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

Фм.з

л

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Известны низковольтные трансформз- торно-вентильные преобразователи переменного напряжения в постояное, выполненные по однотактным однофазным и многофазным схемам выпрямления. Различные их модификации отличаются спецификой конкретных требований в частности, простоты, установленной мощности оборудования, регулировочных возможностей.

Прототипом является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, а также вентили, соединенные со встречными обмотками под однотактной шестифазной схеме выпрямления, выходы которой образуют выходные выводы для подключения нагрузки, причем первый выход образован общей точкой соединения вторичных обмоток, соединенных в шестифэзную звезду, а второй - общей точкой соединения одноименных электродов вентилей, подключенных к концам вторичных обмоток.

Недостаток прототипа - ограниченный диапазон выходного напряжения и относительно низкие энергетические показатели. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения и улучшение энергетических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе переменного напряжений в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, а также вентили, соединенные со вторичными обмотками по однотактной шестифазной схеме выпрямления, выходы которой образуют выходные выводы для подключения нагрузки, причем первый выход указанной схемы образован общей точкой соединения вторичных обмоток, включенных между собой согласно-последовательно, а второй - общей точкой соединения первых одноименных электродов вентилей, каждая из указанных вторичных обмоток соединена пи схеме открытого треугольника, один из свободных выводов и вершины которого соединены со вторыми электродами соответствующих вентилей, а его другой свободный вывод соединен с аналогичным выводом другой вторичной обмотки, при этом каждый из указанных открытых треугольников образован согласно-последовательным или встречно-последовательным соединением соответствующих фазных обмоток.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый преобразователь отличается невизной связей вторичных обмоток между собой и с вентильным блоком за счет соединения их не в шестифазную звезду, а зстреч- но-последовательно пофазно и согласно-последовательно между собой. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна.

5 Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого преобразователя и признать заявляемое

0 решение соответствующим критерию существенные отличия.

На .1 приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2(а,б,в) - диаграммы напряжений, ха5 рактеризующие его работу; на фиг.З приведен один из возможных вариантов преобразователя.

Преобразователь содержит трехфазный трансформатор с обмотками 2, 3, 4, упрзв0 ляемые вентили 5-10 и систему автоматического управления 11.

Концы первичной обмотки 2 трансформатора 1, соединенные в звезду или треугольник, образуют входные зажимы

5 преобразователя, Вторичные обмотки 3 и 4 соединены пофззно эстречно-парэллельно и между собой согласно-последовательно и подключены общей точкой соединения обмоток 3,4 непосредственно к одному зыход0 ному зажиму и остальными точками соединения и свободным началом и концом фазных вторичных обмоток через вентили 5-10 ко второму выходному зажиму преобразователя,

5 При подаче на вход преобразователя сетевого напряжения на его вторичных обмотках формируется две трехфазные системы напряжений с модулями Уз Ф. За счет последовательного соединения

0 их между собой происходит геометрическое сложение фазных напряжений;

иФ+21) Ф-cos , При подаче управляющих импульсов на вэнтили 5, 8 происходит однофазное вы5 прямление максимального по величине вторичного напряжения с амплитудой a 2U Ф . При очередной подаче управляющих импульсов на вентили 7, S и 9, 10 происходит выпрямление более низких вторичных напряжений с амплитудами соответственно 1,73 УФ и УФ . При этом возможны различные сочетания плавно-ступенчатого регули- рования за счет фазового управления углами включения управляемых вентилей 5- 10 с помощью САУ 11 (см. фиг.2а, б, в, г),

В частном случае при неглубоком - половинном регулировании вентили 9, 10 могут быть выполнены неуправляемыми.

Предлагаемый преобразователь отли- чается простотой реализации благодаря возможности использования унифицированного трансформатора без отпаек и отсутствию дополнительных шунтирующих ключей 2.

Возможны различные варианты последовательного соединения вторичных обмоток. На фиг.1 приведен пример:

-Озз+Осз+Одз+ОА4+Ос4-Ов4

Согласно векторной диаграмме на фиг.2а обеспечивается наиболее качественное регулирование в верхнем половинном диапазоне, разбитом на два диапазона.

При других порядках сложения фазных напряжения будут другие сочетания вели- чин ступеней напряжения.

На фиг.26 приведена упрощенная диаграмма трехдизпазонного плавно-ступенчатого регулирования напряжения. На фиг,2в -диаграмма работы вентилей.

На фиг.З приведен вариант преобразователя с согласно-последовательным соединением всех фаз вторичных обмоток 3, 4 трансформатора 1 преобразователя.

Формулаизобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постояное, содержащий трехфазный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, а также вентили, соединенные с вторичными обмотками, по одно- тактной шестифазной схеме выпрямления, выходы которой образуют выходные выводы для подключения нагрузки, причем первый выход указанной схемы образован общей точкой соединения вторичных обмоток, включенных между собой согласно-последовательно, а второй - общей точкой соединения первых одноименных электродов вентилей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и улучшения энергетических показателей, каждая из вторичных обмоток соединена по схеме открытого треугольника, один из свободных выводов и вершины которого соединены с вторыми электродами соответствующих вентилей, а его другой свободный вывод соединен с аналогичным выводом другой вторичной обмотки, образуя указанную общую точку соединения вторичных обмоток.

2,Преобразователь по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что, каждый открытый треугольник образован согласно-последовательным соединением соответствующих фазных обмоток.

3.Преобразователь поп, 1, от л ич а ю- щ и и с я тем, что каждый открытый треугольник образован встречно-последовательным соединением соответствующих фазных обмоток.

Приоритет по пунктам 15.02.91 поп. 3.

Использование: изобретение может быть использовано в системах вторичного электропитания. Сущность изобретения: устройство состоит из трехфазного трансформатора 1 с трехфазной первичной обмоткой 2 и двумя трехфазными вторичными обмотками 3 и 4, каждая из которых соединена по схеме открытого треугольника, один свободный вывод которого соединен с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, а другой свободный вывод и его вершины через соответствующие вентили 9, 5, 7 (8, 6, 10) соединены с другим выходным выводом. При этом, указанные треугольники могут быть образованы либо со-яасно - последовательным, либо встречно-последовательным соединением соответствующих фазных обмоток. Указанное выполнение устройства обеспечивает трехступенчатый режим регулирования выпрямленного напряжения без отпаек путем использования стандартного трехфазного трансформатора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

/. (/jv

3

5

0 +

8

Ю

юФиг.1

«а

И5

S

о

ь

ч

-

S

«о

|

«м

I

4S V v

ъ

ЧЭ «г