Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1981 года по МПК H02M7/06 

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исп пользовано для питания различных потребителей постоянного тока.

Известны классические схемы преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное, к, числу которых относятся, в частности, шестифазная с нулевым . выводом и шестифазная схема выпрямления с соединением вторичных обмоток в двойной зигзаг D .

Однако шестифазная схема -с нулем имеет неблагоприятный ход внешней характеристики, плохое использование вентилей по току, а при соединении первичных обмоток в звезду пульсирующий с трехкратной частотой поток вынужденного намагничивания.

Отмеченные недостатки в большей степени отсутствуют в .известной схеме преобразования с соединением вторичных обмоток в двойной зигзаг 23.

Однако этой схеме остается присущим главный недостаток, а именно, плохое использование вентилей по току из-за неблагоприятного соотношения между средним l и максимальным 1а,(3начениями анодного тока и длительности его протеканияj равной лишь 60 эл.град. Это обусловливает также снижение коэффициента полезного действия преобразователя

10 и ограничивает его применение.

Цель изобретения - улучшение использования вентилей по току и позьш1ение коэффициента полезного действия.

15

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий выпрямитель и силовой трансформатор с тремя группами вторичных обмоток,

20 первая из которых соединена в звезду, нулевая точка которой образует один выходной вывод, а каждый из первых выводов второй и третьей групп соединен с электродом вентиля выпрямителя другие электроды которых объединены и их общая точка образует второй выходной вывод, снабжен трехфазным уравнительным реактором, обмотки которого расположены на одном маг, нитопроводе, причем средняя точка каждой обмотки уравнительного реактора подключена к свободному выво ду первой вторичной обмотки, начало каждой полуобмотки уравнительного реактора соединено с соответствующим вторым выводом третьей вторичной обмотки, а конец другой полуобмотки уравнительного реактора соединен с со ответствующим вторым выводом второй вторичной обмотки, На фиг. 1 представлена схема преобразователя; на фиг.2 - диаграммы вторичных линейных напряжений е, выходного напряжения е, напряжения на половине обмотки реактора Uo , то ков вентилей . Преобразователь состоит из силово го трансформатора, содержащего три группы вторичных обмоток 1-3 {первичные обмотки не показаны)« уравнительного .реактора 4, выполненного в виде магнитопрЬвода 5 с тремя обмо ками 6-8, выпрямителя, собранного на вентилях 9-14, нагрузки 15. Вторичные обмотки группы I соединены в зве ду, а их свободные зажимы а. соединены соответственно со средними точками 0, 0, Oj обмоток 6-8 урав нительного реактора 4, при этом каждая фазная обмотка группы 1 через половины обмоток реактора соединена .с разноименными фазными обмотками других групп. Так, фазная обмотка группы 1 а через половины обмотки 6 реа;ктора 0/)Ри . соединена соответственно с разноименными фазными обмотками Сп. Аналогично соедине ны и фазные обмотки b и с. ,Цля обеспеч ния работоспособности схемы необходим также соблюдать дополнительное уеловне, чтобы одноименный вывод каждой обмотки реактора, связанной с данной фазной обмоткой 1 звезды, соединялся с той разноименной фазной обмотко групп 2 и 3, которая следует по поря ку, за. указанной фазной обмоткой; Это означает, что если, например, вывод р обмотки 6 уравнительного, реактора соединен со следукнцей по порядку за фазой а фазой Ь группы 2, то и выво ды г и.з обмоток 7 и 8, прииадлежащих к фазам b и с, должны сбединяться соответственно со следующей по прямому порядку чередования фазами с-, и а. Свободный вывод каждой из обмоток групп 2 и 3 соединен с анодом одного из вентилей 9-14. Катоды этих вентилей объединены в общую точку, которая является одним выходным выводом преобразователя, другой выходной вывод преобразователя образует нулевая точка О звезды. Принцип работы преобразователя иллюстрируют диаграммы (фиг. 2 а-в), из которых видно, что в данный момент времени к результирующему напряжению двух фазных обмоток, имеющему меньшее значение, добавляется напряжение половины обмотки уравнительного реактора, а если результирующее напряжение двух обмоток имеет большее значение - вычитается (фиг. 2а). При этом могут работать как половины обмоток ректора, связанные с данной фазой, так и половины обмоток, принадлежащие к разным фазам. Например, из результирующего напряжения с у -вычитается напряжение половины обмотки 7 реактора, а к напряжению , на интервале одновременной параллельной работы фаз с и а с фазами b и добавляется напряжение половины ре актора OjS. Напряжение на половине . обмотки реактора ир(фиг.2,б ) построено по разности ординат двух результирующих вторичных напряжений, например е,,, е, еса-, т.д. Как видно из диаграммы (фиг.2в), каждый из вентилей 9-14 проводит в течение 120 эл.град, амплитуду тока, равную половине тока нагрузки 1/2 д. Этот же ток протекает через каждую из вторичных обмоток 1 и 2. Каждая фазная обмотка группы 1 проводит ток в.течение 180 эл.град., их них 6р дл. град, - полный ток Ja и 120 эл. град. - половину тока Зд нагрузки 1/2 1д. Расчетная габаритная мощность силового трансформатора равна 1,32 выходной Pgj, а уравнительного реактора - 0,1 Рд. Очевидно, что результирующая типовая мощность трансформаторных элементов не превьшает тивопой мощности трансформатора в схеме преобразования с соединением вторичных обмоток в двойной зигзаг без уравнительного реактора. Это стало возможным благодаря згменьшению действующих значений токов, протекающих по всем обмоткам трансформатора.

Таким образом, предложение позволяет устранить основной недостаток известного преобразователя по схеме двойного зигзага - плохое использование вентилей по току, поскольку длительность протекания г тока увеличивается до . град. а амплитуда снижается до 1/2 1а. Снижение эффективного значения токов обмоток трансформатора вместе с улучшением коэффициента формы анодного тока вентиля обусловливае.т повьппение КПД преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий выпрямитель и силовой трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, Первая из них соединена в звезду, нулевая точка которой образует один выходной.вывод, а каждый из пе вых выводов второй и третьей групп соединен с электродом вентиля выпГг

У

861686

рямителя, другие электроды которых объединены и их общая точка образует второй выходной вывод, отличающийся тем, что, с 5 целью улучщения использования вентилей по току и повышения коэффициента полезного действия, преоб разователь снабжен трехфазным уравнительным реактором, обмотки которого 10 расположены на одном магнитопроводе, причем средняя точка каждой обмотки уравнительного реактора подключена к свободному вьшоду первой вторичной обмотки, начало каждой полуобмотки ,5 уравнительного реактора соединено с соответствующим вторым выводом тре-. тьей вторичной обмотки, а конец дру гой полуобмотки уравнительного реактора соединен с соответствующим 2Q вторым выводом второй вторичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каганов И. Л. Электронные и 25 ионные преобразователи.М,-Л., ГЭИ, 1956, ч.Ш, с. 127.

2. Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства. М,, Энергия, 1970, с.З.

п

ed

eof, feet ffci ffot f(Qi fe9t Cott fffft (ici

A л A A /

V V V V

{pue.Z