Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M7/06 

1 Изобретение относится.к преобразовательной технике.и может найти применение для. питаниЯч потребителей постоянного напряжения с низким уровнем пульсаций. Известен 24-пульсный преобразова тель переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазные, тран форматоры с расположенными на них четьфьмя группами вторичных обмоток подключенных к шестифазным вентильным мостам ij . Недостатками преобразователя являются наличие двух групп вторичных обмото, соединенных в шестифазную звезду, что приводит к появлению пе ременного по направлению потока вынужденного намагничивания при соеди нении первичных обмоток в звезду, а также увеличение- расчетной мощное .ти трансформатора. Наиболее близким к изобретению техническим решением является преоб разователь переменного тока в постоянный, содержапщй два трехфазных трансформатора, в каждом из которых одна первичная, соединенная в зигзаг, и две вторичных обмотки, соеди ненные в звезду и треугольник, и под ключенные к группам вентилей, образующих четыре моста, соединенных последовательно z . Недостаток известного преобразователя - повышенные потери энергии в анодах, так как ток проходит чере четыре последовательно соединенных мостовых выпрямителя, т.е. восемь диодов. Кроме того, среднее значени тока через диод составляет 1/3 нагрузки. Целью изобретения является повышение КПД и уменьшение расчетной мощности. Поставленная цель достигается тем что в преобразователе переменного на пряжения в постоянное, содержащем два трехфазных трансформатора, в каж дом из которых - одна первичная и Две вторичные обмотки, соединенные в звезду и треугольник, и группы вентилей, при этом первая вторичная обмотка подключена к соответствующим катодам первой группы вентилей, объе диненные аноды.которых образуют один выходной вывод,, четвертая вторичная обмотка подключена - к соответствующим анодам второй группы вентилей, объединенные катоды которых образуют дру 32 гой выходной вывод, третья, четвертая и пятая группьц вентилей между первой и второй, второй и третьей, второй и четвертой вторичными обмотками соединены по кольцевой схеме, а каждый фазный вывод третьей вторичной обмотки подключен к аноду, дополнительно введенного вентиля, катод которого подключен к другому выходному выводу. Кроме того, число витков третьей и четвертой вторичных обмоток одного трансформатора в 2 cos 15 раз больше числа витков первой и второй вторичных обмоток другого трансформатора. На фиг.1 представлена схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 векторная диаграмма вторичных ЭДС обмоток трансформатора, поясняющая принцип формирования 24-фазного напряжения. Преобразователь, состоит из двухтрансформаторов 1 и 2, первичные обмотки 3 и 4 .которых соединены, например, в звезду, а две вторичные обмотки 5 и 6 трансформатора 1 и обмотки 7 и 8 трансформатора 2 соединены од|на в звезду, а другая - в треугольник (обмотки могут быть, размещены и на четырех отдельных трансформаторах). Линейные напряжения вторичных обмоток 7 и 8 соответственно.сдвинуты на 30 эл.град. и в 2 cos 15 раз больше линейных напряжений обмоток 5 и 6, также сдвинутых между собою на 30 эл. град. Выводы а , Ъ и С обмоток 5 трансформатора 1 подсоединены к катодам вентилей 9-11, аноды которых образуют один выходной вывод. Вентили 12-17 образуют первую кольцевую схему и включены между обмотками 5 и 6. При этом объединенные аноды каждой пары вентилей соединены с одной из фаз обмотки 5, которая связана через них с двумя разноименными фазами обмоток 6. Вентили 18-29 образуют вторую и третью кольцевые схемы, при этом каждая фазная обмотка вторичных обмоток 6 через пару вентилей второй кольцевой схемы на диодах 18-23 связана с разноименными фазами обмоток 7, а через вентили 24-29 - с разноименными фазами обмоток 8. Катоды вентилей 30-35 объединены между собой и образуют другой выходной выход. К выходным выводам преобразователя подключена нагрузка 36. Преобразователь работает следующим образом. При поДачё напряжения на первичные обмотки трансформаторов 1 и 2 на вторичных обмотках-заводятся ЭДС, мгновенные значения которых определяют группу проводящих вентилей. При этом кривая выпрямленного, напряжения на нагрузке 36 формируется, геометрической суммой линейных ЭДС обмоток 5 и 6 трансформатора 1 с соответствующим линейным напряжением обмотки 7 или 8 трансформатора 2. Так, наприме вектор и (фиг.2) 24-фазной системы образуется в результате суммирования BeKTopojB , , UQ, Х.е., .+ UotVj i Jabg, + UQ Для того, ЧТОбЫ ВСе векторы 24-фазной системы имели симметричный сдвиг один относительно другого на 15 необходимо, как следуе из векторных треугольников, чтобы вы полнялось соотношение -аЪ UQ,:Ua, 2 cos Из векторной диаграммы (фиг.2) следуетJ что -все вентили,9-11 проводят в течение-120. эл.град.., вентили 12-17 первой кольцевой- схемы - в течение. 60 эл.град. , вентили 18-23 второй кольцевой схемы и вентили 24-29 третьей кольцевой, схемы - в течение 30 эл-град., и, вентили 30-35 - ,в течение 60 эл.град. Так, например, вектор Uj обуславливает следующую цепь . протекания тока: зывод а обмотки 5, вентиль 12, фазный вывод С)( , обмотки 6, вентиль 20, выводы tj и Oj обмотки 7, вентиль 35, нагрузка 36, вентиль 10, вывод Ь обмотки 5. Вектор Ил вызывает прохояодение. тока по цепи: вывод Q обмотки 5, вентиль 12, фазньй вывод Я г обмотки 6, вентиль 26, вывод 3 J обмотки 8, вентиль 30, нагрузка 36, вентиль 10..Поскольку . в цепь протекания тока входят только четыре вентиля, а длительность протекания анодного тока лишь одного . из них равна 120 эл. град., а остальных не. превышает 60 эл.град.,, устт ройство позволяет,повысить коэффициент полезного,действия вентильного блока и преобразователя в целом и уменьшить загрузку.большей части вентилей . При замене вентилей, на тиристоры возможна работа -преобразователя в качестве управляемого выпрямителя и инвертора.

Фиг.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В.ПОСТОЯННОЕ, содержащий два трехфазных, трансформатора в каждом из которых - одйа первичная и две -вторичные обмотки, Соединенные в звезду и треугольник, и группы вентилей, при. этом-первая- вторичная обмотка подключена к соответствующим катодам первой группы вентилей, объединенные, аноды которых образуют один выход ной-выв од, .четвертая вторичная обмотка.подключена к- соответствуюищм лнодам второй группы вентилей,, объединенные катоды которых образуют другой- выходной вал., о тл.ичающийся тем, что, с целью повышения КПД и.уменьшения расчетной мощности, .третья, четвертая и пятая группы вентилей между первой и второй, второй.и третьей, второй и четвертой вторичными обмотками соединен т по кольцевой, схеме, -а каждый фазньА вьгоод третьей вторичной обмотки подключен к аноду дополнительно введенного вентиля, катод которого подключен к другому выходному выводу. 2. Преобразователь по п. 1., о т- л и ч а го щ и и с .я тем,- что число /f витков т-ретьей н четвертой вторичных, обмоток одного, трансформатора в 2 cos 15°раз больше числа .витков первой и д второй вторичных обмоток, другого трансформатора