Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/217 

СЬ

ю ел

о

00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сетевого выпрямителя при построении преобразователей с бестрансформаторным входом. Цель изобретения - уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения в режиме понижения его среднего значения в раз. Устройство содержит трехфазный мостовой выпрямитель на диодах 1-6, входом подключенный к соответствующим фазам питающей сети. Выход выпрямителя через полностью управляемые ключевые элементы (транзисторы) 7, 8 соединен с выходными выводами устройства. Между выходными выводами включена цепочка из диодов 9, 10, общая точка соединения которых соединена с нулевой точкой питающей сети. Управление ключевыми элементами осуществляется с помощью блока управления, включающего синхронизированный с питающей сетью формирователь импульсов, имеющий утроенную частоту по отношению к частоте питаю щей сети. Указанное выполнение устройства обеспечивает понижение среднего значения выпрямленного напряжения при работе выпрямителя в ше- стиимпульсном режиме. 3 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сетевого выпрямителя при построении преобразователей с бестрансформаторным входом.

Цель изобретения - уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения в режиме понижения его среднего значения в VTpas.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг, 2 - вре- менныедиаграммыработы

преобразователя; на фиг. 3 - структурная схема (а) и временные диаграммы работы (б) узла управления ключами.

Преобразователь (фиг, 1) содержит трехфазный мостовой выпрямитель на диодах 1-6, входы которого подключаются к соответствующим фазам сети UA, UB и DC. Катоды диодов 1-3 объединены и подключены к положительному выходному выводу преобразователя через транзисторный ключ 7, а аноды диодов 4-6 также объединены и подключены к отрицательному выходному выводу преобразователя через транзисторный ключ 8. Параллельно выходным выводам преобразователя включена цепочка из двух согласно последовательно соединенных диодов 9 и 10, средняя точка которых соединена с нулевой точкой сети. Катод диода 9 подключен к положительному выводу преобразователя, анод диода 10- к отрицательному выводу.

Вариант выполнения узла управления ключами 7 и 8, представленный на фиг. За содержит трехфазный трансформатор 11, первичная обмотка которого соединена в звезду и выводами подключается к фазам сети UA, DB и Uc, вторичная обмотка также соединена в звезду и выводами Ua, UB и Uc подключена к неинвертирующим входам компараторов 12-14, инвертирующие входы которых объединены и подключены к нулевой точке вторичной обмотки трансформатора 11. Выходы а, в и с компараторов 12-14 попарно соединяются с входами трех логических элементов 2И 15-17, выходами подключенных к входам логического элемента ЗИЛ И-НЕ 18. Выход 1 элемента ЗИЛ И-НЕ 18 и выход fa подключенного к нему элемента НЕ 19 являются парафазными выходными выводами узла управления, которые через узел гальванической развязки и усиления связаны с соответствующими управляющими входам и. ключей 7 и 8 (фиг. 1).

Преобразователь работает следующим образом.

Трехфазная система напряжений сети UA, UB, Uc подается на входы мостового

выпрямителя на диодах 1-6 (фиг. 1). Транзистор 7 включается импульсами ty на интервалах

я

(п+1) где п 1,3, 5...,

л

Т Т

и выделяет часть положительных полуволн фазных напряжений UA, UB и Uc. Ток нагрузки при этом протекает через одни из диодов 1-3, транзистор 7 и диод 10. Транзистор 8 выделяет соответствующую часть отрицательных полуволн напряжений UA, UB, Uc и ток нагрузки протекает при этом по цепи: нулевая точка сети, диод 9, транзистор 8 и один из диодов 4-6. Выходное напряжение Ud при этом будет формироваться

из частей положительных и отрицательных полуволн фазного напряжения сети, соответственно UA, UB, Uc и UA, UB, Uc (фиг. 2), тогда как в прототипе оно определяется линейным напряжением.

Среднее значение выпрямленного напряжения в предлагаемом преобразователе следующее:

25

Ud

2,34

иф 1,35 иф

Принцип работы узла управления поясняется временными диаграммами на фиг. 36, где приняты следующие обозначения: U2

- система напряжений Ua, U8 и Uc вторичных обмоток трансформатора 11; а, в, с - выходные сигналы компараторов 12-14: 1 , ifa- выходные сигналы узла управления.

Трансформатор 11 осуществляет понижение сетевого напряжения до требуемого уровня входного напряжения компараторов 12-14, которые осуществляют выделение информации о положительном полупериоде напряжений Ua. UB и Uc, преобразуя их соответственно в систему напряжений а, в и с. Попарное сравнение импульсов, а, в и с в логических элементах 2И 15-17 и последующее логическое суммирование р элементе ЗИЛИ-НЕ 18 позволяет сформировать последовательность импульсов ipi где интервалу логической единицы будут соответствовать интервалы логических нулей одновременно любых двух сигналов из системы а, с и в. Таким образом формируются парафазные сигналы 1р и $г которые подаются на соответствующие управляющие входы ключей 7 и 8 преобразователя (фиг. 1).

Кроме того, транзисторы 7 и 8 могут

быть использованы при организации быстродействующей защиты, при их одновременном выключении. В этом случае узел управления необходимо усовершенствовать путем подачи импульсов i и на

одни входы дополнительно введенных элементов 2И, другие входы которых объединены и подключены к датчику аварийного состояния, на выходе которого логическая единица при нормальном режиме и логической ноль - при аварийном режиме. Формула изобретения Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий соединенный входом с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети трехфазный вентильный мост, цепочку из двух согласно последовательно соединенных в том же направлении, что и вентили моста, диодов, включенную между выходными выводами для подключения цепи нагрузки и соединенную через два ключевых элемента, один из которых выполнен полностью управляемым, с выходом указанного выпрямителя а также блок управления ключевыми элементами, причем общая точка соединения диодов указанной цепочки образует входной

вывод для подключения нулевого провода трехфазной питающей сети, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения в режиме понижения его среднего значение в

vTpas, другой ключевой элемент выполнен также полностью управляемым, а блок управления - в виде синхронизированного с сетью формирователя прямоугольных импульсов с утроенной по отношению к сетевой частотой и с парафазными выходами, каждый из которых соединен с управляющим входом соответствующего ключевого элемента.

Фиг. 2

fc