Трехфазный однотактный преобразовательпЕРЕМЕННОгО НАпРяжЕНия B пОСТОяННОЕ Советский патент 1981 года по МПК H02M7/12 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к трехфазным однотактным схемам прео разователей переменного напряжения в постоянное с компенсацией потоков вынужденного намагничивания. Известен трехфазный однотактный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий вентили, индуктивный элемент и трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены по схеме Треугольник-звез да . Трансформатор этого преобразова теля магнитно уравновешен относитель но высших гармоник ij. Недостатки этого преобразователя заключаются в том, что в нем не дос тигается полная компенсация потоков вынужденного намагничивания, а транс форматор его имеет нечетную группу соединений и не 1иожет работать в параллель с широко распространенными трансформаторами, имеющими соединение обмоток по схеме Звезда-звезда в связи с возникновеним больших урав нительных токов. .Кроме того, известен шестифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий йенти-г ли, трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в трехфазную, а вторичная - в шестифазную звезды и компенсационную обмотку, которая выполнена однофазной с числом витков, равным числу витков одной фазы вторичной обмотки L2J . К недостаткам этого преобразователя относится неполная компенсация потоков вынужденного намагничивания трансформатора, плохое использование вентилей преобразователя, громоздкость, большой коэффициент повышения расчетной мощности трансформатора. Известен также трехфазный однотактИый преобразователь переменного напряжения в постоянное с компенсацией потоков вынужденного намагничивания, содержащий вентили, индуктивный элемент и трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены по , Звезда-зигзаг. Трансформатор этого преобразователя содержит на каждом стержне магнитной системы первичную обмотку, соединенную с другими первичными, обмотками в звезду и две секции вторичной обмотки, соединенные с другими секциями вторичной обмотки в одинарный зигзаг. Ток фазы вторичной обмотки одновременно обтекает в противоположных направлениях две секции вторичной обмотки, которые расположены на соседних стержнях магнитопровода, поэтому взаимно компенсируются намагничивающие силы, соответствующие постоянным составляющим этих токов, а также всем гармоникам токов 3 .

Однако трансформатор этого преобразователя имеет 11 групп соединений и не может работать параллельно.с распространенными трансформаторами, имеющими соединение обмоток по схеме Звезда-звезда. Коэффициент повышения расчетной мощности возрастает с 1,345 для схемы Звезда-звезда до 1,46 ДЛЯсхемы Звезда-зигзаг, а, вес обмоток возрастает на 17%..Изготовление вторичных полуобмоток схемы Звезда-зигзаг значительно сложнее и дороже, так как увеличивается количество операций и .возрастает трудоемкость процесса изготовления катушек. Эти обстоятельства ограничивают область применения преобразователей с трансформаторами, имеющими соединение обмоток Звезда-зигзаг.

Наиболее близким к предлагаемомуявляется трехфазный однотактный преобразователь переменного напряженияв постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого, каждая, соединены в звезду, группу вентилей, соединенных в звезду и подключенных ко вторичной обмотке, и дополнительную трех-, фазную обмотку, соединенную в разомкнутый треугольник, один конец которой подключен к общей точке звезды вторичной обмотки, а другой - к одному из выходных выводов, причем другой выходной вывод образ.ован общей точкой вентильной группы 4.

. Но в этом преобразователе возникают потоки вынужденного намагничивания, что является существенньЗм недостатком.

Цель изобретения - обеспечение компенсации потока вынужденного намагничивания.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазном однотактном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансФорматор, первичная и вторичная обмотки которого, каждая, соединены в звезду, группу вентилей, соединенных в звезду и подключенных, ко вторичной обмотке-, и дополнительную трехфазную обмотку, соединенную в разомкнутый треугольник, один конец которой подключен к общей точке звезды обмотки, а другой - к одному из выходных выводов, причем другой выходной вывод образован общей точкой вентильной группы, витки каждой фазы указанной дополнительной обмотки расположены на соответствующем стержне указанного трансформатора встречно виткам вторичной обмотки, причем число, вит,ков дополнительной обмотки в каждой фазе относится к числу витков вторичной обмотки этой же фазы как 1:3.

На чертеже представлена принципиальная схемапредлагаемого устройства.

Трехфазный однотактный преобразователь переменного напряжения в посд:оянное содержит первичную 1 и вторичную 2 обмотки, которые соединены по схеме Звезда-звезда, дополнительную компенсационную обмотку 3 в каждой фазе трансформатора и включенную встречно вторичной обмотке 2. Фазные катушки дополнительной обмо.тки 3 соединены между собой последовательно и подключены с одной стороны к выходному выводу 4 преобразователя, а с другой стороны - к нулевой точке 5 вторичной обмотки 2. Катоды вентилей б соединены в общую точку и подключены к выходному выводу 7 преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

При подключении первичной обмотки 1 к сети по вторичной обмотке 2 протекают фазные токи одного направления и одинаковой величины. Так как вентили б работают попеременно, то фазные токи имеют пульсирующий характер и содержат постоянную и переменную составляющие. Постоянные составляющие этих токов имеют одинаковую величину и направление, поэтому они суммируются и протекают от вывода 7 по внешней цепи преобразователя к выводу 4 через дополнительную обмотку 3, образуя постояннную составляющую выпрямленного тока. Переменные составляющие вторичных фазных токов содержат основную и высшие гармоники. Так как вторичная обмотка 2 соединена в звезду, все токи основной и высших гармоник, кроме кратных трем, образую.т симметричную систему, а их сумма равна нулю. Токи высших гармоник кратные трем суммируются и протекают по внешней цепи преобразователя и по дополнительной обмотке 3. Постоянная составляющая выпрямленного тока и суммарные токи высших гармоник кратны трем, протекая через дополнительную обмотку 3, создают на каждом стержне магнитопровода трансформатора магнитодвижущие силы, которые компенсируют соответствую1ф1в им противоположно направленные магнитодвижущие силы, создаваемые .во вторичной обмотке, и поток вынужденного не1Магничивания не возникает. Схема магнитно уравновешена относительно постоянных и переменных составляющих.Благодаря тому, что первичная и вторичная обмотки соединены в звезду схема может работать в параллель с другими трансформаторами, имеющими соединение обмоток по схеме Звезда5 звезда. Этим значительно расширяется область использования предлагаемого преобразователя. Кроме того, вследствие компенсации потоков вы- нужденного намагничивания, улучшается формакривой напряжения сети, уменьшаются вес и габариты преобразователя, разгружается сеть, уменьшаются помехи и повышается надежность работы электрических уст ройств. Формула изобретения Трехфазный однотактный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный транс форматор, первичная и вторичная обмотки которого, каждая соединены в звезду, группу вентилей, соединенных в звезду и подключенных ко вторичной обмотке, и Дополнительную трехфазную обмотку, соединенную в разомкнутый треугольник, один конец которой подк чен к общей точке звезды вторичной обмотки, а другой - к одному из выхо ных выводов, причем выходной вывод образован общей точкой вентильной группы, отличающийся тем, что с целью компенсации потока вынужденного намагничивания, витки каждой фазы указанной дополнительной обмотки расположены на соответствуквдем стержне указанного трансформатора встречно BKTKciM вторичной обмотки причем число витков дополнительной обмотки в каждой фазе относится к числу витков вторичной обмотки этой же фазы как 1:3. I .. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Размадэе Ш.М. Преобразовательные схема я система. М., Высшая школа, 1967, с.28, рис.178 и с.33, рис.1.13. 2.Авторское свидетельство СССР № 547946, кл. Н 02 М 7/02, 1976. 3.Полупроводниковые выпрямители. Под ред. Ф.И.Ковалева и др. М., Эяер-, гия, 1978, с. 80, 114. 4.Авторское свидетельство .СССЖ № 117933, кл. Н 02 М 7/06, 1957.