Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M7/08 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение, в низковольтнБпс вторичных источниках питания постоян ным сглаженным током для различных электротехнических процессов гальваники, электролиза, электросварки эаряда аккумулятора и т.д. Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в достоянное, выполненные по однотипным схемам выпрямления. Простейшим из них является преобразователь перемен ного напряжения в постоянное, выполненньй в трехфазной схеме выпрямления и содержащий трехфазный трехобмоточньй трансформатор, вторичная (Обмотка которого соединена в трехлучевую звезду с нулевым выводом и под ключена свободными концами через вен тили к второму выводу преобразовател За счет однотактного режима выпрямления трехфазного переменного напряжения всего тремя вентилями на выход преобразователя формируется трехимпульсное выпрямленное напряжение tl Недостатком такого преобразователя являются повьппенная установленная мощность трансформаторного оборудования и высокий уровень пульсации выпрямленного напряжения, ограничивающи е его применение. Известны также трехфазные однотактные преобразоватехги переменного напряжения в постоянное с шестипульсным режимом выпрямления, выполненные на основе трехфазного трансформатора с двумя вторичными обмотка ми, соединенными в прямую и обратную звезду, и подключенные к выходным зажимам преобразователя через вентили непосредственно, либо дополнительно через уравнительньШ реактор 2. Несмотря на то, что все вентили и вторичные обмотки трансформатора работают в однотактном режиме выпрям ления, за счет их удвоенного количес ва на выходе преобразователя формируется шестипульсное выпрямленное напряжение с пониженным уровнем высших .гармоник. Недостатком шестипульс ных преобразователей переменного напряжения являются либо повышенная установленная мощность трансформатор но-вентильного оборудования, либо необходимость установки дополнительного уравнительного реактора (двухфазного или трехфазного). Наиболее близким к предлагаемому является шестифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с соединенными в треугольник первичными обмотками и соединенными в звезду вторичными, подключенными к трехфазному уравнительному реактору, полуобмотки которого подключены к электродам шести вентилей, свободные электроды которых объединены, образуя совместно с нулевой точкой звезды вторичньк обмоток выводы постоянного тока З . Недостатки известного устройства состоят в повьшенной мощности трансформатора и трехфазного уравнительного реактора. Цель изобретения - уменьшение требуемой мощности. Эта цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной трехфазный двухобмоточный трансформатор, вьгеоды первичной обмотки которо:го образуют входные выводы, а вторичная обмотка, соединенная в звезду с нулевой точкой, образующей первый выходной вывод, связана с электродами одной группы из трех вентилей, другие объединенные электроды которых образуют второй выходной вывод, а также - другую группу из трех вентилей, соответствующие электроды которых подключены к второму выходному ВЫВОДУ, введен дополнительный трехфазньпЧ двухобмоточньй трансформатор, первичные обмотки которого соединены в звезду и включены последовательно с первичными обмотками основного трансформатора, а вторичные обмотки, соединенные в звезду с нулевой точкой, подключенной к первому вьпсодному выводу,свободными вьгоодами подключены к Другой группе вентилей. На фиг.1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 диаграммы токов и напряжений, характеризующие его работу. Преобразователь содержит трансформаторы 1 и 2 и вентили 3-8. Первичные обмотки трансформаторов 1 и 2 включены между собой встречно-последовательно и соединены в общую трехлучевую звезду, свободные концы которой образуют входные вьшоды преобразоват ля. Вторичные обмотки трансформаторов 1 и 2, соединенные в идентичные трехлучевые звезды с общей.нулевой точкой, образующей первый выходной вывод преобразователя, свободными выводами подключены через две группы вентилей 3, 4, 5 и 6, 7, 8 к второму выходному выводу преобразователя. Работа устройства осуществляется следующим образом. При подаче на вход преобразователя трехфазного переменного напряжения происходит деление сетевого напряжения по встречно-последовательно между собой соединенным первичным обмоткам трансформаторов 1 и 2 с фор мированием на их вторичных обмотках шестифазной системы напряжений, выпрямляемых вентилями (диодами), 3-8 в постоянное. т Мгновенное значение выпрямленного напряжения в данной схеме до- i стугается то же, что в прототипе. При этом роль уравнительного реактора играет одна из первичных обмоток трансформаторов. Вторая и кратные ей гармоники оказываются приложенными не к обмоткам отсутствующего уравнительного реактора, а к вторичным и, соответственно, первичным обмоткам силовых трансформаторов 1 и 2 (фиг. 2 в, д). Однако за счет поочередной работы софазных обмоток трансформаторов 1 и 2 и последовательного соединения их первичных обмоток нескомпенсированные вторые и кратные ей гармоники суммируются и отсутствуют на входных 3 ажимахпреобразов ателя. Вентили 3, 4,5 и 6, 7, 8 находятся в открытом состоянии по 180эл град, и проводят средний ток 1/6 li с амплитудой равной 1/3 i (фиг. 2г где i 8 время протекания тока в соответствующих вентилях. Постоянная составляющая выпрямлен ного напряжения составляет Uj (фиг. 2б). Амплитуда обратного напряжения Uftn на вентилях составляет U, . trtOtX и-) 2 ,х i2 Uoct (фиг. 2в). Действующее значение тока вторичной обмотки трансформаторов 1 и 2 и вентилей 3-8 составляет Ij /з4. Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора без учёта второй гармоники составляет 2 .2 Расчетная мощность одного трансформатора составляет р Ew.. 1 П т 1. 2A555 p 785 Q g7.j. . Суммарная расчетная мощность двух трансформаторов составляет 1,34 Pj . При идентичности схем соединения вторичньпс обмоток трансформаторов 1 и 2 их первичные обмотки могут включаться между собой встречно-последовательно и, наоборот, согласно-последовательно - при соединении вторичных обмоток трансформаторов в прямую и обратную звезды с целью обеспечения на в 1ходе вторичных обмоток трансформаторов шестифазного результирующего напряжения. Между собой последовательно соеди ненные софазные первичные обмотки трансформаторов 1 и 2 могут соединяться как в звезду, так и в треугольник. Во всех случаях при работе как на активную, так и йа активноиндуктивную нагрузку обеспечивается суммарный шёстипульсный режим выпрямления с дпительностью проводящего состояния вентилей по 180 эл. град, с диаграммами Токов и напряжений идентичных фиг.2«

Ud

и .i/a; UA1TJ .1

18

fJL

13

LM.

,15

l7

I f3 i и

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий основной трехфазньй двухобмоточный трансформатор, выводы первичной обмотки которого образуют входные А В С выводы, а вторичная обмотка, соединенная в звезду с нулевой точкой, образующей первый выходной вывод, связана с электродами одной группы из трех вентилей, другие объединенные электроды которьк образуют второй выходной вывод, а также - другую группу из трех вентилей, соответствующие электроды которых подключены к второму выходному выводу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения требуемой мощности, введен дополнительный трехфазный двухобмоточный трансформатор, первичные обмотки которого соединены в звезду и включены последовательно с первичными обмотками основного трансформатора, а вторичные обмотки, соединенные в звезду с нулевой точкой, подключенной к первому выходному вьшоду, свободнымивыводами подключены к другой группе вентилей. иг.1

Фиг.2