ходит наложение работы каждой из выделенных структур, вследствие чегов каждый момент времени работает,одновременно по два вентиля, причемкаждый из вентилей пропускает токдвухступенчатой Формы 33.- 218- 33 втечение 120 эл. град. (Фиг. 2 д).В обмотках трансформатора формапротекающего через них тока имеетотличную форму за счет перераспределения суммарного тока каждого извентилей 5-10 по основной работающей в даннный момент времени обмот 1ки, например А 4 для вентиля 5 ишунтирующих ее последовательно междусобой соединенных обмоток 84, С 4.Причем по рабочей обмотке протекает2/3 тока вентиля, а по шунтирующимее в данный момент времени обмоткам.1/3 тока вентиля.Суммарный результирующий ток каждой фазы представляет собой знакопеременную трехступенчатую Фигуру(Фиг. 2 е, ж для фаз А и А). Т.е.вторичные обмотки работают в двухтактном режиме с улучшенным гармоническим составом протекающего черезних тока эа счет трехступенчатой фор"мы протекающих через них положительных и отрицательных импульсов тока,На Фиг. 2 э приведена Форма тока в первичной обмотке трансформатора 1 (для Фазы А), и йоложительные, и отрицательные импульсы которой имеют такве трехступенчатую Форму с улучшенным гармоническим составом.За счет обеспечения двухтактного. режима работы вторичных обмоток трансформатора со значительно улучшенным гармоническим составом про" ,текающего через них знакопеременного тока многоступенчатой Формы рас8883четная-типовая мощность трансформа-тора снижается с 1,26 Рд до 1,041,05 Рд, т.е. на204. Улучшаетсязначительно и коэффициент мощностипреобразователя даже по сравнениюВс классическими схемами трехфазныхмостовых преобразователей, в которыхпотребляемый ток имеет двухступенчатую форму (коэффициент мощности определяется как произведение коэффициента формы тока на коэффициент фазового сдвига),.За счет увеличения длительности .токопроводящего-состояния вентилейс 60 до. 120 эл. град, и улучшения 13гармонического состава тока повышается коэффициент использования вентилейпо току на 20-303.Благодаря автономному подключению к преобразователю каждой из трех йонагрузок существенно облегчаютсяусловия обеспечения им идентичного "режима работы, например, при трехдвигательном приводе постоянного тока,а также появляется возможность независимого регулирования выходных параметров для каждой их трех нагрузокбез использования дополнительных ре.гуляторов за счет использования фазового-независимого регулирования ЗОвентилей-тиристоров самого преобразователя,При необходимости согласованиянапряжения питающей .сети со входомпреобразователя первичная обмоткатрансформатора может быть соединенав треугольник,При необходимости согласованияувеличения выходного напряжения преобразователя начало вторичных обмоток зего трансформатора могут быть объединены в нулевые точки, т.е, преобразованы из треугольников в звездыПри необходимости применения последовательного (по напряжению) соединения вентилей вентильный блок может быть выполнен в виде шестилучевой. звезды с подключением свободныхтрех анодов вентилей к концам однойвторичной обмотки трансформатора, атрех свободных катодов " к концамдругой вторичной обмотки трансфор 00 Ьматора (см. Фиг. 3), За счет параллельно-последовательного соединения вентилей (три в параллель и два последовательно) в два раза увеличивается среднее значение тока через (ю фкаждый вентиль при неизменной в 120 эл. град. длительности его токо- проводящего состояния и примерно в, два раза снижается рабочее напряжение каждого иэ вентилей.Схема с сждинением вторичных обмоток в треугольник, а вентилей- в шестиугольник предпочтительнее для пониженных напряжений и больших токов, поскольку обеспечиваег условия параллельной работы всех фаз вторич. ных обмоток и вентилей (фиг, 1),Схема с соединением вторичных обмоток в трехфазные звезды,а вентилей- в шестилучевую звезду предпочтительнее для повышенных выходных напряжений за счет последовательно-параллельной работы по току и Фаз вторичных обмоток и вентилей (фиг. 3). Воэ" можны и другие модификации схемы преобразователя.формула изобретенияПреобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, причем каждая фазаодной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам(катодам) двух вентилей, через кото"рце она соединена с разноименнымифазами второй вторичной обмотки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения установленной мощности оборудования для случая пита"ния более двух нагрузок, вторичныеобмотки трансформатора соединены втреугольник, а их фаэнце концы образу"ют три пары выходных выводов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСправочник по преобразователь"ной технике. Под ред, И. И, Чиненко,Киев, "Техника", 1978,2, Авторское свидетельство СССРУ 265254, кл. Н 02 И 7/12, 1966.888300 иг. 3 Составитель Ю, МерзляковТехред Ж,Кастелевич актор Т емко рректорУ. По о аказ 1073 лиал .ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,9/18 Тираж. 733 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раувска Подписита СССРрытийнаб., д. 4/5