Трехфазный преобразователь напряжения

(71) Заявнтел ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ пыИобретение относится к электронике, а именно к преобразовательной: технике, и может быть использовано в системах электропитания приборов и средств радиоэлектроники, автомати ки и вычислительной техники как в преобразователях трехфазного переменного напряжения в постоянное (выпрямителях), так и в преобразователях постоянного напряжения в трехфазное переменное (инверторах),Известны трехфазные преобразователи напряжения, содержащие преобразовательный мост и трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, причем обмотки каждой группы соединены в звезду, а отводы обмоток одной. группы через преобразовательные элементы подключены к соответствующим отводам обмоток другой групОднако такие преобразователи хара геризуются невысоким качеством преоб разования, поскольку они не обеспечивают синусоидальное изменение потреб-ляемого тока в трехфазной сети в режиме выпрямителя или синусоидальноеизменение напряжения в трехфазной се-ти при преобразовании постоянного напряжения в переменное.Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь трезфавногопеременного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор и бп-фазный вентильный мост,включающий три группы по и пар вен"тилей, причем в каждой группе междукаждыми двумя смежными парами вентилей последовательно включены две вто.ричные обмотки различных Фаз с введенными дополнительными вторичными 20обмотками, между двумя смежными крайними парами вентилей соседних группвключены последовательно две дополнительные вторичные обьк;тки разныхФаз с определенным числом витков 2;33, . 98590Недостаток известного устройстваневысок качеством преобразования изза большого коэффициента искажения,поскольку ток в питающей сети припреобразовании переменного напряжения в постоянное или напряжение приобратном преобразсвании изменяютсяио закону, значительно отличающемусяот требуемого синусоидального.,4 ель изобретения - повышение ка- Очества преобразования путем снижениякоэффициента искаженияПоставленная цель достигается тем,что в трехфазном преобразователе напряжения, содержащем преобразовательный мост, включающий Зи пар преобра-,зовательных элементов, где и - целое.нечетное число, и трехфазный трансформатор с первыми и вторыми обмотками в каждой фазе, причем первые обмотки подключены к входным выводам,выход преобразовательного моста - 1к сети постоянного напряжения, и межу каждыми двумя смежными парамипреобразовательных элементов посаедо звательно вклюцвны вторые обмотки двухразличных Фаз, между каждыми двумясмежными парами преобразовательныхэлементов последовательно с указанными двумя вторыми обмотками двух фаз зовключены третьи обмотки третьей фа-.зы, причем общее число витков обмоток каждой фазы, включенных междупарами с номерамии+ 1, равно, Я г 2 йьМО -Ыи - саэ - Д+сЦ О З где И - число витков вторых и третьих обмоток на 1 В постоянного напряжения;Оо - постоянное напряжение;.( - начальная фаза переменногонапряжения данной обмотки;ф, - параметр, общий для всехобмоток, причем 0 6 й0,5. 4На фиг, 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - то же, вариант при и = 3, М,= 0,25; на фиг. 3 - векторная диаграмма устройства при и = 3, К0; 50 на Фиг. 4 - то же, при и = 3,сС. = 0,25; на фиг, 5 - то же, вариант устустройства при и = 3, о = 0,25; на фиг. 6 - диаграмма изменения числа включенных витков обмоток (вторых и 55 третьих), каждой Фазы при и = 3,0, = 0; на фиг; 7 - то же, при и = 3, о, =0,25. 6 4Трехфазный преобразователь напряжения, представленный на фиг. 1, содержит 6 и-Фазный преобразовательный мост, включасщий 3 и пар преобразовательных элементов 1, 2 и 3, 4, 5, и 6, 7, 8 и 9 и трехфазный трансформатор, содержащий первые обмотки (не показаны), .подключенные к трехфазной сети переменного тока, вторые обмотки 10-15 и третьи обмотки 16-18 в каждой из трех фаз А, В, С. Между каждыми двумя смежными парами преобразовательных элементов включены последовательно соединенные вторые и третьи обмотки трех Фаэ: между парами 1 и 2 - обмотки 10 Фазы А (10 А), 18 фазы В (18 В), 12 Фазы С (12 С), между парами 2 и 3 - обмотки 16 А, 14 В, 13 Смежду парами 3 и 4 - обмотки 11 А, 15 В, 17 С и т. д. Алгебраическая сумма числа витков всех обмоток каждой Фазы, включенных,между парами преобразовательных элементов с номерамии+ 1, равна03 биьВО -5(и - сОБ- (+ОС)гдеЧ - число витков вторых итретьих обмоток на 1 В постоянного напряжения;О о - постоянное напряжение;- начальная фаза переменногонапряжения данной обмотки;М - параметр, общий для всехобмоток, причем 04 К (0,5,8 этой формуле знак определяет полярность включения обмотки. Между каждой, парой преобразовательных элементов включено по одной (второй или третьей) обмотке каждой фазы, Однако в некоторых случаях может оказаться целесообразным одну обмотку заменить двумя, алгебраическая сумма числа витков которых определяется приведенной, выше Формулой.Такой вариант представлен на фиг. 2 для случая и = 3, о 6 = 0,25 Здесь между парами преобразовательных элементов 1 и 2 включены обмотки 17 В, часть обмотки 12 С (от начала доотво". да) и обмотка 10 А; между парами 2 и 3 - обмотки 10 Р, часть обмотки 12 С (от отвода до конца), часть обмотки 14 В (от конца до отвода) и обмотка 11 А. При этом обмотка фазы А, включенная между парами 2 и 3 (обмотка 16 А на фиг. 1) заменена разностью витков обмоток 10 А и 11 А, включенных в противофазе, Аналогичным об 98590611 С. Через - часть периода происхоЫ50дит включение преобразовательного элемента 1 (правого на фиг. 2) вместо элемента 9 (вектор РК на фиг, 5). При этом в обеих цепях отключается 3 обмотка 11 С и включается обмотка 17 В, а часть обмотки 14 А от начала. до отвода переключается из второй цепи в ервую в противофазе, Затеи через 3 п част ь периода происходит переФ ключение с вектора РК на вектор К 0 (фиг, 5) и т, д. Изменение числа витков каждой фазы происходит по рассмот ренному выше закону с учетом. значения ОС = 0,25 (фиг, 7)13В случае преобразования переменного напряжения в постоянное отпирание преобразовательных элементов (вентилей) осуществляется непосредственно напряжением в рассмотренных выше це- фф пях, и на выходе Формируется постоянное напряжение с амплитудным значением Оо и частотой пульсации бпла, где 1 - частота питающего трехфазного напряжения.В случае преобразования постоянного напряжения в трезфазное переменное отпирание преобразовательных элементов (транзисторов) осуществляется подачей на их управляющие электроды 36 (базы) отпирающих сигналов в последовательности, рассмотренной выше. Протекание тока от источника постоянного напряжения по вторым и третьим обмоткам трансфсрматора обеспе- з чивает формирование на первых обмотках трезфазного напряжения с законом изменения напряжения каждой фазы, близким к синусоидальному.Технико-экономические премущест", ,40 ва предлагаемого преобразователя заключаются в более высоком качестве преобразования иэ-за низкого коэффициента искажения по сравнению с известными преобразователями. Это достиг гается путем такого включения обмоток трансформатора, при котором число обмоток каждой фазы, подключенных к сети постоянного напряжения, изменяется по закону, близкому к сину- у соидальному. При этом обеспечивается такой же закон изменения тока в трехфазной сети при преобразовании переменного напряжения в постояяное или напряжения в этой сети при обратном преобразовании. В силу симметрии в случае преобразования постоянного напряжения в переменное на выходе первых обмоток при активной нагрузке получаем напряжения, сколь угодно близкие к синусоиде (за счет выбсра соответствующего значения и) при практически постоянном потребляемом токе первичной сети, что также обеспечивает высокое качество преобразования, снижение коэффициента искажения,формула изобретенияТрехфазный преобразователь напряжения, содержащий преобразовательныймост, включасщий Зп пар преобразовательных элементов, где и - целоенечетное число, и трехфазный трансформатор с первыми и вторыми обмотками в каждой фазе, причем первыеобмотки подключены к входным выводам,выход преобразовательного моста - ксети постоянного напряжения, и между,каждыми двумя смежными парами преобразовательных элементов последовательно включены вторые обмотки двухразличных фаз, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества преобразования путем снижениякоэффициента искажения, между каждыми двумя смежными парами преобразовательных элементов последовательнос укаэанными вторыми обмотками двухфаз, включены третьи обмотки третьейфазы, причем общее число витков обмоток каждой фазы, включенных междупарами с номерами 1 и+ 1, равно6%05 О СОфц(4 У)где Ь Я - число витков вторых и третьих обмоток на 1 В постоянного напряжения;Оо - постоянное напряжение;Ч 1 вначальная фаза переменногонапряжения данной обмотки;ф, - параметр, общий для всехобмоток, причем 0 й о 640,5.Источники инфорйации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 504281, кл. Н 02" И 7/06, 19732, Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2756444, кл, Н 02 И 7/06,199985906Риг б Составитель Е. МельниковаОгар Техред М, Тепер Корректор М; Вар еда Заказ 10180/7 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 7721 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Жнно го тенийРау писноеомитета Соткрытийкая наб.,