Преобразователь переменного напряжения в постоянный ток Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в мощных низковольтных источниках питания постоянного тока.

Цель изобретения - улучшение мас- согабаритных показателей.

На фиго1 приведена принципиальная схема преобразователяI на фиг, 2а., б, в - диaгpa мы тока, характеризующие работу преобразователя на фиг«3 - модификация преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит трехфаз- ньй трансформатор 1 с обмотками 2-4,, тиристоры 5-10, датчик тока, включающий вспомогательньй выпрямитель-11 и трансформаторы тока 12 блок сие™ темы 13 автоматического управления (САУ),

Концы первичной обмотки 2 транс форматора 1 образуют входные выводы преобразователя, а нулевые точки вторичных обмоток 3 и 4s соединеннык в идентичные звезды, образуют его ходные выводы.

Концы вторичной обмотки 3 трансформатора 1 подключены через первичные полуобмотки трансформатора тока 12 и пары вентилей-тиристоров 5 и 6, 7 и Sj 9 и to к смежным по фазе концам второй вторичной обмотки 4 трансформатора 1 о

Устройство работает апедующим об разом.

При подаче на вход преобразователя трехфазного сетевого напряжения на его вторичных обмотках 3 и 4 форми™ руются две идентичные трехфазные сис темы напряжений. Тиристоры S-tUj под- кдвоченные между смежными по фазе концами вторичных обмоток 3 и 4j обеспечивают выпрямление разности фазных вторичных напряженийэ т,е, линейного вторичного напряжения, с формированием на входных клеммах преобразователя (между его нулевыми To4kaMH) шес- тиимпульсного вьтрямленного напряже

1ШЯ „

При подключении к выходным выводам преобразователя нагрузки по цепи преобразователя и через нагрузку протекает ток, величина которого определяется нагрузкой и углом управления тиристоров ,

На фиг.2а показана форма тока, протекающего в нагрузке (шестипульс- ный постоянньй ток), во вторичных об

o

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мотках трансформатора (импульсный, длительностью по 120 эл. град), через тиристоры (импульсный, длительностью по 60 эл. град) при угле управления тиристорами с/я;0.

Регулирование или стабилизация выпрямленного тока на требуемом уровне обеспечивается с помощью блока САЦ 13, в которой происходит сравнение опорного сигнала с сигналом обратной связи от датчика тока.

Датчик выходного тока преобразователя включает в себя однофазньй трансформатор переменного тока 12 с одной выходной вторичной обмоткой и шестью первичными обмотками, вклю- ченнь ми в вентильные плечи согласно последовательно с нечетными тиристо- ipaMH 3, 7, 9 и встречно- последова- тельно с четньми тиристорами.

Поскольку, тиристоры 5-10 пропускают поочередно через 60 эл град , импульсы тока длительностью по 60 эл. град., то результирующий поток и ток вторичной обмотки трансформатора тока имеют утроенную частоту в 150 Гц за счет указанного включения первичных обмоток трансформатора тока 12 (фиг,2б). Собственно датчик тока обеспечивает выпрямление переменного тока в постоянный с формированием соответствующего пропорционально ему напряжения, которое сравнивается в блоке САУ 13 с задающим И.ПИ опорным напряжением выработкой- формированием управлякдащх импульсов Д/1Я включения тиристоров 5-10 с требуемым фазовым углом их включения.

Таким образом, благодаря указанному включению трансформатора тока через шесть первичньвс обмоток в вентильные цепи преобразователя вместо трех трансформаторов тока на частоту в 50 Гц используется всего один однофазный трансформатор тока, работающий на устроенной частоте (150 Гц). Этими факторами обеспечивается упрощение схемы преобразователя, поскольку один трансформатор тока всегда проще Tpexs и уменынение массогаба- ритных показателей преобразователя как за счет использования вместо трех трансформаторов тока одного, так и за счет увеличения рабочей частоты в три раза, что ведет к квадратичной зависимости снижения массо- габаритных показателей,трансформатора тока.

Возможны различные конструктивные варианты вьтолнения общего трансформатора тока. При вьшолнении первичных обмоток многовитковыми их выполняют в виде трех пар согласно последовательно соединенных полуобмоток (фиг.1), расположенных симметрично относительно вторичной обмотки. При одновитковых первичных обмотках трансформатора тока их вьшолняют в виде шести изолированных токопроводов, включенных попарно встречно-последовательно в софазные вентильные плечи.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянный ток, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в

идентичные звезды и образующими своими нулевыми точками вьпсодные вьшоды, шесть управляемых вентилей, включенных между смежньв и по фазе концами вторичных обмоток через шесть основных соответствующих первичных обмоток трансформатора датчика тока, вторичная обмотка которого подключена к вспомогательному вьшрямителю, выводами постоянного тока подключенному к блоку автоматического регулирования, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, трансформатор датчика тока выполнен однофазным, на утроенную частоту, его осиовные первичные .. обмотки объединены по две, выполнены с равным числом витков и включены встречно.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение в мощных низковольтных источниках питания постоянного тока. Цель, изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Эффект достигается за счет того, что в известный преобразователь переменного напряжения в постоянный ток, выполненный по трехфазной кольцевой схеме на тиристорах 5-10 и трансформаторе 1 с двумя группами вторичных обмоток 3 и 4, введен однофазньй трансформатор 12 тока,.работаюпрй на утроенной частоте. Утроенная частота работы указанного трансформатора обеспечивается тем, что его первичные обмотки имеют равное число витков (возможно по одному витку) и включены встречно-параллельно по току в софазные вентильные плечи. Вьшрямитель 11 преобразует переменньй ток утроенной частоты в постоянный, величина которого пропорциональна току нагрузки. Выходной ток выпрямителя 11 является сигналом обратной связи для блока системы 13 автоматического управления, которая и осуществляет стабилизацию выходного тока. Зил. (Л 4: СО

L3a i,a /j/ I /jo- ij ij/F isc

i I- I l- l I

i-s e I T p r I i7 t 8 d

I

(п 5

и В

t 8

I

фиг. 2

.

ФиВ.Ъ