Многофазный преобразователь электрической энергии Советский патент 1986 года по МПК H02M7/17 

дом контуре тOKопрсхождения, цик- шенных токах нагрувки с одновременлически сменяющемся внутри периода ным обеспечением высокого качества преобразуемых ЗДС. Это позволяет ис- преобразования энергии и повьшшнием пользовать преобразователь при повы- надежности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1265949

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве вторичного источника .электропитания. Цель изобретения - повышение надежности, Vлyчшeние качества преобразования энергии и расширение области применения.Преобразователь содержит электромагнитный аппарат с разделенными на секции вентильными обмотками и многоячейковый вентильный мост, включающий вентили 1-24. Вентильные обмотки разделены на секции и соединены нежду собой последовательно, образуя замкнутую многоугольную звезду. Каждая секция вентильных обмоток снабжена отводами Qj- 4, Ь,- t , с,-с. Отводы с помощью линий соединены с выводами переменного тока вентильного моста, к выходу постоянного тока которого подключена нагрузка 25. Благодаря снабжению секций обмоток от-. водами и выполнению вентильного моста с числом плеч, равным числу отводов, между отводами двух разных секций данной фазы, расположенных о S противоположно относительно центра звезды вентильных обмоток, образует(Л ся наибольшая разность потенциалов, создающая диагональную ЭДС,под действием которой открывается естественным образом соответствующая пара вентилей многоячейкового моста. Остальные вентили моста в это. время закрыты образующимся ira них обратным напряжением. В результате на-; грузка 25 обеспечивается током в кажл г а го гг гч г t f t to a 4iii2 ii2 2kiii м$мМММ$ / 3 5 7 f tf 1} fS 17 a tt a Фиг1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания (ВИП) преимущественно при напрялсе 1иях потребителя, превышающих примерно на, порядок напряжение смещения вентилей, т.е. при десяткахсотнях вольт и выше, в случае кремниевой структуры полупроводника, при повышенных токах нагрузки и одновреманном обеспечении высокого качества преобразования энергии.

Цель изобретения - повьшение надежности, улучшение качества преобразовдиия энергии и расишрение области применения.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема преобразователя при соединении вентильных обмоток в шестиугольную звезду; на фиг. 2 - векторная диаграмма токообразующих ЭДС S, (j 1,12)l) , или Н -х импульсов выходного.напряжения U , пясняющая в фазовой плоскости принцип действия преобразователя на фиг.З- 5 - схема преобразователя при соединении вентильных обмоток в двух-, четырех- и восьмиугольную звезду.

Преобразователь (фиг.), содержит двенадцатиячейковый вентильньй мост, с двадцатью четырьмя преобразовательны ш элементами - вентилями 1-24, к выводам постоянного тока которого подключена нагрузка 25, а вьшоды переменного тока соединены посредст- вом двенадцати линий с отводами °4-uIi, bj-bj,,, с,,-С4, вентильных обмоток фаз С1, 6 и :С, поделенных в каждой фазе па четыре секции O-i, Qi,Clj ,Cl4,bi Ьг j i, Ьл1, с, jCj Cj j и C. Секции соединены мелсду собой последовательно и топологически- образуют правильную замкнутую шестиугольную звезду (Jl 6 где Л - число линий) .

Преобразователь работает следушщим образом.

Между отводами двух разных секций данной фазы, расположенных противоположно относительно центра звезды (например, между отводами bj и bj), образуется наибольшая разность потенциалов из о.бщего числа Л - 1 возможных комбинаций пар отводов относительно данного. Эта наибольшая разность потенциалов образует -ю диагональную ЭДС (ДЭДС), под действием которой открывается соответствующая пара вентилей 1-24 - по одному из анодной (нечетные номера) и катодной (четные номера) их групп. В результате нагрузка 25 обеспечивается током в каждом JA--M контуре токопрохождения, циклически сменяющемся внутри периода преобразуемых ЭДС (, П, П В/2, где П - кратность пульсацииj В - число вентилей).

В частности, под действием ДЭДС S,, образованной между отводами Ьг и Ьз , открываются вентили 1 и 2, а остальные вентили в это время закрыты образующимся на них обратным напряжением явление коммутации не учитывается) .

Аналогичным образом фop шpyютcя остальные П - 1 импульсов вькодного напряжения и,(фиг,2, показаны в виде векторов Sju, при Sj4 указаны номера соответствующих открытых вентилей а также отводы, между которыми образуются действующие в данный момент ДЭДС).

При выполнении отводов с числом витков частей , каждой-секции обмотки в соотношении sin(29 -up) :sinlp siп(ЗCн+30)° : sin 1 при - отсчете первой из них, примыкающей к вершине звезды (например,., частей ai,ci, и cif, фиг.1), устройство обеспечивает на нагрузке последовательность знакопостоянных импульсов с равнь ш амплитудами и фазовым сдвигом на 29 2f/n 30 эл.град. относительно друг дру3га (фиг,2), при этом Ч - половина угла при вершине звезды, О J/n половина периода огибающей выходно напряжения в режиме холостого хода П - частотная кратность пульсаций этого напряжения). При иных значениях Л , т.е. при соединении вентильных обмоток в ины л-угольные звезды (, фиг.З; , фиг. 4, л 8, фиг.5) протекающие в устройстве процессы и обес печиваемый при этом положительный эффект аналогичны описанным. Формула изобретени 1. Многофазный преобразователь электрической энергии, содержащий электромагнитный аппарат с разделен ными на секции вентильными обмоткаьш, которые соединены между собой последовательно и топологически о.бт разуют замкнутую Л.-угольную звезду и л линий, подключенных к выводам переменного тока Л -ячейкового вент тильного моста, вьшоды постоянного тока которого образуют выходные выводы, отличающийся тем.

/«Х;дгш;,г ,,2;

Uo П12

,ffJ.

.,;

у .,i7,d)

/

Sslcics-.d.Wj

Фиг.2 494 что, с целью повьшения надежности, улучшения качества преобразования энергии и распшрения области применения, он снабжен л -вентильным мостом с присоединенными к нему Л линияьш, выводы постоянного тока которого соединены однополярно параллельно с выводами л -ячейкового моста, образуя Л -ячейковый вентильньй мост, л), а свободные выводы Л-линий подключены к отводам, дополнительно введенным по в каждую секцию вентильных обмоток, и образуют основную преобразовательную структуру. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в наго дополнительно введена аналогичная преобразовательная структура, выводы постоянного тока котррой-соединены параллельно или последовательно с выводаьш постоянного тока основной структуры. 3.Преобразователь по п. 2, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что выводы постоянного тока основной и дополнительной преобразовательных структур автономны.