Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/17 

1 Изобретение относится к преобра|ЭО8ательной технике и может исполь-; зоваться для питания нагрузки с выси кимй требованиями к кривой выпрямленного напряжения. Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными совместно с вентилями по схеме двенадцатипульсного выпрямителя с первичными обмотками, подключенными одними выводами к фазным входным выводам, а другими - к входу управляемого вентильного моста, к выходу которого подключена индуктивная катушка, дополнительные управляемые вентили , связанные одной парой разноименных электродов с нулевым входным выводом, при этом общие точки электродов разноименных вентильных групп управляемого моста соединены каждая с одноименным электродом дополнительного управляемого вентиля l Недостатком данного преобразователя является необходимость как минимум в 12-ти неуправляемых вентилях на стороне постоянного тока, а также необходимость применения нестандартного трехобмоточного трансформатора Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными совместно с- вентилями по схеме двенадцати-, пульсного выпрямителя с первичными обмотками, подключенными одними выводами к фазным входным выводам,а другими - к управляемым вентилям,образующим две разноименные группы,и дополнительные управляемые вентили, подключенные общей точкой разноименных электродов к нулевому входному . выводу, при этом каждая общая точка электродов разноименных вентильных групп соединена со свободным электро дом соответствующего дополнительного управляемого вентиля через посл довательно соединенные обмотки двух,обмоточных уравнительных реакторов, причем общие точки каждой (пары обмоток соединены между собой zj . Недостатком указанного преобразователя является применение нестандар ного трехобмоточного трансформатора и необходимость использования 12-и вентилей на вторичной стороне для 7 .2 получения 12-пульсного выпрямленного | напряжения. Это в общем случае приводит к ухудшению энергетических показателей. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей, Поставленная цель достигается тем что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, начала первичных фазных обмоток которого подключены к входным выводам; а концы- к входу переменного тока первого трехфазного мостового выпрямителя,выполненного на управляемых вентилях, параллельно которым подключена цепочка из двух дополнительных управляемых вентилей с общей точкой разноименных электродов, вторичные фазные об мотки соединены в звезду и подключены к входу переменГного тока второго трехфазного мостового выпрямителя, выполненного на диодах, введен однофазный трансформатор, началр первичной обмотки которого подключено к нулевому входному выводу, а конец к общей точке указанных дополнительных управляемых вентилей, конец вторичной обмотки подключен к нулевой точке звезды вторичных фазных обмоток, а начало - к общей точке дополнительно введенных диодов, подключенных параллельно диодам второго трехфазного мостового выпрямителя, причем вторичная обмотка однофазного трансформатора разделена на две части,напряжения на которых равны UW2 + UW4. VFT где напряжение на вторичной фазной обмотке; Uyy- напряжение на части витков вторичной обмотки однофазного трансформатора,равное напряжению его первичной обмотки ; напряжение на ocfaльнoй части вторичной обмотки однофазного трансформатора. На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 - то е, вариант. Преобразователь (фиг.О содержит трехфазный трансформатор 1 с первичными фазными обмотками 2-, которые совместно с последовательно соединенными с ними парами астречно-параллельно включ.енных управляемых венти лей 5-10 образуют связанную с фазны ми входными выводами А, В и С звезду, подключенную к дополнительной п ре встречно-параллельно включенных равляемых вентилей 11 и 12, которые через первичную обмотку 13 однофазного трансформатора Т подключены к нулевому входному выводу 0; Вторичные фазные обмотки 15-17 соединены в звезду и подключены к мостовому выпрямителю на диодах J823, параллельно которым подключена цепочка из двух дополнительных диодов 2 и 25, а к выходу мое-. та подключена нагрузка 26. Вторичная обмотка 27 однофазного трансформатора 1 подключена к нулевой т ке звезды вторичных фазных обмоток 15-17 и к дополнительным диодам и 25. Устройство работает следующим об разом. Для лолучения симметричного 1 2-пуль ;ного выпрямления напряжение части вторичной; обмотки 27 с чис лом витков W с однофазного трансформатора 1 выбирается равным (0H)( Uw4). где напряжение на вторичной фазной обмотке трехфазного,трансформатора; напряжение части вторичной обмотки 27 с числом витков W;, равное напряжению первичной обмотки 13 с числом витков W, т.е. ()%5 1:(4FT). Оптимальным является соотношение (1- -)иф . Uw р- %, где.Ц-,.- напряжение на первичной фаз ной обмотке трехфазного трансформатора; и...- напряжение на первичной обмотке однофазного трансформатора;Цф- напряжение между фазным и н левым входными выводами. При этом, приведенные числа витк первичных фазных обмоток трехфазног и однофазного трансформаторов равны чт W 1; W,j В общем случае V чГ где S - регулируемый параметр, При S 1 оказывается возможным выполнение следующего равенства; W + W5 W-J. Обмотка 27 однофазного трансформатора наматывается целиком из провода одинакового сечения и расчленение ее на две части с числами витков Wx и Wt чисто условное. Напряжение на. обмотке Уд индуциру-. ется при включении вентилей 11 или . 23 и одного из определяющих фазу этого напряжения вентилей 5-10 и необходимо для компенсации происходящего при включении указанной пары вентилей снижения напряжения в Ьбмот,ке Wrt соответствующей фазы трансформатора 1. В этом случае напряжение на обмотке We дополняет сумму напряжений на обмотках W и W до величины, равной линейному напряжению вторичной обмотки трехфазного трансформатора. В результате выпрямленное напряжение формируется на нагрузке двумя сдвинутнми друг относительно друга по фазе на 30 эл.град. и равными по величине системами выпрямляемых напряжений, одна из которых образована линейными напряжениями вторичных обмоток трезфазного трансформатора, а другая- суммой напряжений обмотки 27 и каждой в отдельности обмотки 15,16 или 17. Вентили 5 12 проводят ток в следу-. ющей очередности : 12-7, 6-7 6-11, 6-9, 12-9, 8-9, 8-11, 8-5, 12-5, 10-5, 10-11, 10-7. При этом диоды 18-25 проводят ток соответственно в следующей очередности: 20-25, 19-20, 19-2,19-22. 22-25, 2Г-22, 21-2, 21-18, 25-18, 23 18, 23-24, 23-20 Преобразователь (фиг.2) содержит трехфазный трансформатор 28, начала первичных фазных обмоток 29-31 которого подключены к входным выводам А, В и С. Концы обмоток 29-31 подключены к входу первого трехфазного мостового выпрямителя на управляемых вентилях 32-37. Цепочка из двух дополнительных управляемых вентилей 38 и 39 подключена общей точкой разноименных электродов к концу первичной обмотки 40 однофазного трансформатора 41 , а свободными электродами - параллельно выходу упомянутого моста на вентилях 32-37 чеЬез два двухобмоточных уравнительных реактора с общей точкой обмоток . причем общая точка анодов вентилей 32,3 и 36 соединена с анодом вентиля 38 через согласно-последовательно включенные обмотки 2 и одного реактора, а общая точка катодов вентилей 33, 35 и 37 соединена с катодом вентиля 39 через согласно-последовательно включенные обмотки k3 и kS другого реактора. Вторичные фазные обмотки k6-k8 трехфазного трансформатора 28 соединены в звезду и подключены к второму трехфазному мосто-вому выпрямителю , выполненному на диодах , параллельно которым подключена зпочка из двух диодов 55 и 56,а. к выходу моста подключена нагрузка 57. Вторичная обмотка 58 однофазного трансформатора k подключена концом к нулевой точке звезды вторичных фазных обмоток 46-48, а началом - к цепочке диодов 55 и 56. Начало первич ной обмотки 40 однофазного трансформатора 41 подключено к нулевому входному выводу 0. Устройство работает следующим об разом. Формирование 12-пульсного выпрям ленного напряжения на нагрузке осуществляется способом, описанным в работе устройства по фиг.1. Вследствие включения уравнительных реакторов углы проводимости всех вентилей увеличиваются, улучшается форма тока, протекающего через них и, соответственно, через обмотки трансформаторов. Уравнительные реакторы обеспечивают одновременную проводимость одного из вентилей 38 и 39 с одной из пар вентилей 32-37. Уравнительные реакторы задают форму тока во вторичных обмотках трансформаторов. Вентили 32-39 проводят ток в следующей очередности: 33-39-3, 33 -38-З, 3., 33739-36, 35-39-36, ,35-38-36, 35-38-32, 35-39-32,. 37-39--32, 37-38-32,. 37-38-3, 37-39-3. Диоды +9-56 проводят ток соответственно в следующей очередности : 9-55-5 2, 49-56-52, 49-56-S,, 49-55-5, 5., 51-56-5, 51-56-50, 51-55-50, 53-55-50, 53-56-50, 53-56-52, 53-55.-5.2. Для уменьшения времени переходных процессов и снижения потерь на леремагничивание целесообразно использовать для уравнительных реакторов быстронасыщающиеся магнитопроводы. Для устранения вредного воздействия преобразователя на сеть вследствие протекания по нулевому проводу тока нулевой последовательности необходим дополнительный маломощный трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду и подключена тремя одноименными выводами к фазным входным выводам, а общей точкой трех других выводов - к нулевому входному выводу, причем этот трансформатор содержит дополнительную ненагруженную обмотку, соединенную в треугольник.

/4

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, соде.ржа-t щий трехфазный трансформатор, начала первичных фазных обмоток кото рого подключены к входным выводам,а концы -к входу переменного тока первого трехфазного мостового выпрямитеJrlя, выполненного на управляемых вентилях, параллельно которым подключена - цепочка из двух дополнительных управляемых вентилей с общей точкой разноименных э/тектродов, вторичные фазные обмотки соединены в звезду и подключены к входу переменного тока второго трехфазного мостового выпрямителя, выполненного на диодах, отличающийся тем, то, с целью улучшения энергетических показателей, в него введен однофазный трансформатор, начало первичной обмотки которого подключено к нулевому входному выводу, а конец к общей точке указанных дополнительных управляемых вентилей, /конец вторичной обмотки подключен к нулевой точке звезды вторичных фазных обмрток, а начало - к об.щей точке дополнительно введенных диодов, подключенных параллельно-диодам второго-трехфазного мостового выпрямителя, причем вторичная обмотка однофазного трансформатора разделена на две части, напряжения на которых равны tfz. 1... Uws.ЧРГ где и - напряжение на вторичной фазной обмотке; напряжение на части виткр в вторичной обмотки однофазного трансформатора, равное напряжению его первичной обп мотки; СП напряжение на остальной час ти вторичной обмотки однофаз vj ного трансформатора.

Н -И Ч -W

19

wОН