ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Российский патент 2007 года по МПК H02M7/06 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в многопульсное постоянное, содержащий трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, между нулевыми выводами которых включена нагрузка, а каждая фаза вторичных обмоток содержит N выводов, которые подключены к соответствующим точкам кольцевых вентильных схем, число которых определяется требуемой частотой пульсаций выходного напряжения (SU №504281, М. Кл.² Н 02 М 7/06, опубл.).

Недостатком этого преобразователя является сложность конструкции трансформатора для обеспечения высокой кратности частоты пульсаций, например 24, поскольку для этой кратности требуется от каждой фазной обмотки иметь три вывода (отпайки). Указанное обстоятельство затрудняет практическую реализацию устройства для кратности пульсаций, равной 24.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий два трехфазных трансформатора, вторичная обмотка каждого из которых соединена в шестифазную звезду, а первичная обмотка одного из них соединена в звезду, а другого - в треугольник, причем каждая фаза вторичной обмотки одного трансформатора подключена к объединенным силовым электродам двух вентилей, через которые она соединена с двумя фазами вторичных обмоток другого трансформатора, имеющими относительный фазовый сдвиг 1±1/6π эл. град. относительно первой (SU №803089, МПК Н 02 М 7/06, опубл. 07.02.1981).

Недостатком этого преобразователя является обеспечение только режима двенадцатипульсного выпрямления.

Технический результат заключается в получении выпрямленного напряжения с низким уровнем пульсаций, соответствующего 24-пульсному режиму выпрямления.

Сущность изобретения заключается в том, что в преобразователе трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащем два трехфазных трансформатора с соединением первичных обмоток в звезду и треугольник соответственно, а вторичных - в шестифазную звезду, причем каждый вывод вторичной обмотки шестифазной звезды первого трансформатора подключен к соответствующим объединенным силовым электродам двух вентилей двенадцативентильной кольцевой схемы, каждая фазная вторичная обмотка обоих трансформаторов снабжена отводом, делящим ее витки в отношении 1:1,933, причем другие два электрода указанных вентилей соединены с соответствующими отводами от частей обмоток шестифазной звезды второго трансформатора, а каждый отвод от каждой обмотки шестифазной звезды первого трансформатора подключен к соответствующим объединенным силовым электродам двух вентилей второй двенадцативентильной кольцевой схемы, вторые два электрода которых соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки шестифазной звезды второго трансформатора, причем относительный фазовый сдвиг каждой соединяемой обмотки относительно двух других равен 30 эл. градусов.

На фиг.1 приведена схема преобразователя, на фиг.2 - векторная диаграмма, поясняющая принцип формирования 24-пульсного напряжения.

Преобразователь (фиг.1) состоит из силовых трансформаторов 1 и 2, первичные обмотки которых соединены одного в звезду, другого - в треугольник. фазные вторичные обмотки а, b, с, х, y, z трансформатора 1 образуют шестифазную звезду с нулевой точкой 0, вторичные обмотки а2, b2, с2, х2, y2, z2 образуют шестифазную звезду с нулевой точкой 0'. Каждая фазная вторичная обмотка трансформатора снабжена отводом, делящим ее в отношении 1:1,933. Шесть пар встречно-последовательно включенных вентилей 3÷14 соединены в одну замкнутую цепь, образуя одну кольцевую схему, а шесть пар встречно-последовательно включенных вентилей 15÷26 соединены в другую замкнутую цепь, образуя вторую кольцевую схему.

Каждая фаза вторичной обмотки с выводами а, b, с и х, y, z одной шестифазной системы трансформатора 1 подключена к объединенным анодам (катодам) двух вентилей, через которые она соединена с двумя отводами вторичных обмоток второй шестифазной системы с выводами а3, b3, с3, х3, y3, z3 трансформатора 2, имеющей относительный фазовый сдвиг ±30 эл. градусов, а каждый отвод вторичной обмотки первой шестифазной системы а1, b1, с1, х1, y1, z1 подключен к объединенным анодам (катодам) двух вентилей, через которые она соединена с двумя фазами вторичной обмотки второй шестифазной системы а2, b2, с2, х2, y2, z2, также имеющими относительный фазовый сдвиг ±30 эл. градусов. Так, например, вывод "а" фазной вторичной обмотки трансформатора 1 через вешили 13 и 14 с отводами b3 и х3 вторичной обмотки трансформатора 2 и отвод а1 этой же обмотки трансформатора 2 и отвод а1 этой же обмотки трансформатора 1 через вентили 25, 26 подключен к выводам b2, х2 фаз вторичной обмотки трансформатора 2.

При подаче напряжения на первичные обмотки А, В, С трансформаторов 1 и 2 на вторичных обмотка наводятся эдс. При этом кривая выпрямленного напряжения на нагрузке 27 формируется геометрической суммой фазной эдс одной обмотки с эдс части другой обмотки либо, наоборот, эдс части первой обмотки с фазной эдс второй обмотки. При этом суммируемые эдс имеют относительный фазовый сдвиг ±30 эл. градусов. Так, например, вектор (Фиг.2) 24-фазной системы образуется в результате суммирования вектора эдс всей фазной обмотки с вектором эдс части фазной обмотки другого трансформатора, сдвинутой на 30 эл. градусов. Вектор 24-фазной системы образуется в результате сложения части фазной эдс с полным значением эдс всей фазной обмотки второго трансформатора. Проводить ток будет вентиль 25. Аналогично происходит суммирование эдс и в другие моменты времени. Как видно из векторной диаграммы, все вентили проводят ток нагрузки в течение 15 эл. градусов. Поскольку каждая фазная обмотка имеет только один отвод, то упрощается конструктивное выполнение трансформатора.

Таким образом, предложенная схема позволяет получить 24-пульсное выпрямление с незначительным усложнением силового трансформатора, снижение мощности потерь в вентилях, а именно при наличии только одного отвода от фазной обмотки. Компьютерное моделирование подтвердило работоспособность схемы фиг.1 в соответствии с векторной диаграммой фиг.2.

Использование: для многопульсного выпрямления трехфазного переменного напряжения. Технический результат заключается в снижении уровня пульсаций. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное содержит два трехфазных трансформатора с соединением первичных обмоток в звезду и треугольник соответственно, а вторичных - в шестифазную звезду, причем каждый вывод вторичной обмотки шестифазной звезды первого трансформатора подключен к соответствующим объединенным силовым электродам двух вентилей двенадцативентильной кольцевой схемы, каждая фазная вторичная обмотка обоих трансформаторов снабжена отводом, делящим ее витки в отношении 1:1,933, причем другие два электрода указанных вентилей соединены с соответствующими отводами от частей обмоток шестифазной звезды второго трансформатора, а каждый отвод от каждой обмотки шестифазной звезды первого трансформатора подключен к соответствующим объединенным силовым электродам двух вентилей второй двенадцативентильной кольцевой схемы, вторые два электрода которых соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки шестифазной звезды второго трансформатора, причем относительный фазовый сдвиг каждой соединяемой обмотки относительно двух других равен 30 эл. градусов. 2 ил.

Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий два трехфазных трансформатора с соединением первичных обмоток в звезду и треугольник соответственно, а вторичных - в шестифазную звезду, причем каждый вывод вторичной обмотки шестифазной звезды первого трансформатора подключен к соответствующим объединенным силовым электродам двух вентилей двенадцативентильной кольцевой схемы, отличающийся тем, что каждая фазная вторичная обмотка обоих трансформаторов снабжена отводом, делящим ее витки в отношении 1:1,933, причем другие два электрода указанных вентилей соединены с соответствующими отводами от частей обмоток шестифазной звезды второго трансформатора, а каждый отвод от каждой обмотки шестифазной звезды первого трансформатора подключен к соответствующим объединенным силовым электродам двух вентилей второй двенадцативентильной кольцевой схемы, вторые два электрода которых соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки шестифазной звезды второго трансформатора, причем относительный фазовый сдвиг каждой соединяемой обмотки относительно двух других равен 30 эл. град.