Полупроводниковый преобразователь рода тока Советский патент 1986 года по МПК H02M7/44 H02M11/00 

ности OB 4, 5 амплитуда тока в одной из фаз начинает расти, что приводит к появлению поля возбу кдения второй фазы, возникающий в ней ток, в свою очередь, приводит к уменьше,иию тока первой фазы. Необходимые для компенсации реактивной мощности

витки Uj при больших параметрах Холла существенно меньше, чем основные витки Ui . При этом в магнитном поле удается запасти на 2-3 порядка больще энергии в единице объема, чем в электрическом поле. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может также использоваться в качестве компенсатора реактивной мощности управляв мого трансформатора. Целью изобретения является снижение габаритов Преобразователь содержит полупроводниковые пластины (Ш1) 1, размещенные . в зазоре магнитной системы 3с обмотками возбуждения (ОВ) 4, 5. ПП 1 секционированы и с помощью подводящих проводников 6,7 соединены с первичными обмотками 8 трансформатора с .1 магнитопроводом 9 и вторичными об(Л мотками 10. ОВ 4, 5 выполнены с числами витков соответственно tJ| и Wi . При правильном согласовании полярto о СП со 01

Изобретение относится к преобразователям постоянного тока в многофазный переменный, в том числе регулируемой частоты, многофазного переменного тока в постоянный и может также использоваться в качестве компенсатора реактивной мощности управляемого трансформатора. Целью изобретения является снижение габаритов преобразователя. На фиг. 1 представлена фаза преобразователя группового типа,общий вид па фиг, 2 - электрическая схеыа соединения по поперечному току двухфазного преобразователя; на фиг.3 вариант электрической схемы соединений по переменному току трехфазного преобразователя (т-рансформатор опущен) . Полупроводниковый преобразователь рода тока содержит полупроводниковые пластины 1, размещенные под полюсом 2 в зазоре магнитной системы 3 с обмотками 4 и 5 возбуждения с -числом витков Uj и Юд , соответственно полупроводниковые пластины секционированы, пары секционированных электродов с помощью подводящих проводников 6 и 7 соединены с первичными обмотками 8 трансформатора с магйитопрово,дом 9 jr вторичпыми обмотками 10. Схемы группового типа (фкг.1-3) составлены из однофазных систем возбуждения и трансформаторов. Преобра3ователь может быть выполнен с общим магнитопроводом возбуждения и трансформатором. .Схемы приведены для режима преобразования постоянного то-, ка в переменньй, нагрузка в цепь может подключаться либо последовательно в цепь вторичной обмотки 10 транс форматора, либо к отдельной обмотке 4 или 5 возбуждения параллельно вторичной обмотке 10 трансформатора. Преобразователь в режиме генерации переменного тока работает еледующим образом. Подается постоянное напрялсение на последовательно соединенные пластины 1 разных фаз. При достижении некоторой критической напряженности электрического поля Е, в системе начинают мягко развиваться автоколебания (от имеющих место случайных флуктуации). При правильном согласовании полярности обмоток возбуждения амплитуда тока в одной из фаз начинает расти, что приводит к появлению поля возбуждения второй фазы, возникающий в которой ток, в свою очередь, приводит к уменьшению тока . первой фазы, и т.д. Это приводит (фиг.2) к появлению двухфазных колебаний -(сдвинутых на 90 эл.град.), в схеме .(Фиг.З) возникает трехфазный ток. Трехфазные колебания могут быть по хучены как при согласном, так и встречном включении витков Ц, а также при наличии трех обмоток возбуждения в каждой фазе. Ток (напряжение) ограничивается на заданном уровне за счет .нелинейности Холловского типа. Необходимые для компенсации реактивной мощности витки Wj при больщ1 х параметрах Холла существенно меньше, чем основные витки Ц. Таким образом, в магнитном поле удается запасти на 2-3 порядка больше энергии в единице объема, чем в электрическом поле, т.е. дополнительный вес магнитной системы оказывается существвенно меньше, чем вес конденсаторов, необходимых .для компенсации реактивной мощности. Для оптимально выбранной нагрузки КПД преобразователя без учета потерь на возбуждение определя-ется из соотношения WHil (1), где f - число Холла, Wt b7S где - подвижность носителей заряда, Ь - действующее значение индукции магнитного поля. Для получения высокого | нужно иметь | 1, при - 200Г| может быть 99% и вьпие.- Высокие р можно получать, применяя материалы с высоким при больших индукциях & Так, возможно применение s качестве рабочего тела преобразователя антимо нида индия 0 7,8 при 300 К и MVB.C при 77 К. Применение антимонида индия при 77 К (азотной температуре) позволяет получить преобразователь с высоким КПД даже при обьиных ивдукциях магнитного поля Б 1 - 1,5 В с/м (Тл), а при менение сверхпроводящих магнитных си стем с индукцией - 5 - 10 Тл позволяет получить высокий КПД на анти монвде индия даже при нормальной тем пературе. Частотой генерируемых колебаний можно управлять числами витков Иi и Wi, закорачиванием отдельньк пар. электродов преобразователя. Преобразователь по свойствам ближе к генератору тока, чем к генератору напряжения, для него не опасно короткое заг-агкание, но холостой ход приводит к резкому увеличению потребляемого постоянного .тока. Регулирование можно осуществлять либо закорачиванием части секций преобразователя, либо управлением магнитным по; лем преобразователя. В отсутствие других нелинейностей кроме Холловско преобразователь вырабатывает строго гармонический ток. Если преобразователь подключить к многофазной сети переменного тока с нужным порядком чередования фаз в режиме ведомого сетью инвертора, то при частоте сети 0t и соответствующей частоте авто колебаний инвертора О последний име ет Созф 1, Если , имеем отри10 цательный Cosj/, эквивалентный емкостной нагрузке. При u)), Созф О, что эквивалентно индуктивной нагрузке. Таким образом, в рассматриваемом режиме преобразоват.ель выполняет функции компенсатора реактивной мощности, Если в ведомом сетью переменного тока преобразователе отключить источник постоянного тока и вместо него включить нагрузку, то по ней потечет постоянный ток, т.е. имеем преобраэгователь переменного тока в постоянный. И в данном случае в условиях симметрии фаз получаем постоянное напряжение без применения каких-либо фильтров. Формула изобретения 1. Полупроводниковьп преобразователь рода тока, содержащий подключаемые с торцов к источнику постоянного тока полупроводниковые пластины с секционированными электродами на боковых поверхностях, попарно подсоединены к отдельным первичным обмоткам трансформатора, причем указанные пластины размещены между парами полюсов в зазоре магнитной системы с обмотками возбуждения, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью снижения габаритов, трансформатор и магнитная система выполнены многофазными, каждая пара полюсрв магнитной системы содержит по крайней мере две-обмотки возбуждения, вторичная обмотка трансформатора каждой фазы соединена последовательно с обмоткой возбуждения своей пары полюсов, и по крайней мере с одной обмоткой возбуждения соседней пары полюсов, торцы пластин разных фаз соединены в последовательную замкнутую цепь, подключенную к источнику постоянного тока. 2i Преобразователь по п. 1, о тичающийся тем, что полупро- . одниковые пластины выполнены из.аи- ; имонпда индия и охлаждаются жидким зотом. 3. Преобразователь по пп. 1 и 2, тличающийся тем, что магитная система с обмотками возбуждеия выполнена сверхпроводящей.

Фиг.З