Каскадный преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1987 года по МПК H02M7/10 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в качестве одноуровневого или многоуровневого равносту- , пенчатого источника питания постоянного напряжения.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей и расширение функциональных возможностей. 10

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя с четырьмя группами вторичных обмоток и тремя вентильными выпрямителями; на

При максимальной величине линейных напряжений а4сЗ, аЗс2, а2с1 ток (фиг. 2г) проводят вентили 10, 16 и 22. Остальные вентили оказываются з крытыми обратным напряжением, макси мальное значение которого достигает удвоенного максимального значения линейного вторичного напряжения одн группы вторичных обмоток. Обратное напряжение на вентилях 5, II и 17 представлено на фиг. 2в, на вентилях 10, 16, 22 - на фиг. 2д. Ток в каждом вентиле протекает в течение

фиг. 2 - диаграммы работы преобразова-15 1/6 части периода сетевого питания,

теля.

Преобразователь (фиг. 1) содержит четыре группы вторичных обмоток 1-А, соединенных в звезду и подключенных к трем вьшрямителям на вентилях 5-10 11-16 и 17-22. Каждый из трех вентильных выпрямителей соединен в кольцо. Выходные выводы 23-26 образованы нулевыми точками обмоток 1-4.

Кроме того, введены следую1цие обозначения (фиг. 2) U, U , U; , U),g , UCQ , Ufb - линейные напряжения вторичных обмоток трансформатора; - S,« AT вентилей 5, 1 1. и 17; -10 16 71 вентилей 10, 16 и 22; и 5,1, 7 напряжение на вентилях 5, 11 и 17; 11,0,16,22 напряжение на вентилях 10, 16 и 22; I , ,- максимальные, соответственно, ток и напряжение; ток в фазе а первой группы вторичных обмоток; 1 - ток в фазе а четвертой группы вторичных обмоток; фазе а второй и третьей групп вторичных обмоток.

Преобразователь работает следующим образом при подключении нагрузки к выходным выводам 23 и 26.

Питание преобразователя осуществляется от трехфазной сети через трех40 а сами токи и соотношения между ними те же, что у первой группы вторичных обмоток. Таким образом, первая и последняя группы вторичных трехфазных обмоток Трансформатора работают в рефазный трансформатор с.четырьмя груп- 45 жиме однополупериодного однотактного пами вторичных обмоток 1-4, линейные преобразования фазного тока, т.е.

так же, как в простой кольцевой схеме вентильного выпрямителя и имеют коэффициент расчетной мощности 1,48.

напряжения которых представлены на фиг. 2а. В каждый момент времени, без учета интервалов коммутации тока

с одного вентиля на другой, ток в на- 50 Промежуточные (средние) группы втогрузке идет под действием трех линейных напряжений вторичных обмоток, максимальных в данный момент времени, при этом ток одновременно проводят три последовательно соединенных вентиля. Так, при максимальной величине линейных напряжений а4ЪЗ, аЗЪ2, а2Ъ1 ток (фиг. 26) проводят вентили 5 , 1 1 и 1 7 .

При максимальной величине линейных напряжений а4сЗ, аЗс2, а2с1 ток (фиг. 2г) проводят вентили 10, 16 и 22. Остальные вентили оказываются закрытыми обратным напряжением, максимальное значение которого достигает удвоенного максимального значения линейного вторичного напряжения одной группы вторичных обмоток. Обратное напряжение на вентилях 5, II и 17 представлено на фиг. 2в, на вентилях 10, 16, 22 - на фиг. 2д. Ток в каждом вентиле протекает в течение

а обратное напряжение приложено к вентилю в течение 5/6 периода.

Ток в каждой фазе первой и четвертой групп вторичных обмоток протекает в течение 1/3 периода сетевого питания в одном направлении относительно каждой фазы, а ток в каждой фазе второй и третьей групп обмоток протекает в течение 2/3 периода, причем 1/3 периода - в одном направлении и 1/3 - в другом. Токи в фазах al (фиг. 2е), Ь , с1 первой- группы вторичных обмоток аналогичны и сдвинуты относительно друг друга на 1/3

периода. Токи в фазах а2, аЗ (фиг.2з) аналогичны токам в фазах Ъ2, ЪЗ, с2, сЗ второй и третьей групп вторичных обмоток, причем токи в разноименных фазах сдвинуты относительно друг друга на 1/3 периода. Токи в фазах а4 (фиг. 2ж), Ь4, с4 четвертой группы вторичных обмоток направлены в другую сторону по сравнению с токами в фазах первой группы вторичных обмоток,

а сами токи и соотношения между ними те же, что у первой группы вторичных обмоток. Таким образом, первая и последняя группы вторичных трехфазных обмоток Трансформатора работают в режиме однополупериодного однотактного преобразования фазного тока, т.е.

ричных обмоток используются в режиме двухтактного преобразования фазного тока и имеют коэффициент расчетной мощности 1,045.

55 Напряжение на выходных выводах 23 и 26 преобразователя в каждый момент времени определяется суммой трех максимальных в данный момент времени линейных напряжений между разноименными

фазами четвертой и третьей, третьей и второй, второй и первой групп вторичных обмоток трансформатора.

Напряжение на выходных выводах 23 и 25 определяется суммой двух линейных напряжений между разноименными фазами третьей и второй, второй и первой групп вторичных обмоток трансформатора, а на выходных выводах 23 и 24 - линейными напряжениями между фазами второй и первой групп вторичных обмоток.

Для уменьшения искажений, вносимы в сеть, и уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения трехфазный трансформатор может быть выполнен с вращающимся магнитным полем с несколкими, например четырьмя, группами вторичных обмоток, каждая из которых соединена в звезду, при этом все группы обмоток пространственно сдвинуты относительно друг друга на угол

м

, где И - количество групп вторич

ных обмоток.

Формула изобретения

0

5

Каскадный преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор с N группами трехфазных вторичных обмоток, гдеН52, каждая из которых соединена в звезду и подключена к вентилям вьтрямителей, которые соединены последовательно, при этом обмотка каждой фазы одной группы обмоток соединена через два вентиля с обмотками двух других фаз смежной группы обмоток, образуя

5 кольцо, отличающийся тем,

что, с целью улучшения знергетических показателей и расширения функциональных возможностей, трехфазный трансформатор снабжен дополнительной трех0 фазной группой вторичных обмоток, которая соединена в звезду и подключена к вентилям, образующим кольцо между указанной дополнительной группой обмоток и смежной, при этом нулевые точки всех групп вторичных обмоток образуют выходные выводы.

с tftc «t. Ча Vk tw ц 1 ч. «с г

tjt

flVi/w

mw«

, m

ил7 Ьи

Фиг. г

Составитель Е, Мельникова Редактор И. Тупица Техред В.КадарКорректор л. Бескид

Заказ 3845/53 Тираж 659. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в качестве одноуровневого или многоуровневого равноступенчатого источника питания постоянного напряжения. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей и расширение функциональных возможностей. Поло5(сительный эффект обусловлен возможностью питания многих нагрузок от выводов 23-26, Напряжение на выводах 23 и 25 определяется суммой двух нелинейных напряжений между разноименными фазами третьей и второй, второй и первой групп вторичных обмоток 1-4 трансформатора. Для уменьшения искажений, вносимых в сеть, и уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения трехфазный трансформатор может быть выполнен с вращающимся. магнитным полем со сдвинутыми в пространстве группами обмоток. 2 ил. б (Л bo со 4 оо к 25 5 2И