Полупроводниковый преобразователь рода тока Советский патент 1991 года по МПК H02M7/44 

Изобретение относится к преобразовательной технике, может быть использовано в преобразователях постоянного тока в переменный, выпрямителях, в качестве компенсатора реактивной мощности и является усовершенствованием устройства, описанного в авт. ев N 1265950,

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя рода тока за счет снижения вихревых потерь.

На чертеже изображена схема двухфазного варианта предлагаемого преобразователя рода тока.

Полупроводниковые пластины 1 размещены под полюсом 2 в зазоре магнитной системы 3 каждой фазы с обмотками 4 и 5 возбуждения с числом витков Wi и Л/2 соответст- венно. Указанные пластины секционированы. Пары секционированных электродов подводящими проводниками 6 и 7 соединены с первичными обмотками 8 трансформаторов 9 с магнитопроводами и вторичными обмотками 10. Точками отмечены, например, начала обмоток, вертикальные стрелки возле обмоток 4 и 5 показывают направления ампер-витков в некоторый момент времени, горизонтальные стрелки - ЭДС Холла Ју и

О Ч) VI

ю го

Ч)

к

компоненты напряженности вихревого поля Еу .

Верхние и нижние пластины 1 каждой фазы показаны с противоположными направлениями постоянного тока, обе пластины пронизываются знакопеременным магнитным полем В. В результате на боковых электродах пластин наводится полезная ЭДС Холла еу , направленная в пластинах пары в противоположные стороны. Знакопеременное магнитное поле В, кроме того, в соответствии с уравнением Максвелла r0tE -crB/dt и законом Ома у о Е приводит к появлению в каждой пластине замкнутых вихревых токов, соответствующих компонентам электрического поля Ехв и Еув. Плотность вихревых токов нарастает к краям пластины. Полупроводниковый преобразователь проектируется из условий, чтобы размеры полупроводниковых пластин были меньше эквивалентной глубины проникновения поля в вещество пластин на частоте преобразования. В этом случае вихревые потери в пластинах от тока оказываются малыми, и магнитное, поле, вызванное вихревыми токами, пренебрежимо мало по сравнению с магнитным полем системы возбуждения. Однако наличие боковых секционированных электродов пластин, соединенных подводящими проводниками 6 и 7 с первичными обмотками 8, создает возможность замыкания вихревых токов не только в пределах полупроводниковой пластины, но и во внешних электропроводящих цепях, что эквивалентно повышению электропроводности внешних границ пластин и может привести к увеличению вихревых токов, росту вихревых потерь и снижению КПД преобразователя. Степень ухудшения параметров преобразователя определяется соотношением внешнего сопротивления, замыкающего электроды, и внутреннего сопротивления пластин между теми же электродами. Напряжения компонент электрического поля ЕХВ и Еув не зависят от направления постоянного тока пластин, поэтому изображенная на чертеже компонента Еу, которая приводит к замыканию вихревых токов во внешних цепях, в обеих пластинах направлена в одну сторону. Встречное напряжение ЭДС Холла Ју и согласное направление компонент вихревого поля Еув позволяют, подключив противоположные электроды разных пластин из пары на потенциально разделенные первичные обмотки трансформатора 9, просуммировать токи, вызванные ЭДС Холла еу, и компенсировать токи, вызванные компонентой напряженности Еув во внешних цепях, в данном случае в первичных обмотках трансформаторов. При этом во вторичных цепях трансформаторов, т.е. в цепях обмоток 4 и 5. возбуждения, токи вихревой компоненты Еу не проявляются совсем.

.Предлагаемые меры целесообразно использовать, когда сопротивление цепей, замыкающих электроды Холла, превышает внутреннее сопротивление полупроводниковой пластины не более чем в 10 раз. В этих случаях выигрыш в повышении КПД оказывается существенным.

Формула изобретения Полупроводниковый преобразователь

рода тока по авт.св, № 1265950, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД „ за счет снижения вихревых потерь, в зазоре магнитной системы каждой фазы преобразователя размещено четное число

полупроводниковых пластин с попарно противоположным направлением постоянного тока вдоль указанных пластин, секционированные электроды на боковых поверхностях первых и вторых пластин пары подсоединены соответственно к первым и вторым группам потенциально разделенных первичных обмоток трансформаторов, первые и вторые группы обмоток включены встречно для вихревой

компоненты ЭДС.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Его целью является повышение КПД за счет снижения вихревых потерь. Устр-во содержит четное число полупроводниковых пластин 1 с попарно противоположным направлением постоянного тока, которые расположены в зазоре магнитной системы каждой фазы. Пластины 1 секционированы и пары секционированных электродов с помощью проводников 6 и 7 соединены с первичными обмотками 8 трансформаторов, вторичные обмотки которых последовательно соединены с обмотками 4 и 5 возбуждения магнитной системы. Общий магнитный поток в зазоре магнитной системы каждой фазы индуцирует в пластинах ЭДС Холла и вихревую ЭДС. Направление ЭДС Холла в пластинах с противоположным направлением постоянного тока также противоположно. Направление вихревой ЭДС во всех пластинах одной фазы одинаково. Встречное включение первичных обмоток 8 трансформатора для пластин с противоположным направлением постоянного тока обеспечивает суммирование ЭДС Холла и взаимную компенсацию вихревых ЭДС для всех пластин каждой фазы. 1 ил. ел С