Преобразователь электроэнергии Советский патент 1987 года по МПК H02M7/162 

113

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективного источника питания .

Цель изобретения - упрощение и повышение технологичности.

1а фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - тоже в топологическом изображении, при этом точки подключения вентильных секций обмотки и выводам переменного тока моста изображены на обмотке кружочками с сохранением обозначений выводов и отводов вентильных секций, принятых на фиг. 1; на фиг. 3 - векторная диаграмма фазосдвинутых импульсов S (,10) выходного, напряжения и,, причем в скобках при 8,указаны номера естественным образом, открытых (проводящих в данный момент ток) преобразовательных элементов (ПЭ), а также указаны выводы секций вентильной обмотки, между которыми в текущем --м цикле токопро- хождения действует наибольшее,из все линейных значение ЭДС, именуемой диагональной ЭДС (ДЭДС).

Преобразователь электроэнергии (фиг. 1 и 2) содержит десять преобразовательных элементов ПЭ 1-10, собранных в пятиячейковый вентильный мост 11. Каждая вентильная ячейка моста содержит два последовательно соединенных вентильных плеча, образующих анодную (нечетные номера) и катодную (четные номера) их группы. Выводы постоянного тока моста образуют выходные выводы 12 и 13 с подключенной к ним нагрузкой 14, а выводы переменного тока моста подключены к трехфазной вентильной обмотке, разделенной в первых двух фазах,на две (а X, , а Х2 и Ь, у , Ьг Yi ) , а в третьей фазе - на три (,, Cj z. , с Zj ) секции. При этом все секции первых двух фаз и первые секции третьей фазы соединены последовательно между собой, образуя открытую треугольную звезду Ь , а, Ь , а третья секция Cj ЕЗ третьей фазы дополнительно снабжена отводами с и с , к которым подключены выводы Ь и х вторых секций первый двух фаз. Выводы а,,, а , Zj , Cj , Cj (на фиг. 2 отмечены кружочками) подключены к выводам переменного тока пятиячейкового венти

льного моста И, а чнсча нпткон норной и H l opoi i гокцш в . un1 из первых /твух фаз, первой), второй и третьей секций третье фазы, а также трех частеГ последней, поделенн1,)1х введен- нг)1ми отводами, могут быть установлены в соотношениях (а, х, Ь, У| ) : (SL х ЬгУг.) 0,419469:0,67371б ь 0,4195:

:0,6787; (c,z, c,z) 0,290266: : О, 61 8034i 0,2903:0,618; ( z) : О,148374:0,321285 0,1484: .0,3213 относительно амплитуды UQO выходного напряжения Uo в режиме холостого хода или в действующих значениях напряжения, взятых относительно среднего значения V,, выходного наяря- жения в режиме холостого хода, в соотношениях: 0,301545:0,487911 гО,3016:

:0,488; 0,208664:0,444288 0,2087: :0,4443; 0,106662:0,230963 0,1067: :0,231 соответственно.

, При этом ПЭ 1-10 выполнимы как неуправляемыми (НПЭ), так и управляемыми (упэ).

Преобразователь электроэнергии работает следующим образом.

Как видно из фиг. 2, из общего числа линейных ЭДС, равного десяти,

которые формируются между любой парой присоединительных выводов вентильной обмотки или между любой парой линий, соединяющих на фиг. 1 обмотку с вентильным мостом 11, лишь пять ЭДС имеют наибольшие значения. Они ся на фиг. 2 по диагоналям между чередующимися через один присоединительными выводами обмотки и именно эти ДЭДС после их выпрямления посредством моста 11 образуют на его вьгходе знакопостоянное нааряжение UQ. Его переменная составляющая при указанных соотношениях витков пульсирует с десятикратной частотой (), что наг лядно следует из диаграммы на фиг.З. I

При этом огибающая выходного напряжения Ufl представляется в фазовой плоскости в -виде десяти фазосдвинутых векторов, как это показано на фиг. 3. Из той же диаграммы видно, что при выполнении установленных соотношений витков смежные знакопостоянные импульсы Sy,( сдвинуты по фазе

друг относительно друга на 36 эл.град, причем в каждомус-м контуре токопро- хождения открыты естественным образом лишь два ПЭ из имеющихся десяти при смене их номеров от контура к

контуру, что также видно на фиг. 3. Явление коммутации или одновременной параллельной работы смежных контуров вследствие падения напряжения на внутренних сопротивлениях при этом не учитывается.

Аналогично устройство работает в случае, если все ПЭ выполнены управляемыми, причем ПЭ выполнимы как од- нопозиционно (на включение или на выключение), так и двухпозиционно (на включение и на выключение) управляемыми. При управлении (фиг. 3) в каждом контуре токопрохождения импульсы управления достаточно подавать лишь на один ЦПЭ, (в частности, при принятой на фиг. 1 нумерации ПЭ нечетно от 1 до 9 в анодной группе УПЭ и четно от 2 по 10 в их катодной груп пе сигналы управления можно, например, подавать последовательно на УПЭ 1, 4, 3, ,6 5, 8, 7, 10, 9 и 2), что в 2 раза меньше относительно известных мостовых преобразователей с . Тем самым относительно таких устройств алгоритм управления проще, как и реализующая его система управления.

Кроме того, относительно преобразователя с шестиячейковым вентильным мостом, подключенным к двухсекционной вентильной обмотке, соединенной в правильные треугольник и трехлучевую звезду, устройство обеспечивает лучшие энергетические, массогабаритные, стоимостные и надежностные показатели благодаря экономии суммарного числа вентильных витков в 3wi 4, 732: 3, 4 ;t 1,4 раза и коэффициентов превышения габаритной мощности вентильных обмоток и трансформатора в целом (в случае трансформаторной реализации преобразователя) в Экпр

:Knpj, 43:21,4 гг 2

и Э,

10

15

-.2о

2Г

30

35

40

К„рЛ11й :Кг,р 22, 1: 13,03 1,7 рлэп соответственно.

Формула изобретения 1 . Пр1- образователь электро: нергии, содержащий электромагнитное устройство, трехфазная вентильная обмотка которого разделена в первых двух фазах на две, а в третьей фазе - на три секции, причем вторая секция второй фазы соединена согласно с второй секцией третьей фазы, соединенной встречно с первой секцией первой фазы, которая подключена согласно к первой секции второй фазы, соединенной встречно с первой секцией третьей фазы, которая подключена согласно к второй секции первой фазы, образуя соединение открытая треугольная звезда, вершины которой, а также свободные выводы третьей секции третьей фазы, подключены к выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, при этом числа витков равных между собой пер-- вых секций первых двух фаз, а также витков третьей секции третьей фазы и равных между собой первой и второй ее секций установлены в соотношении 0,4195:0,618:0,2903, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения технологичности, третья секция третьей фазы дополнена двумя отводами и к ним подключены свободные выводы вторых секций первых двух фаз.

2. Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что числа витков равных между собой вторых секций первых двух фаз, а также образованных отводами центральной и равных между собой крайних частей третьей секции третьей фазы установлены в со- 45 отношении 0,6787:0,3213:0,1481.

)(j CLf Л Ct

/;

ЖЖЖЖЖ

Ю

-f

n«

/./..

Фиг.7

и,

n W

Фаг. 2

(a,,2jS,o (c ,10)3

-)ю.

...: .X

ч

H; 35(г,С2;Д4 ;

Редактор А. Лежнина

(Cj2,;7W)5,f:-- V

(C32,,7,e)$7 f-.. .. SjZjC.-W

../..-...i

(C3aj;5,g)Se Ss (230,5,6) Фи&.З

Составитель E. Мельникова

Техред А.КравчукКорректор М, Максимишинец

Заказ,4928/52 Тираж 659Подписное

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

jS,o

-)ю......,,(а,с,,2)

.... , , .X / X: S2(Z;Cj;/.

ч

H; 35(г,С2;Д4 ;

:-- V

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективного источника питания постоянного тока. Цель изобретения - упрощение и повышение технологичности. Эффект обусловлен уменьшенным суммарным числом витков за счет соединения секций фаз между собой, образующего открытую треугольную звезду. При выполнении преобразовательных элементов моста управляемыми упрощается система управления, так как сигналы управления можно подавать лишь на один из преобразовательных элементов. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.