Преобразователь напряжения переменного тока в постоянный Советский патент 1980 года по МПК H02M7/06 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания объектов, требующих при значительных токах малый уровень пульсапий.

Известны преобразователи напряжения переменного тока в постоянный.

Один из известных преобразователей напряжения переменного тока в постоянный содержит девятифазный мостовой выпрямитель и трехфазный (его можно заменить тремя однофазными трансформаторами) трансформатор, первичные обмотки которого включены в трехфазную сеть. Наличие трехфазного трансформатора (или трех однофазных) усложняет преобразователь, что и является его недостатком .

Другой из известных преобразователей напряжения переменного тока в постоянный содержит двухфазный двухполупериодный выпрямитель и два однофазных трансформатора, первичные обмотки которых при соответствующем соединении включены в трехфазную сеть, что обеспечивает действие напрял ения на первичных обмотках указанных трансформаторов со сдвигом фаз в 90° друг относительно .друга. Этот преобразователь обладает меньшими габаритами по сравнению с первым при одинаковой суммарной мощности трансформаторов, но не позволяет получить малый уровень пульсации выпрямленного напряжения, так как обеспечивает на своем выходе получение лишь четырехпульсационного выпрямленного напряжения (2.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь, содержащий два однофазных трансформатора, вторичная обмотка одного из которых имеет среднюю точку, соединенную с одним из двух концов вторичной обмотки другого трансформатора, а свободные концы этих обмоток соединены с выводами переменного тока трехфазного мостового выпрямителя, причем на первичные обмотки обоих трансформаторов действует сетевое напряжение со сдвигом фаз в 90° друг относительно друга. Этот сдвиг, при использовании одноф)азной сети, путем последовательного соединения первичных обмоток и шунтирования одной из них конденсатором {3.

К недостатку известного преобразователя относится возможность получения лишь

25 трехфазного напряжения, что только при определенном соотношении величины и характера нагрузки и величины фазосдвигающего конденсатора позволяет достигнуть на выходе преобразователя шестипульсацион3ip кого напряжения.

Цель изобретения - повышение качества выпрямленного напряжения путем увеличения его пульсности до двенадцати.

Поставленная цель достигается тем, что в нреобразователе напряжения переменного тока в постоянный, содержанием два однофазных трансформатора, вторичная обмотка одного из которых имеет среднюю точку, соединенную с одним из двух концов вторичной обмотки другого трансформатора, а свободные концы обеих вторичных обмоток подключены к выводам переменного тока трехфазного мостового вынрямителя, первый трансформатор снабжен дополннтельной вторичной обмоткой, один конец которой подключен к средней точке дополнительно введенной вторичной обмотки другого трансформатора. Свободные концы дополпительно введенных вторичных обмоток подсоединены к выводам переменного тока второго дополнительно введенного трехфазного мостового вынрямителя, выход которого соединен с основным вынрямнтелем согласно-параллельно.

При этом первичные обмотки двух однофазных трансформаторов подключены к источникам напрялсений, сдвинутых по фазе на 90.

Такой нреобразователь позволяет получить при нспользовапии двух однофазных трансформаторов более качественное выпрямленное напряжение за счет увеличения его нульсности до двенадцати.

На фиг. 1 представлена нрннциииальная электрическая схема преобразователя нанряжения переменного тока в постоянный; на фиг. 2 - пример включения преобразователя в однофазпую сеть; на фиг. 3 - пример включения преобразователя в трехфазную сеть; на фиг. 4 - векторные диаграммы напряжений, действующих на вторичных обмотках трансформаторов.

Преобразователь напряжения перемеппого тока в постоянный содержит однофазные трансформаторы 1 и 2. Вторичная обмотка 3 трансформатора 2 средней точкой соединена с одним из двух концов вторичной обмотки 4 трансформатора 1, а свободные концы обмоток 3 и 4 подсоединены к выводам переменного тока трехфазного мостового выпрямителя 5. Вторичная обмотка 6 трансформатора 1 средней точкой соединена с одним из двух концов вторичной обмоткн 7 трансформатора 2, а свободные концы обмоток 6 и 7 подсоединены к выводам переменного тока трехфазного мостового вынрямителя 8, выход которого соединен с выпрямителем 5 согласно-параллельно. На первичные обмотки 9 трансформаторов 1 и 2 подается напряжение сети, действующее на них со сдвигом фаз в 90° друг относительно друга.

Сдвиг фаз в 90° между напряжениями, действующими на первичных обмотках 9 трансформаторов 1 и 2, при питании преобразователя от однофазной сети достигается последовательным соединением первичных обмоток и щунтированием одной из них, например обмотки трансформатора 2, конденеатором, как показано на фиг. 2 {3.

Такое включение преобразователя возможно лишь при фиксированном значении величины н характера нагрузки.

Включение преобразователя в трехфазную сеть обеспечивает возможность работы в широком диапазоне величин нагрузки без снижения качества выпрямленного нанряжения. Такое включение достигается тем, что одна из первичных обмоток, например, трансформатора 2, выполнена со средней точкой, к которой подсоединен один из двух концов первичной обмотки трансформатора 1, как показано на фиг. 3 2.

Двенадцатипульсационное выпрямленное напряжение на выходе преобразователя обеспечивается действием на выводах переменного тока трехфазных мостовых выпрямителей 5 и 8 двух трехфазных нанряжений, минимальный сдвиг фаз между векторами которых составляет, как видно из диаграмм фнг. 4, 30°. При этом должно выполняться условие равностороннего треугольника

u,u,.

оо

Сравнительные расчеты данного преобразователя и известных при одинаковых электрических параметрах показали возможность существенного улучшения габаритновесовых характеристик устройства. Кроме этого, возможность получения или одного двенадцатинульсационного выпрямленного

напряжения или двух щестипульсационных расширяет диапазон применения преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения переменного тока в постоянный, содержащий подключаемые своими первичными обмотками к источникам, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90°, два однофазных трансформатора, вторичная обмотка одного из которых имеет среднюю точку, соединенную с одним из двух концов вторичной обмотки другого трансформатора, а свободные концы обеих вторичных обмоток подключены к

выводам переменного тока трехфазного мостового вынрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества вынрямленного напряжения путем увеличения его пульсности до двенадцати, первый

трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой, один конец которой подключен к средней точке дополнительной вторичной обмотки второго трансформатора, а свободные концы дополнительных

обмоток подсоединены к выводам переменного тока второго дополнительно введенного трехфазного мостового выпрямителя, причем по постоянному току мостовые выпрямители соединены согласно-параллельно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 502460, кл. Н 02М 7/06, 1976.

2.Патент Великобритании кл. Н 02М 7/06, 1966.

3.Патент США 244-960, кл. 1948.

Сеть

00IpUt. 2

Фиг. 3