Трехфазный выпрямитель Советский патент 1978 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в низковольтных источниках питания с широким диапазоном регулирования выходных параметров.

Известны устройства, в которых с целью улучшения коэффициента мош,ности и формы выпрямленного напряжения используется двуступенчатое плавное регулирование выходного напряжения, заключающееся в снабжении вторичных обмоток трансформатора низковольтными отпайками либо дополнительными двумя вторичными обмотками, к концам которых подключены дополнительные вентили, обеспечивающие ступень выпрямления нониженного напряжения, а также переключение коэффициента трансформации по первичной обмотке.

Однако применительно к мощным Низковольтным трансформаторам с очень малым количеством вторичных витков вывод отпаек у вторичных обмоток трансформатора является практически невыполнимой задачей 1.

Применение же дополнительных двух более низковольтных обмоток 2 также является трудно реализуемой задачей и приводит к увеличению расхода меди и повышению веса и габаритов трансформатора. Кроме того, вообще нежелательно применение нетиповых, несернйпо выпускаемых .силовых трансформаторов.

Переключение коэффициента трансформации трансформатора по первичной стороне

приводит к значительному увеличению установленной мощности вентилей и также требует специальных отнаек 3J.

Известен трехфазный выпрямитель но основному авт. св. № 265254 |4j, содержащий

силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, и шесть вентилей, причем каждая фаза одной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух тиристоров, через которые она соединена с разноименными фазами второй вторичной обмотки, а нагрузка включена между нулевыми точками указанных обмоток.

Целью изобретения является повышение

коэффициента мощности и улучшение формы вьшрямленного напряжения этого трехфазного выпрямителя. Указанная цель достигается тем, что трехфазный выпрямитель снабжен дополнительными вентилями, образующими

две звезды, каждая из которых подключена свободными электродами к соответствующим фазным концам одной вторичной обмотки, а общей точкой - к нулевой точке другой вторичной обмотки.

На фиг. 1 показана принципиальная схема

выпрямителя; на фиг. 2, а и б - векторные диаграммы напряжений, характеризующие работу устройства.

Выпрямитель содержит трехфазный силовой трансформатор с первичной обмоткой 1 и двумя вторичными обмотками 2, 3, соединенными в звезду, нулевые точки которых образуют выходные зажимы устройства. Вентили 4, 5, 6 и 7, 8, 9 подключены между концами фазных обмоток и нулевыми точками смежных обмоток 2 и 3 трансформатора. Вентили 10 и И, 12 и 13, 14 и 15 подключены по два между концами одной и смежными фазами другой вторичной обмотки трансформатора.

Допустим, что вначале работают управляемые вентили 10-15. Пусть в момент времени 0 наибольшая разность потенциалов имеет место между фазами az и Сз. При этом ток течет через вентили 10. Через 60 эл. град, максимальная разность потенциалов будет между фазами 02 и из. Подаются управляющие импульсы на вентиль 15 и в течение следующих 60 эл. град, ток будет протекать через этот вентиль. Следующими поочередно через 60 эл. град, включаются вентили 12, 14, 13, 15. На выходных выводах выпрямителя - нулевых точках обмоток 2 и 3 формируется выпрямленное напряжение с шестикратной пульсацией.

При плавном регулировании - увеличении угла включения вентилей 10-15 происходит снижение выпрямленного напряжения, сопровождающееся ухудшением коэффициента мощности выпрямителя и увеличением содержания высщих гармоник выпрямленного напряжения, которые при широком диапазоне регулирования выходного напряжения могут достигать недопустимого значения.

Поэтому, как только выпрямленное напряжение достигнет значения 1,35 /ф управляющие импульсы снимаются с вентилей 10-15 и подаются на вентили 4-9, которые обеспечивают уже выпрямление фазных напряжений по дважды трехфазной схеме, обеспечивающей получение максимального выпрямленного напряжения 1,35 /ф.

Вентили 4-9 включаются через 60 эл. град. в порядке 4, 9, 5, 7, 6, 8 в соответствие с векторной диаграммой напряжений на концах фазных обмоток 2 и 3 (см. фиг. 2, а).

Дальнейщее регулирование - снижение выпрямленного напряжения от 1,35 /ф до нулевого значения обеспечивает фазовым регулированием - увеличением угла включения вентилей 4-9.

Таким образом, полный диапазон регулирования выпрямленного напряжения складывается из двух поддиапазонов от О до 1,35 t/ф и от 1,35 и до 2,35 U, что обеспечивает увеличение коэффициента мощности выпрямителя и улучшения формы выпрямленного нанряженин без какого-либо усложнения конструкции трансформатора.

При узком диапазоне регулирования выпрямленного напряжения от 1,35 t/ф до 2,35 f/ф в качестве вентилей 4-9 можно использовать

неуправляемые диоды. При этом за счет перескока тока с управляемых вентилей - тиристоров 10-15 на неуправляемые вентили - диоды 4-9 в кривой выпрямленного напряжения не будет глубоких провалов ниже 1,35 L/ф

за счет наличия опорного, выпрямленного через эти диоды напряжения.

Благодаря описанному соединению основных и дополнительных вентилей обеспечивается возможность двухдиапазонного регулирования выпрямленного напрялсения с улучшением его гармонического состава и коэффициента мощности выпрямителя без усложнения конструкции трансформатора и без увеличения его веса и габаритов.

Формула изобретения

Трехфазный выпрямитель по авт. св. № 265254, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и улучшения формы выходного напряжения, он снабжен дополнительными вентилями, образующими две звезды, каждая из которых подключена свободными электродами к соответствующим фазным концам одной вторичной обмотки, а общей точкой - к нулевой точке другой вторичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №383177, кл. Н 02М 7/06, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР №132316, кл. 21d2 12/03, 1960.

3.Заявка ФРГ № 2347743, кл. Н 02М 7/06, 1976.

4.Авторское свидетельство СССР № 265254, кл. Н 02М 7/12, 1970.

i.

и0,63

Vlzo,