Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1992 года по МПК H02M7/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике может быть использовано в выпрямительных агрегатах, применяемых в гальванике, электросварке, зарядке аккумуляторов и т.д.

Известны однотактные многофазные преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащие два трехфазных трансформатора, первичная трехфазная обмотка каждого из которых соединена с вход- ными выводами для подключения

трехфазной питающей сети, а их вторичные обмотки выполнены в каждой фазе в виде согласно-последовательно включенных пар обмоток, подключенных свободными выводами через вентили шестивентильных групп к одному из выходных зажимов преобразователя, а общие точки соединения указанных пар вторичных обмоток подключены непосредственно или через уравнительные реакторы ко второму выходному зажиму преобразователя. Различные их модификаVJ о о о

IGO

:

ции отличаются схемами соединения первичных обмоток и вторичных обмоток с вентильными блоками и уравнительным реактором.

Прототипом изобретения является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два основных трехфазных трансформатора, первичная трехфазная обмотка каждого из которых соединена с выходными выводами для подключения трехфазной питающей сети, а его вторичная обмотка выполнена в каждой фа- зек в виде согласно-последовательно включенных пары обмоток, свободные выводы которых через соответствующие вентили шестивентильной группы соединены с одним из выходных оыводов для подключения нагрузки, а общие точки соединения указанных пар вторичной обмотки каждого из трансформаторов через трехфазный уравнительный реактор подключены к другому выходному выводу преобразователя. За счет наличия двух трехфазных уравнительных реакторов преобразователь обеспечивает параллельную работу и шестипульсный режим выпрямления в трижды двухфазном режиме с выходным напряжениемя ,9l)2 .

Недостатком прототипа являются низкие энергетические показатели, уровень выходного напряжения.

Цель изобретения - повышение уровня выходного напряжения и улучшение энергетических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем два основных трехфазных трансформатора, первичная обмотка каждого из которых соединена с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети, а его вторичная обмотка выполнена в каждой фазе в виде согласно-последовательно включенных пары обмоток, свободные выводы которых через соответствующие вентили шестивентильной группы соединены с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, а общие точки соединения указанных пар вторичной обмотки каждого из трансформаторов через трехфазный уравнительный реактор подключены к другому выходному выводу, указанный уравнительный реактор выполнен в виде шестифазного вольтодобавочного трансформатора, трехфазная первичная обмотка которого соединена с входными выводами и выполнена со сдвигом на тридцать электрических градусов относительно первичных обмоток основных трансформаторов, а его шестифазная вторичная обмотка подключена к общим точкам соединения указанных пар вторичных обмоток основных трансформаторов, смежных по фазам. При этом между входными выводами и первичной

обмоткой вольтодобавочного трансформатора дополнительно введен трехпозицион- ный переключатель, первая группа контактов которого соединена с входными выводами для подключения питающей сети,

вторая - выполнена обеспечивающей закорачивание первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора, а третья - выполнена обеспечивающей разомкнутое состояние переключателя.

5 Предлагаемое выполнение уравнительного реактора в виде вольтодобавочного трансформатора обеспечивает повышение уровня выходного напряжения и снижение его пульсности. Сравнение заявляемоготех0 нического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна. При изучении других известных тех- ническух решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое

5 изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

На фиг. 1 показана принципиальная схе0 ма предлагаемого преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг,2, За, б, в, г - приведены диаграммы токов и напряжений, характеризующих его работу.

5 Преобразователь содержит трансформаторы 1,2,3с обмотками 4-12, переключатель 13 и вентили 14-25.

Первичные обмотки 4 и 5 основных трансформаторов 1 и 2 соединены в треу0 гольники. Их вторичные обмотки 7, 8 и 9, 10 соединены между собой софазно-последо- вательно и подключены через две группы вентилей 14-19 и 20-25 к одному из выходных зажимов и через смежные по фазе вто5 ричные обмотки 11 и 12 вольтодобавочного трансформатора 3 ко второму выходному зажиму преобразователя. При этом первичная обмотка б вольтодобавочного трансформатора 3 соединена в звезду и снабжена

0 трехпозиционным переключателем, одна группа неподвижных контактов I подключена к входным зажимам, другая II - к смежным концам и фазам обмотки, третья III - свободна.

5 Соотношение фазных вторичных напряжений трансформатора 3 относительно 1, 2 задано равным:

I if,,-, MlIJl Un.12 sin 15°

U1UZ U78U9.

При подаче сетевого напряжения на вход преобразователя (и на входы трансформаторов 1, 2, 3), на вторичных обмотках 7, 8 и 9, 10 формируются две идентичные трехфазные системы напряжений (см. фиг.2)

и7ф и8ф и9ф июфПри положении I переключателя 13 (см. фиг.1) формируется шестифазная система напряжений и на вторичных обмотках воль- тодобавочного трансформатора 3 с величи-

ной Упф 0, и

sin 75

фазовым сдвигом в 30% относительно систем напряжений на выходах трансформато- ров1,2.

За счет геометрического сложения смежных по фазе напряжений софазных пар вторичных обмоток основныхтрансфор- маторов 1,2с вольтодобавочиыми обмотка- ми трансформатора 3, на концах вторичных обмоток трансформаторов 1, 2 формируется относительно нулевой точки (и плюсового вывода)трансформатора 3 двенадцатифаз- ная система напряжений, которая с по- мощью двух групп вентилей 14-19 и 20-25 выпрямляется в двенадцэтипульсное напряжение ,4611ф (см. фиг.2, За). За счет реактансов трансформаторов преобразователь может переходить и в дважды шести- фазный режим выпрямления с Ud 1,.

При положении II переключателя 13 первичные обмотки вольтодобавочного трансформатора 3 (а, соответственно и вторичные) оказываются закороченными и обеспечивается простая параллельная работа двух шестипульсных преобразователей по схеме шестифазная звезда с нулевым выводом с выходным напряжением , (см. фиг.2, Зв).

При положении II переключателя 13, первичнее обмотки вольтодобавочного трансформатора оказываются разомкнутыми, по ним не протекает никакого тока и его вторичные обмотки ведут себя как трехфазный уравнительный реактор, обеспечивая выравнивание мгновенных значений напряжений между общими выводами вторичных обмоток трансформатора 7. То-есть преобразователь работает в режиме шестифаз- ной звезды с трехфазным уравнительным реактором при параллельной работе двух таких блоков и с выходными напряжением Ud «О.ЭУтф (см. фиг.2, Зг).

Таким образом, за счет снабжения трехфазного уравнительного реактора первич- ными обмотками обеспечивается двенадцатипульсный режим выпрямления с

увеличением более чем в 1,5 раза выходного напряжения, а за счет трехпозиционного переключателя обеспечивается трехступенчатый режим регулирования выходного напряжения. При этом можно обеспечить и конструктивную простату преобразователя путем выполнении вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора одновитко- выми в виде шинопроводов, проходящими внутри трех торов-магнитопроводов с первичными обмотками. Естественно, что вентили 14-25 могут быть выполнены как неуправляемыми, так и управляемыми. Формула изобретения 1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два основных трехфазных трансформатора, первичная трехфазная обмотка каждого из которых соединена с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети, а его вторичная обмотка выполнена в каждой фазе в виде согласно-последовательно включенных пары обмоток, свободные выводы которых через соответствующие вентили шестивентильной группы соединены с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, а общие точки соединения указанных пар вторичной обмотки каждого из трансформаторов через трехфазный уравнительный реактор подключены к другому выходному выводу, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня выходного напряжения и улучшения энергетических показателей, указанный уравнительный реактор выполнен в виде шестифазного вольтодобавочного трансформатора, трехфазная первичная обмотка которого соединена с входными выводами и выполнена со сдвигом на тридцать электрических градусов относительно первичных обмоток основных трансформаторов, а его шестифазная вторичная обмотка подключена к общим точкам соединения указанных пар вторичных обмоток основных трансформаторов, смежных по фазам.

2. Преобразователь по п. отличающийся тем, что между входными выводами и первичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора дополнительно введен трехпозиционный переключатель, первая группа контактов которого соединена с входными выводами для подключения питающей сети, вторая - выполнена обеспечивающей закорачивание первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора, а третья - выполнена обеспечивающей разомкнутое состояние переключателя.

Использование: изобретение предназначено для расширения регулировочных возможностей и улучшения энергетических показателей преобразователя переменного напряжения в постоянное. Сущность изобретения: устройство состоит из двух трехфазных трансформаторов 1,2с двумя группами согласно-последовательно включенных вторичных обмоток, уравнительного реактора 3, трехпозиционного переключателя 13 и двух шестивентильных групп, включающих вентили 14-19 и 20-25. Уравнительный реактор 3 выполнен в виде трансформатора, трехфазная первичная обмотка которого соединена через переключатель 13с питающей сетью и выполнена со сдвигом на 30 эл.град. по отношению к первичным обмоткам трансформаторов 1, 2. Вторичная обмотка реактора выполнена в виде шестифазной звезды, нулевая точка которой образует один из выходных выводов, а ее свободные выводы подключены к общим точкам соединения соответствующих согласно последовательных пар вторичных обмоток трансформаторов. Свободные выводы вторичных обмоток через соответствующие вентили 14-25 подключены к другому выходному выводу. Указанное выполнение устройства с учетом использования трехпозиционного переключателя 13 обеспечивает трехступенчатый режим регулирования выходного напряжения и двенадцатипульсный режим выпрямления с увеличенным значением выходного напряжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. сл с

Vuzt

fafj.t MSfj.,,,

Lfa.l

I if 3-1/

t)

Lc/lS-lt{ J

T/t

.3

/

.//