Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1988 года по МПК H02M7/17 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питаниях многих нагрузок с независимым регулированием напря- жения на каждой из них.

Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п-нагрузок.

На фиг. 1 представлена принципи- альная схема преобразователя для случая п 3, m 1; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу схемы для случая п 3, U1 0. При зтом использованы следующие обозначения:

ciк da.i U(ij - выпрямленные напряжения катодной, анодной групп и их суммарное; .

-и т

бл .

- токи со

ответствующих вентилей;.

регулирования катодных, анодных и нулевых вентилей

Преобразователь переменного тока в постоянный для п нагрузок с неза- висимым регулированием (фиг. 1) содержит источник мощности (им) по схеме: шестифазная звезда с нулем, функцию которого могут выполнять трансформатор или генератор с фазами а, Ь, , с,, а, Ь, с, 6п катодньк вентилей (1К, ..., 6К); 6(n-m) анодных вентилей (1А, ..., 6А), 2(п-т) уравнительных реакторов УР1К, УР1А-УРпК, yP(n-m)A, Зп нулевых вентилей (НВ) и п-нагрузок N, которые могут иметь как равные, так и разные номинальные напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Сначала изменяются углы регулирования катодных групп вентилей в диапазоне 0-180 эл.град, а углы а. и в/ равны нулю. При зтом выпрямленное напряжение di,- d изменяется в относительных единицах с 1 до 0,5, а коэффициент мощности в конечных точках этого интервала сохраняет сво значение, равное 0,955. Минимальное максимальное значение коэффициента мощности составляют на указанном отрезке регулирования соответственно 0,91 и 0,969. Затем о( остается неизменным (импульсы могут быть сняты) а изменяется . с нуля до 90 эл.град При этом д продолжает оставаться равным нулю. Относительная величина выпрямленного напряжения изменяется от 0,5 до 0. На этом отрезке коэффи

д 5

5

0

5 о

0

j

0

5

циент мощности и уровень пульсации практически в 2 раза лучше, чем в обычных схемах,

Для перехода в инверторный режим необходимо начать изменение «, . При углах регулирования, равных нулю, выпрямленное напряжение холостого хода (х.х.) равно I.BUg, через каждый вентиль протекает ток, равный 1/3 выпрямленного, продолжительностью 180 эл.град. При регулировании вьшрямленного напряжения изменением угла регулирования катодной группы нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования, в то время как в трехфазных схемах с продолжительностью вентильного тока 120 эл.град. нулевые вентили вступают в работу при углах регулирования более 30 эл. град. Это позволяет увеличить коэффициент мощности в начальном интервале регулирования до 30 эл.град.

Работу устройства поясняют диаграммы (фиг. 2), На фиг. 2а приведены диаграммы напряжения токов itra iяк через вентили для первой нагрузки при углах регулирования, равных нулю. При этом вьшрямленное напряжение и коэффициент мощности равны максимальным величинам.

На фиг. 26 и 2в приведены аналогичные диаграммы для второй и третьей нагрузок при углах регулирования катодных групп « , равны соответственно 60 и 120 эл. град., и при углах регулирования в анодных группах и нулевых вентилей, равных нулю. Нулевые вентили первой нагрузки не проводят ток, а второй и третьей соответственно 60 и 120 эл. град. (см. на диаграммах заштрихованные площадки). Если выпрямленные напряжения первой нагрузки принять за единицу, то второй и третьей при о, , равном 75 и 150 эл. град, составляет приблизительно соответственно 0,81 и 0,53. При этом коэффициенты мощности будут приблизительно равны 0,955.

Если принять, что источник мощности имеет номинальное выпрямленное напряжение 825 В, то на нагрузках при указанных углах регулирования будут напряжения соответственно 825 В, 660 В и 460 В, так что можно использовать двигатели с номинальным напряжением 750, 600 и 440 В, с высокими коэффициентами мощности при

общем источнике и независимом регулировании.

Это новое свойство целесообразно использовать в преобразователях, предназначенных прежде всего для резервирования.

Увеличенная до 180 эл.град. в данной схеме продолжительность протекания вентильных токов снижает коэффициент формы кривой до /Т по сравнению с трехфазными схемами, в которых он равен /3, что в полтора раза снижает вторую составлякицую потерь мощност в вентилях.

Схема сохраняет характеристики при переключении всех вентилей на противоположное направление тока.

Формула изобретения 20

1. Преобразователь переменного тока в постоянный для п нагрузок с независимым регулированием, содержащий трехфазный источник мощности, первой трехфазной системы, обмотки которого соединены по схеме звезда, запитанные от источника 3 п-катодных управляемых вентиля и три анодных вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощно- сти и снижения уровня пульсаций каждой иэ п-нагрузок, с возможностью обеспечения разных номинальных напряжений при их независимом регулировании, источник мощности дополнительно снабжен трехфазной системой, составляющей с первой щестифазную звезду с нулем, введены дополнительно Зп катодных управляемых вентилей, запитанных от второй трехфазной системы источника мощности, и 6(n-m-3) анодных вентиля (т О, 1, 2, .. п- -t), при этом 3(n-m-t) анодных вентиля запитано от первой трехфазной системы источника мощности, а 3(n-m) - ко второй, катоды и аноды, подключенные к одноименным фазам первой и второй трехфазных систем источника . мощности, соединены попарно, к их общим точкам в катодных группах подключен катод дополнительно введенного соответствующего нулевого вентиля, анод которого соединен с нулем шестифазной звезды, а также к ука

занным общим точкам в катодных и анодных группах подключены свободные вьшоды 2n-m дополнитечьно введенных трехфазных уравнительных ре акторов, обмотки которых соединены звездой нулевой точкой, образующей соответствующий выходной вывод.

2.Преобразователь по п. 1, о т - л и чающийся тем, что при

m 0 соответствующие выходные выводы образованы нулевыми точками уравнительных реакторов, подключенных к равным по мощности анодный и катодным группам.

3.Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что при т 1, 2, ..., п-1 выходным-выводом части нагрузок служит нулевая точка уравнительного реактора общей анодной группы.

4.Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения диапазона регулирования, все вентили вьтолнены управляемыми.

5.Преобразователь по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что, с целью упрощения- при отсутствии инвер- торного режима, на управляемых вентилях вьтолнены катодные и анодные группы.

6.Преобразователь по пп. 1,3 и 5, отличающийся тем, что, с целью упрощения, вентили общей анодной группы выполнены неуправляемыми.

7.Преобразователь по пп. 1, 3, 5 и6, отличающийся тем, что, с целью упрощения при диапазоне регулирования п-й нагрузки 50 jf 100%, нулевые вентили этой нагрузки, работающей совместно с общей, выполнены неуправляемыми.

8.Преобразователь по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что общая анодная группа вентилей выполнена на ток, меньший суммы номинальных токов нагрузок, работаюш;их совместно с общей.

9.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что уравнительные реакторы выполнены из трех

отдельных реакторов.

flll

..

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питаниях многих нагрузок с независимым регулированием напряжения на каждой из них. Цель изобретения - повьшение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п нагрузок. Преобразователь (П) содержит основную трехфазную систему (ОТО), соединенную по схеме звезда, подключенные к ней Зп катодных управляемых и три анодных вентиля, источник мощности содержит дополнительную трехфазную систему (ДТС), составляющую с основной . шестифазную звезду (ШЗ) с нулем, Зп катодных управляемых вентилей, соединенных с ДТС, и 6(n-m) анодных вентилей, при этом 3(n-m-1) анодных вентилей запитано от ОТС, а 3(n-m) - от ДТС. Катоды и аноды противофазных вентилей, соединенных с первой и второй трехфазными системами источника мощности, соединены попарно, к их общим точкам подключено 2n-ni дополнительно введенных уравнительных реакторов (УР), к каждому внешнему выводу которых в катодных группах (КГ) подсоединен катодом дополнительный вентиль, анод последнего подсоединен к нулю ШЗ, при этом средние точки КГ служат одним выводом для постоянного тока, а анодных rpynrt (АГ) - другим. Кроме того, вторым выводом п-й нагрузки спуткит нулевая точка УР общей группы. При углах регулирования, равных нулю, вьтрямленное напряжение холостого хода равно 1,8U2 , через каждый вентиль протекает ток, равный 1/3 выпрямленногоi продолжительностью 180 эл.град. При регулировании вьтрямленного напряжения изменением угла регулирования КГ нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования. Увеличенная до 180 эл.град. в данной схеме продолжительность протекания вентильных токов снижает коэффициент формы кривой до 12 по сравнению с трехфазными схемами, в которых он равен чЗ. 8 - 3.п. ф-лы, 2 ил. S (Л 4 00 00 О)

CI

/V/7-r

. 7

i/ftfa-m}

fff-fn)rA

6б о i 4j « Cs Sf

I .- . - , ii.

{iV|/ V V Ч/ V 4. Ч/M I

./.-чдЛizzii:;

J4,ii vi:/ C;y cL/fCc-xCLxsLx-.-/tft . I ZH

I.: v : V :; V V. I-y I

Ч I ЛМ I .

I гмI

fff/

f . . . . ---.r /ar

I- ;; ;; ;; /; ;; - . ь;й i M Vi; x . . J tf-.

J-Ш-,-T fJO1

l/, pNrNTNrNTsrNfN .

...... -f. ,

I,. , . «.

I V : V / .;

ifeV

1Й/х

Редактор H. Горват

Составитель Е.Мельникова

Техред Л. Олийнык Корректор А, Обручар

Заказ 6849/54

Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

/M I

zzii:;

Ч I ЛМ T I . I iM.

izzii:;

-.-/tft . I ZH

I-y I

2Л.

ЕЖ

I гмI /Л

.

lea

C

/j

FJJJJJ/W

i M Vi; x Л . J tf-.

J-Ш-,-T fJO1

-

Подписное