Трехфазный выпрямитель Советский патент 1980 года по МПК H02M7/06 

напряжений которых равно 2,73, а также двенадцать вентилей 6-17.

На фиг. 1,6 приведена векторная диаграмма линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора; на фиг. 2,а - кривая выпрямленного напряжения; на фиг. 2,6, 8, г, д, е, ж, 3 - кривые токов, протекающнх через вентили и вторичные обмотки обеих шестилучевых «звезд, при работе выпрямителя на активную нагрузку без учета углов коммутаций.

Выпрямитель работает следующим образом.

В момент времени ti (см. фиг. 2,а) величина линейного напряжения EI фаз аз и С4 (см. фиг. 1) становится большей, чем линейное нанряжение 12 фаз аз н b, в связи с этим начинает проводить вентиль 17 (см. фиг. 2,6). Затем через 30 эл. град в момент времени tz вел 1чнна линейного напряжения EZ фаз 22 и 1 становится большей, чем линейное напряжение EI, и в работу вступает вентиль 7 (см. фиг. 2,в). Спустя 30 эл.град. после момента tz в момент временн t величина линейного напряжения Е фаз Z2 и г/1 становится большей, чем 2 и в работу вступает вептпль 6 (см. фиг. 2,г). Далее вступают поочередно в работу вентили 16, 15 (см. фнг. 2,д,е). На фнг. 2,ж показана кривая тока, протекаюш,его через одну из фаз вторпчиых обмоток шестилучевой «звезды Xz, г/2, Zz, аз, Ьз, Сз, а на фиг. 2, з- кривая тока в фазе c второй шестилучевой «звезды xi, у, Zi, а, Ь, С4.

Среднее значение тока, протекаюпдего через вентили в долях выпрямленного, равно /,.

Кривая выпрямленного напряжения (см. фиг. 2,а) получена из мгновенных значений линейных напряжений двух шестнлучевых «звезд работающих вторичных обмоток трансформатора (кривая выделена). Типовая мощность трансформатора не превышает величины в известных схемах выпрямления.

Возможность исключения уравнительных реакторов достигается за счет того, что предлагаемая схема выпрямления может выпадать из двенадцатпфазного режима при разбросе амплитуд вторичных папряже/2-1/2

. 100% (около НИИ, достигающем/

28%), тргда как известные выпадают при 2-/3 jQQ(y (около 13,5%).

Принципиальная схема выпрямителя с уравнительным реактором приведена на фиг. 3.

Преобразователь дополнительно снабжен уравнительным дросселем 18, на магнитопроводе которого расположены щесть обмоток 19-24 со средней точкой.

На фиг. 4,а приведены кривые выпрямленного напряжения и линейных напряжений л, образованных двумя шестилучевыми « звездами, на фиг. 4,6, в, г, д, е, ж, з - кривые токов, протекающих через вентили, н вторичные обмотки обеих шестилучевых «звезд при работе выпрямителя на активную нагрузку без учета углов коммутации. Выпрямитель работает следуюшим образом.

В момент времени о (см. фиг. 4,а) величины линейных напряжений фаз аз, Ь и EI фаз аз, С4 являются наибольшими и за счет их выравнивания обмоткой 22 уравнительного дросселя 18 одновременно проводят ток вентили 17 и 16 (см. фиг. 4,6,в), каждый из которых проводит половину тока нагрузки Id- До момента ti левая половина обмотки 22 уравнительного дросселя 18

по мгновенному значению вычитает из i2

величину , а правая прибавляет

эту величину к EI, после момента /i до момента tz этот процесс идет в обратном порядке (правая вычитает, левая прибавляет). Одновременно в других секциях уравнительного реактора будут трансформироваться те же самые ЭДС, но они не будут участвовать в прохождении через них тока,

так как линейные напряжения на остальных фазах значительно ниже по своим мгновенным значениям. В момент времени tz лииейиое напряжение .12 становится меньше, чем EZ фаз Zz, х, и выравнивание напряжеНИИ между Е и EI производится правой половиной секции 22, которая вычитает

от , и левой половиной первой

2

к 2,

секции, которая прибавляет

-2

а вентиль 16 работает параллельно уже с вентилем 6, так как вентиль 17 закрывается. С момента времени з ДО момента /4 процесс выравнивания напряжения между Е

и 2 левой половиной обмотки 19 и правой половиной обмотки 12 уравнительного дросселя 18 идет в обратном порядке (левая вычитает, правая прибавляет).

Далее в момент времени ti, Е становится

меньше, чем з фаз г2, г/ь и выравнивание напряжений между 2 и з осуществляется уже обмотками 19 уравнительного дросселя 18 (левая вычитает, правая прибавляет до момента 5), а вентиль 6 работает параллельно с вентилем 7, т. е. вентиль 16 закрывается.

С момента времени i до момента i выравнивание напряжений между 2 и з обмотками первой секции уравнительного реактора идет в обратном порядке (левая прибавляет, правая вычитает). В момент t амплитуда 2 становится меньше, чем 4 фаз &з, С4, и выравнивание напряжений между з и 4 осуществляется правой

половиной обмотки 19, которая вычитает,

и левой половиной обмотки 23, которая прибавляет, а вентиль 15 встуиает в работу иараллельно с вентилем 7, так как вентиль 6 закрывается (см. фиг. 4,г, е). В момент t- секции уравнительного реактора выравнивают напряжения EZ w. Е ъ обратном порядке, а в момент /8 вместо з вступает в работу EZ, и начинает проводить вентиль 14 вместо вентиля 7 и т. д.

Из работы схемы видно, что через каждые 30.эл. град, происходит смеиа работы вентилей, при этом в любое время током нагрз зки обтекаются два параллельно работаюпдих вентиля при длительности проводимости каждого 60 эл. град., что в долях выпрямленного тока составляет 1.

На фиг. 4,с, 3 приводятся кривые токов, протекающих через фазы обеих шестилучевых «звезд, а именно z- и х.

Магнитоировод уравнительного реактора за период питающей частоты сети перемагничивается шестикратно.

Ток, протекающий через полуобмотки

уравнительиого реактора, равен -7- i т. е.

анодному току вентиля.

Схема трехфазного выпрямителя, обеспечивающего восемнадцатинульсное выпрямление, приведена на фиг. 5,а; векторная диаграмма напряжений вторичных обмоток трансформатора - на фиг. 5,6; кривая выпрямленного напряжения - на фиг. 6,а; кривые токов, протекающих через вентили и вторичные обмотки при работе выпрямителя на активную нагрузку без учета углов коммутации -на фиг. 6,6, в, г, д, е, ж, з.

В схему дополнительно введено две вторичные обмотки 25, 26 трансформатора 1 и вентили 27-32.

Схема выпрямления работает следующим образом.

В момент времени ii (см. фиг. 6,а) величина линейного напряжения fi фаз аз и Ci (см. фиг. 5) становится больщей, чем линейное напряжение .Eig фаз аз и Х2, в связи с этим начинает проводить вместо вентиля 27 вентиль 13 (см. фиг. 6,6). Затем через 20 эл. град., в момент времени 4, величина линейного напряжения Е фаз Zj и Xf, становится более положительиой, чем EI, и в работу вступает вентиль 10 (см. фиг. 6,в). Спустя 20 эл. град, после момента 4, в момент времени ts, величина напряжения Е. фаз 34 и Cs становится больщей, чем 2 и в работу вступает вентиль 32 (см. фиг- 6,г).

Далее в момент 4 величина линейного напряжения 4 фаз 2,1 и г/6 становится большей, чем ЕЯ, и начинает проводить вентиль И (фиг. 6,д) и т. д.

Из работы схемы выпрямления следует, что вентили проводят ток в течение 20 эл. град., а величина среднего значения тока, протекающего через вентили в долях вы1

Кривая

составляет

пр.чмленного,

Т

выпрямлениого напряжения (см. фиг. 6,а) получена из мгновенных значений вторичных напрял ений шестилз чевых «звезд (кривая выделена). На фиг. 6,е, ж, з приводятся кривые токов, протекающих во втоI |. ричных обмотках щестилучевых «звезд.

Формула изобретения

1. Трехфазный выпрямитель по авт. св.

№ 265254, отличающийся тем, что, с целью получения двенадцатнпульсного выпрямления, он снабжен двумя дополнительными вторичными обмотками, соединенными в «звезду так, что объединены противоположные концы обмоток по отношению к основным, а общие точки соединены с выходными выводами, и шестью доиолнительными вентилями, каждая фаза одной допо.чнитеоТьиой вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух дополнительных вентилей, через которые она соединена с разноименными фазами второй дополнительной вторичной обмотки.

2. Выпрямитель по п. 1, о т л пч а ю щи йся тем, что, с целью улучшения внешней характеристики, он снабжен уравнительиым дросселем, содержащим щесть обмоток со средней точкой, их крайние точки соединены с упомянутыми анодами (катодами) вентилей, а средние точки с фазами первых основной и дополнительной обмоток.

3. Выпрямитель по п. 1, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью получения восемнадцатипульсного выпрямителя, оно снабжено двумя дополнительными обмотками, соединенными в «звезды так, что у одной из них объединены начала, а у другой концы обмоток, а общие точки соединены с одним выходным выводом и шестью вентилями, причем каждая фаза дополнительных обмоток соединена через вентиль с одноименной фазой соответствующей основной обмотки, общая точка которой соедииена с другим

выходиым выводом так, что соедииены однонменные электроды вентилей.

1г

5

Ei2 f-f fz 3 ff fj C 7 8 3 10 11 EIZ

Ltd

л

i-str

О

n

ABC

Ht

У1

1S

s

Ctf

ff У 7y s у 5 /ywyrsyr VZwy/a

-t -

EII 7 2 3 f). ES s .1 Eg Eg 10 11 f-n

я

n

187

r

IB,

1вг

ie.

iTl/i

ix,

т

fd

Т1уг

n.

t

.

ABC

л Ud

g EI EZ ЕЗ Elf ES EB 7 fg Eg E-,0 f«fyj fr n

n

LB

13

n

n

n

n

n

n