Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к ctraoBofi преобразовательной технике и может быть использовано в качестве регулируемого источника питания нагрузок постоянного тока с ограниченным диапазоном регулирования входного напряжения (до 3:1) при требовании высоких энергетических показателей Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное с трансформатором, вторичная обмотка которого выполнена, с отпайками, соединенньми с выходными выводами через тиристорные ключи С1 1 Недостатком этого устройства является ограниченная мощность. Наиболее близким к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два трехфазных трансформатора, первичная обмотка первого из которых (Соединена в звезду, а вторичные обмотки обоих трансформаторов соеди нены последовательно по схеме зигзаг и подключены к диагонали переменного тока трехфазного выпрямительного моста, выход по постоянном току которого соединен с выходными выводами 23. He |ocтaткoм известного преобразо вателя является невозможность обесп чения регулирования входного напряжения. Целью изобретения является обеспечение регулирования входного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содер жащий два трехфазных трансформатора первичная обмотка первого из которы соединена в звезду, а вторичные обмотки обоих трансформаторов соеди нены послед;овательно по схеме зигзаг и подк-шочены к диагонали переменного тока трехфазного выпрямительного моста, выход по постоянном току которого соединен с выходными выводами, введены тиристорные ключи причем, каждьш из свободных выводов первичной обмотки первого трансформатора через соответствующий тиристорньш ключ соединен с входным выводом для подключения одной из фаз питающей сети, а первичные обмотки второго трансформатора соединены пофазно последовательно с первичной обмоткой первого трансформатора и Каждый из их свободных выводов соединен с входным выводом для подключения смежной, по отношению к первичной обмотке первого трансформатора, фазы питающей сети. На фиг.1 изображена принципиальная схема преобразователя на фиг,2- векторные диаграммы напряжений преобразователя; на фиг.З - одна из возможных модификаций преобразователя при изменении диапазона регулирования J на фиг,4 - векторные диаграммы напряжений преобразователя. Преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг.1) содержит неуправляемый вентильный мост 1, выходные зажимы 2 и 3 (- и +) которого служат для подключения нагрузки, а входные зажимы 4-6 переменного тока присоединены к выходным зажимам вторичной обмотки первого трансформатора 7, входные зажимы первичной обмотки которого подключены к фазным зажимам А, В и С трехфазной питающей сети через блок 8 пар параллельно-встречных тиристоров (тиристорных ключей)о Первичные фазные обмотки трансформатора 7 обозначены А, В и С, а его вторичные фазные обмотки - сз|2 jb и С2 . ПервичНая обмотка трансформатора 7 соединена в звезду,, а свободные выводы фаз его вторичной обмотки соединены с соответствзлощими фазами («з, bj и Сз ) вторичной обмотки, соединенной в звезду, второго трансформатора 9 пофазно-последовательно по схеме встречного зигзага. Фазы первичной обмотки (А,Е и С;) трансформатора 9 включены между одним фазным зажимом питающей сети А, В, С и общей точкой соединения соответствующей пары параллельновстречных тиристоров и входным зажимом предыдущей фазы первичной обмотки первого трансформатора 7 и 10 12 - выводы вторичной обмотки трансформатора 9. Преобразователь, изображенный на фиг.З, отличается лишь соединением вторичной обмотки трансформатора 9 в треугольник. Преобразователь (фиг.1) работает следующим образом. Управление уровнем выходного напряжения вентильного моста 1 (соответственно, напряжения на зажимах 4-6) производится непрерывным изменением углов включения или длительности включенного состояния тиристоров параллельно-встречных пар блока 8. При отключенных тиристорах указан ных пар блока 8, т.е. при отсутствии импульсов отпирания тиристоров, первичные обмотки трансформаторов 7 и 9 соединены между собой последовательно, и формирование выходных напряжений на заяшмах 4-6 соответствует векторной диаграмме на фиг. 25, а на фиг. 2о( даны диаграммы напряжений питающей сети , для установления соответствий положения векторов по фиг. 25 относительно друг друга. На первичную обмотку каждого трансформа тора подается напряжение в (1+ТЗ) ра за меньше номинального. При полностью включенных (отпираемых при углах их естественной коммутации) тиристорах блока 8 первичны обмотки трансформаторов 7 и 9 включены между собой параллельно (соответственно В.. С - звездой и А В % треугольником), каждая на свое номинальное напряжение. В этом случае формирование выходных напряжений на зажимах А - 6 соответствует диаграмме (фиг. 28). По сравнению с диаграммой фиг, 2 К длины соответствующих векторов напряжений увеличиваются в (1+П) раза и, кроме того, увеличивается угрл с 2У/3 (фиг.25) до 5f/6 (фиг.2в) между двумя векторами, формирующими каждый из векторов напряжений на зажимах 4-6, Это приводит к дополнительному увеличению на 11,5% диапазона регулирования системы выходного напря жения на зажимах 4 - 6 по сравнению с диапазоном регулирования систем намагничивающих напряжений первичных обмоток. Общий диапазон регулирования выходного напряжения при изменении интервала включенного состояния тиристоров блока 8 от нуля до периода регулирования равен 1,115 (1+Хз):1 3,05:1. Ограничение диапазона регулирования выходного напряжения приводит к увеличению энергетических показателей (коэффициента мощности) на всем используемом практически участке регулировочной характеристики и особенно при минимальной потребляемой мощности. Суммарная установочная (типовая) мощность трансформаторов 7 и 9 в рассматриваемом преобразователе практически равна (превьшает на 3,5%) максимальной вольт-амперной мощности на входе вентильного моста 1. Трансформаторы 7 и 9 одинаковой типовой мощности и одинаково используются (между собой) на всем диапазоне регулирования. Преобразователь (фиг.З) работает аналогичным образом. Диаграммы на фиг, 4а и б аналогичны диаграммам на фиг. 25 и В и соответствуют случаю, когда вторичные обмотки второго трансформатора 9 соединены в треугольник. Положительный эффект изобретения состоит в повышении энергетических показателей (коэффициента мощности) преобразователя в целом и повышении эффективности использования его трансформаторного оборудования, в том числе и одинакового использования обоих трансформаторов на всем диапазоне регулирования, что достигается за счет определенной схемы присоединения первичных и вторичных обмоток к элементам известного устройства.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий два трехфазных трансформатора, первичная обмотка первого из которых соединена з звезду, а вторичные обмотки обоих трансформаторов соеди11, нены последовательно по схеме зигзаг ,и подключены к диагонали переменного тока трехфазного выпрямительного моста, выход по постоянном тЬку которого соединен с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования входного напряжения, введены тиристорные ключи, причем каждьй из свободных выводов первичной обмотки первого трансформатора через соответствующий тиристорный ключ соеди-о ней с входным выводом для подключения одной из фаз питающей сети, а первичные обмотки второго трансформатора соединены пофазно последовательно с первичной обмоткой первого трансформатора и каждьй из их свободных выводов соединен с входным выводом для подключения смежной, по отношению к первичной обмотке первого трансформатора, фазы питающей сети. О 00 СО 00 tc

в

w

12 6

фиг. 4