Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1989 года по МПК H02M7/162 

Изобрсте}1ие относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания при преобразовании электроэнергии трехфазного переменного }1апряжения в знакопостоянное с BbicoKoi f (двенадцятикратной) частотой пульсащ и его переменной составляющей при малом ее уровне и необходимости перераспределить ток нагрузки по слаботочным сек- вент1 льно11 обмотки (ВО) электромагнитного аппарата (ЭМА) за счет соединения их в -замкнутые контуры. Устройство применимо также в качестве инвертора .

Цель и:зобре 1 ения - расширение области применения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя напряжения при соединении секций трехфазной вентильной обмотки (ВО) электромагнитного аппарата (ЭМА) в три фазо- сдвинутых на 120° правильных замкнутых треугольника с отводом от одной из сторон каждого из них и подключением к отводам и одной из вершин каждого треугольника ВО шестиячейко- вого вентильного моста на неуправля- емьк или управляемых преобразовательных элементах (ПЭ); на фиг. 2 - изображение соединенных секций ВО ЭМА в топологическом виде; на фиг. 3 - векторная диаграмма, поясняющая в фазовой плоскости формирование двенадцати фазосдвинутых импульсов 8д, („ 1,12) знакопостоянного выходного напряжеСП

ю д

SD

3150

ния Up при реализации устройства по схеме фиг. 1 и 2; на фиг. А и 5 - то же, что на фиг. 2 и 3, модификация схемной реализа1Ц1и преобразова- теля, при введении вспомогательных отводов в другие (относительно дополнительных отводов) половины секций ВО и подключении этих отводов к трем первым выводам шестиячейково- го моста при сохранении соотношения витков от средних до присоединенных отводов как - 1), установленного для реализа1и1и по фиг. 1 для витков половины первой секции и вит- ков до ее дополнительного отвода. При этом на фиг. 3 и 5 указаны при Si, число и номера одновременно последовательно токопроводя щих в данный момент ПЭ, а также обозначения выводов и отводов больших секций ВО ЭМА, между которыми формируется наибольшая в данном контуре токо- прохождения разность потенциалов, определяющая для него наибольшие (диагональные) ЭДС. Этим упрошается понимание механизма действия устройства при обеспече)ши им двенадцатикратной частоты пульсации за счет секторного принципа, а также нагляд- но иллюстрируется выявление упрощенного алгоритма управления преобразовательными элементами моста в случае вьшолнения устройства управляемым (стабилизированным).

Устройство (фиг.1 и 2) содержит ЭМА, трехфазная вентильная обмотка которого разделена в каждой фазе на две неравные , , , ЧУ, c,z,, ojz с отводами .Cj и средними точками aj , bj , c,i . от больших секций. Преобразователь содержит также преобразовательные элементы 1-12, соединенные в две группы - катодную (четные номера) и анодную (нечетные номера), которы образуют шестиячейковый вентильный мост 13. Выводы постоянного тока моста 13 через фильтр 14 (или без него) образуют выходные выводы 15 и 16, к которым подключается нагрузка 17, а также система стабилизации управления, заш11ты и коммутац 1и (СИУЗК) 18. При этом числа витков малой и равной ей половины большой секций, а также витков от ее средней точки до отвода могут быть установлены в каждой фазе в соотношении 1:(-в - 1).

Устройство (фИг.1 и 2) работает следуюш 1м образом.

Как следует из фиг. 2 и 3, на выходе устройства при наличии переменных ЭДС на секциях ВО формируется двенадцать знакопостоянных импульсов S амплитуды которых при вышеуказанных соотношениях витков одинаковы, а д. тительности импульсов равны 30 эл.град. при том же последовательно 30-градусном фазовом сдвиге одного импульса относительно другого. Состав элементов для каждого -го контура токопрохождения ясен из фиг. 3.

Тем самым относительно известного устройства (прототипа) частотная кратность пульсации уветичена в 2, а ее уровень улучшен в 4 раза, что существенно улучшает спектральный состав выходного напряжения и потребляемого тока, улучшая массогаба ритные и стоимостные показатели фильтро-компенсирующих устройств, повышая качество преобразования электроэнергии.

Возможности устройства расширяются за счет его модификации, предсталенной на фиг. 4 и 5, причем алгоритм управления для обеих реализаций в случае выполнения преобразователя управляемым (стабилизированным или регулирующим) одинаков и сравнительно прост. Несмотря на мостовую структуру, сигналы управления от СИУЗК 18 достаточно подавать лиш на один ПЭ через интервал дискретности в следующей последовательност на ПЭ 1,3,4,6,5,7,8,10,9,11,12,2, что также расширяет схемно-техничес кие и функциональные возможности данного преобразователя. При этом, несмотря на гальванически связанную систему вентильных секций, высокое качество преобразование энергии обеспечено благодаря переводу извесного устройства (прототипа) на секторный принцип действия, а конфигурация изображения соединенных секций ВО ЭМА сходна с изображением вентилятора, в связи с чем реализации данного преобразователя относят к подгруппе схем с сокращенным названием вентсек со свойственными им пoлoжитeльны п качествами, частично показанными выше. Этим расширяется область практическ 1го применения устройства в народном хозяйстве страны.

Формула изобретения

1, Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий электромагнитный аппарат, трехфазная вентильная обмотка которого разделена в каждой фазе на две секции в соотношении 1:2, причем большие секции соединены между собой средними точками, образуя и1естилучевую звезду, а малые секции соединены своими выводами с разноименными выводами двух разных по фазе больших секций и топологически образуют три сдвинутых на 120 правильно замкнутых треугольника, причем одни одноименные выводы больших секций подключены к первым трем из шести выводов переменного тока шестиячййкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, первые секции со стороны других выводов снабжены в каждой фазе дополнительным отводом, который подключен к од8

Сг г Z, к; с,/с,

ному из трех остальных выводов пере-, менного тока .указанного моста. .

2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что-числа . витков половины первой секции и витков от средней точки до дополнительного отвода установлены в каждой фазе в соотношении 1:( УЗ - 1).

3.Преобразователь по пп,1 и 2, отличающийся тем, что введенная система управления обеспе чивает подачу сигналов управления через интервал дискретности последоват ельно на первый, третий, четвертый, шестой, пятый, седьмой, восьмой, десятый, девятый, одиннадцатый,

20

L2wS2I2S; «-г- | ТТТТ I ,

двенадцатый и второй преобразовательные элементы моста при нечетной их нумерации от первого по одиннадцатый в анодной и четной нумерации от второго по двенадцатый - в катодной группах и последовательной нумерации от первого по двенадцатый в порядке 25 естественного их открытия при выборе. очередного из двенадцати импульсов выходного напряжения в качестве исходного (первого).

10 12 г 4 6 г- IS

6 p-i

1-I /4h

0

Hilllllllil

1 3 5 7 9 f1 Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания. Цель изобретения - расширение области применения. Преобразователь содержит преобразовательные элементы 1-12, соединенные в шестиячейковый вентильный мост 13 с подключенными к нему фильтром 14 и системой 18 стабилизации, управления, защиты и коммутации, которая, как и нагрузка 17, присоединяется к выходным выводам 15 и 16. Благодаря введенным отводам с определенным соотношением витков существенно улучшается спектральный состав выходного напряжения и потребляемого тока, обеспечивая высокое качество преобразования электроэнергии. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Фиг.2

, °S, (а, а;-, 1,2)

(o,b,,ii,2)S

пЛ У

,;//,/г/лч. ч

/ . .

). J S(b,C,6)

W

:о

Cibf-J1,1Q)

Sg

f

S(u,Cf,

/ ,4),;

/

у(ь,,б)

/ у

(с,с; ,9,Ю) (b,a, J.5)

() S7(0i at}7.8) Фиг. 3

Uo

Si (ffiOfi 1.2}

(а;ь1; ii.2}Si2 s2 (a;c; .j.2)

( 11,12). /..Л(Л -.З.)

(c;t;; /f,/fl; J,j- { p) :- -Л ,б}

(.io) (b:b ; 5,6)

(Cf a;-. 7,10} jX-i s(b(j, 7.6) Sr(a;(i; j,}

Фиг. 5

Составитель Е.Мельникова Редактор М.Товтин Техред м.Ходанич

Заказ 4887/54

Тираж 646

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

Фиг Л

Корректор Т.Малец

Подписное