Многофазный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) МНОГОФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

. , . I . Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для построения вторичных источников питания . Известны преобразователи напряжеHHHj выполненные на полупроводниковых ключах с выходными трансформаторами 1 . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является мно гофазный преобразователь,, содержащий 3N однофазных преобразовательнь1Х ячеек, объединенных в 3 группы, с вы ходными трансформаторами, первичные обмотки которых имеют одинаковое, а вторичные - разное число витков, и блок управленияГ2Д. Недостатком известных преобразователей являются плохие массо-габаритные показатели, определяемые индивидуальными трансформаторами, и о раниченные функциональные возможности, в частности отсутствие возможное ти соединения выхода на треугольник И получения многофазного (тфЗ) выхода. . . Цель изобретения - уменьшение мае сы и 1абаритов и расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в многофазном преобразователе преобразовательные ячейки выполнены в виде полумостов управляемых ключей, а магнитопровод выходных трансформаторов, являющийся общим для всех ячеек, выполнен в виде кольцевого сердечника с расположенными равномерно по его среднему диаметру отверстиями, в которых размещены первичные и вторичные обмотки, причем первичные обмотки в каждойгруппе соединены встречно, группы обмоток соединены между собой согласно, точки соединения первичных обмоток подключены к соответствующим выводам укананных полумостов, а числа витков вто ричных обмоток, включаемых в j-ю вы3ходную фазу, выбраны пропорциональны ми величине косинуса угла oL-I O-D-qW-l), где i. - произвольный начальный угол Ч - угол сдвига фаз выходных напряжений; f - номер преобразовательной ячейки, причём взаимная фазировка вторичных обмоток в нечетных группах соответствует, а в -четных группах противоположна знаку косинуса указанного угла. На фиг. 1 представлена функционал ная предлагаемого устройства. на примере преобразователя с 9( 3) ячейками; на фиг. 2 - выходные напряжения полумостов; на фиг. 3 напряжения на первичных обмотках трансформатора; на фиг. 4 - напряжения на вторичных обмотках трансформатора и выходное напряжение первой фазы () преобразователя. Многофазный преобразователь содер жит 9 полумостов на управляемых ключах 1-18, к выходам которых 1927 подключены одноименные выводы первичных обмоток 28-36, расположенных в одноименных отверстиях тран сформатора 37. Там же расположены и вторичные обмотки 38-46 одной выходной фазы (остальные не показаны). Числа витков в первичных обмотках вы раны равными, во вторичных обмотках - пропорционально величине C,OS -----(i-lj---U Взаимная фазировка U& 9 X J обмоток помечена точками у одноименных выводов. Устройство включает в себя также блок управления 47. Устройство работает следующим образом. Блок управления включает ключи п лумостов в такой последоват ельности что в нечетных полумостах сначала включаются ключи с нечетными номерами, а потом - с четными, а в четных полз остах наоборот, сначала четные потом нечетные. На фиг. 2 доказаны напряжения, возникающие между выход ми ползгмостов 19-27 и воображаемой средней точкой источника питания, у ловно принятой за нулевую. Напряжения, возникающие между выходами соседних полумостов и прикладываемые к первичным обмоткам, показаны на фиг. 3. Форма их представляет собой кривую прямоугольной формы с нулевой 4 ,4 зоной, равной4|-(в данном случае ij/ ГТ --д-;. полярность напряжений показана с учетом подключения обмотки (началом или концом) к соответствующим выводам полумостов. Напряжения, находящиеся на вторичных обмотках (также с учетом знака косинуса угла / Л- 2 J v -g-/ И полярности включения согласно или встречно) показаны на фиг. 4. Там же дано выходное напряжение Иф.одной фазы, являющееся суммой напряжений ина вторичных обмотках. Ферма его представляет собой ступенчатую кривую,аппроксимирующую синусоиду. Спектральный состав выходного напряжения иф определяется, как и в линейном напряжении известного устройства, выражением K 6pN+l (где ,1,2...). Однако отсутствие кратных трем гармо ник делает возможным включение выхода предлагаемого преобразователя на треугольник (или многоугольник). Это же свойство дает возможность получить двухфазный выход преобразователя, для чего обмотки, включаемые во вторую фазу должны иметь числа витков, пропорциональные величине .(M)-(jH) Указанный порядок коммутации ключей в полумостах и соответствующее подключение к их выводам первичных обмоток трансформатора делает возможным (так как потоки имеют встречное направление) объединить магнитопроводы всех выходных трансформаторов и выполнить его в виде кольц ого сердеч1шка с равными кернами (как в трехфазных трансформаторах ), уменьшив объем железа и улучшив тем самым весо-габаритные показатели трансформатора и всего устройства в целом. Формула изобретения Многофазный преобразователь, содержащий 3N однофазных преобразовательных ячеек, объединенных в три группы, с выходными трансформаторами, первичные обмотки которых имеют одинаковые, а вторичные - разное число витков, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей и расширения функциональных возможностей, преобразовательные ячейки выполнены в виде полумостов управляемых ключей, а магнитойровод выходных трансформаторов, являющийся общим для всех ячеек, выполнен в вил де кольцевого сердечника с расположенными равномерно по его среднему диаметру отверстиями, в которых размещены первичные и вторичные обмотки, причем первичные обмотки в каж,дои группе соединены между собой встречно, группы обмоток соединень между собой согласно, точки соединения первичных обмоток подключены к соответствующим выходам указаных полумостов, числа витков вторичных обмоток, -включаемых в j-ю выходную 4 ifeasy, выбраны пропорциональными велиi ||OH,.l(jH), чине косинуса угла где d - произвольный начальный угол, Ч - угол сдвига фаз выходных напряжений преобразователя, 1 - номер преобразовательной ячейки, а взаимная фазировка вторичных обмоток в нечетных группах соответствует знаку косинуса указанного угла, а в четных группах противоположна этому знаку.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 128993, кл.Н 02 М 7/537, Г960. 2, Авторское свидетельство СССР № 202216, кл. Н 02 М 7/537, 1968.

7

Вьпкады

886174

Риг