I
Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение в качестве преобразователя трехфазного переменного напряжения в постоянное для питания , нескольких, например трех, нагрузок (многодвигательный привод постоянного тока, гальваника, электролиз, заряд и формовка аккумуляторов, многопостовая сварка, многоэлектродная обработка металлов и t. д.).
Известны.преобразователи трех-фазного переменного напряжения в постоянное, выполненные на основе трехфазного трехобмоточного трансформатора и вентильного блока. Первичная обмотка их может быть соеди нена в звезду или в треугольник, Две вторичные обмотки соединены в звезду и подключены к выходным зажимам преобразователя через вентили П,
Недостатком таких преобразователей является однотактный режим работы вторичных обмоток трансформатора.
Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, содержащйе трехфазный трансформатор с дву, мя вторичными обмотками, причем каждая фаза одной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух вентилей, через которые она соединена с разноименными фазами второй вторичной обмотки 2.
Недостатком такого преобразователя является большая установленная мощность оборудования за счет большой типовой мощности трансформатора и малой токовой загрузки вентилей.
Целью изобретения является снижение установленной мощности оборудования для случая питания более двух н-агрузок.
Цель достигается тем, что вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник, а их фазные
концы образуют три пары выходных выводов.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 (а,б,в,,г,д,е,ж,з) - диаграммы его работы; на фиг. 3 один из вариантов преобразователя.
Преобразователь содержит трансформатор 1 с oбмotкaми 2-4, вентили 510 и работают на нагрузку 11-13.
Концы первичной обмотки 2 трехфазного трансформатора 1, соединенной в звег1ду, образуют входные зажимы преобразователя. Фазные концы его вторичных обмоток З, .под лочены к выходным зажимам преобразователя с нагрузками 11, 12, 13 и к сдвоенным анодам и катодам вентильных пар, соответственно, 5,6;7,8; 9,10 и 8,9; 10,5; 6,7, объединенных между собой в шестиугольник. Начало вtopичных обмоток 3,4 подключены к смежным по фазе вентильным концам этих же обмоток (фиг. 1).
При подаме входного напряжения на вторичных обмотках трансформатора формируются две идентичные системы трехфазного напряжения ио(фиг.2а Вследствие этого между фазными концами вторичных обмоток при включенных или отсутствующих вентилях 5-10 прикладывается нулевое напряжение.
При налимий вентилей 5-10 преобразователь можно рассматривать как три совмещенных четырехпульсных преобразователя, работающих йа автономные нагрузки.
Например, к нагрузке 11, подключеной между концами фаз А подключаются в параллель через вентили 5,6 и . 8,9 фазы А4, Сд и АЗ, Cjj, а также шунтирующие их и последовательно между собой соединенные фазы В 4. и С4 А и В., В 2, и Cj, А 3 и В (поскольку вторичные обмотки 3,4 соединены в треугольник).
Следовательно, «а первом выходе преобразователя с нагрузкой 11 фор ируется выпрямленное четырехпульс-: ное напряжение Uf 1,32 и1.(фиг.2б).
К нагрузке 12 (между концами фаз в) подключены в параллель через ;вентили 7,8 и 10, фазы В, A/j и Bj, А , а также шунтирующие их последовательно между собой соединенные фазы А 4.И С., В4 и Сд., Со, и AJ, Bj и Cj. На нагрузке 12 формируется аналогичное четырехпульсное наг ряжение (со
СДВИГОМ по фазе на глубоких пульсаций (фиг. 2в).
Соответственно, к нагрузке 13 подключены в параллель через вентили 9, 10 и 6,7 фазы С4, , Cj и В и шунтирующие их фазы А и С и А, АЗ и Bj, Cg и АЗ и формируется аналогичное четырехпульсное выпрямленное напряжение (фиг. 2г).
При независимом рассомтрении выделенных структур преобразователя каждый из вентилей 5-10 в рамках соответствующей структуры работает на 90 эл. град. (фиг. 2а, б, в Цч,2,|Г ° идеально сглажен). Однако в реальном преобразователе происч ходит наложение работы каждой из выделенных структур, вследствие чего в каждый момент времени работает одновременно по два вентиля, причем каждый из вентилей пропускает ток двухступенчатой формы .- 235- Мв течение 120 эл. град. (фиг. 2д).
В обмотках трансформатора форма протекающего через них тока имеет отличную форму за счет перераспределения суммарного тока каждого из вентилей 5-10 по основной работающей в даннный момент времени обмотки, например Ад для вентиля 5 и шунтирующих ее последовательно между собой соединенных обмоток Вд, Сд. Причем по рабочей обмотке протекает 2/3 тока вентиля, а по шунтирующим ее в данный помент времени обмоткам1/3 тока вентиля.
Суммарный результирующий ток каждой фазы представляет собой знакопеременную трехступенчатую фигуру (фиг. 2е, ж для фаз. Ад и Aj). Т.е. вторичные обмотки работают в двухтактном режиме с улучшеннь1м гармоническим составом протекающего через них тока за счет трехступенчатой формы протекающих через них положительных и отрицательных импульсов тока.
На фиг. 2з приведена форма тока в первичной обмотке трансформатора 1 ;(для фазы А), Ли положительные, и
отрицательные импульсы которой имеют также трехступенчатую форму с . улучшенным гармоническим составом.
За счет обеспечения двухтактного режима работы вторичных обмоток
трансформатора со значительно улучшенным гармоническим составом про.текающего через них знакопеременного тока многоступенчатой формы расчетная-типовая мощность трансформатора снижается с 1,26 Pd до 1,041,05 Pd, т.е. на у 20%. Улучшается значительно и коэффициент мощности преобразователя даже по сравнению с классическими схемами трехфазных мостовых преобразователей, в которых потребляемый ток имеет двухступенчатую форму (коэффициент мощности определяется как произведение коэффициента формы тока на.коэффициент фазоBOfp сдвига).
:3а счет увеличения длительности токопроводящего-состояния вентилей с 60 до 120 эл. град, и улучшения гармонического состава тока повышается коэффициент использования вентилей по току на 20-30.
Благодаря автономному подключению к преобразователю каждой из трех нагрузок существенно облегчаются условия обеспечения им идентичного режима работы, например, при трехдвигательном приводе постоянного тока, а также появляется возможность независимого регулирования выходных параметров для каждой их трех нагрузок без использования дополнительных регуляторов за счет использования фазового-независимого регулирования вентилей-тиристоров самого преобразователя.
При необходимости согласования напряжения питающей сети со входом преобразователя первичная обмотка трансформатора может быть соединена в треугольник.
При необходимости согласования увеличения выходного напряжения преобразователя начало вторичных обмоток его трансформатора могут быть объединены в нулевые точки, т.е. преобразованы из треугольников в звез- ды.
При необходимости применения последовательного (по напряжению) соединения вентилей вентильный блок моТкет быть выполнен в виде шестилучевой. звезды с подключением свободных трех анодов вентилей к концам одной вторичной обмотки трансформатора, а трех свободных катодов - к концам другой вторичной обмотки трансформатора (см. фиг. 3). За счет параллельно-последовательного соединения вентилей (три в параллель и два последовательно) в два раза увеличивается среднее значение тока через каждый вентиль при неизменной в 120 эл. град, длительности его токопроводящего состояния и примерно в два раза снижается рабочее напряжение каждого из вентилей.
Схема с соединением вторичных обмоток в треугольник, а вентилей в шестиугольник предпочтительнее для пониженных напряжений и больших токов , поскольку обеспечивает условия параллельной работы всех фаз вторичных обмоток и вентилей (фиг. 1).
Схема с соединением -вторичных обмоток в трехфазные звезды,а вентилейвшестилучевую звезду предпочтительнее для повышенных выходных напряжений за счет последовательно-параллельной работы по току и фаз вторичных обмоток и вентилей (фиг. 3). Возможны и другие модификации схемы преобразователя.
Формула изобретения
Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, причем каждая фаза одной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух вентилей, чер,ез которые она соединена с разноименными фазами второй вторичной обмотки, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности оборудования для случая питания более двух нагрузок, вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник, а их фазные концы образуют три пары выходных выводов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И, М. Чиненко, Киев, Техника, 1978.
2.Авторское свидетельство СССР № 265254, кл. Н 02 М 7/12, 1966. (Jg fjfffc in 5 i g в 8.- е« 10 5 I 7 Г Z, Ю I б 7 .
Йгг.2 асаt/aS(/Sc 9 I 5 6 в 9 t ) to 5 17 I y i 9 fO 6 7 I ff t Фсег./ i-r
