(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ
1
Изобретение относится к электротехнике, а конкретно, к технике выпрямления сильных токов и предназначено преимущественно для питания постоянным током мощных потребителей на подвижных объектах, имеющих 3-фазные сети, соизмеримые по мощности с этими потребителями.
Известны многофазные автотрансформаторные выпрямительные устройства (с эквивалентной фазностью выпрямления не менее 12), в частности, с фазосдвигающими трансформаторами, которые дают существенный выигрыш в массогабаритных показателях по сравнению с многофазными трансформаторными выпрямительными устройствами, так как- применение устройств с меньщей фазностью выпрямления в таких случаях приводило бы к недопустимым искажениям формы сетевого напряжения. К автотрансформаторным устройствам относится выпрямительное устройство, в котором осуществлена сильная магнитная связь между вторичными полуобмотками фазосдвигающих трансформаторов (за счет их объединения на одном магнитопроводе) и при взаимной компенсации реактивных токов в этих полуобмотках резко снижается ток в первичной обмотке и соответственно улучшаются массогабаритные показатели всего устройства в целом, т. е. уменьшается установленная мощность устройства 1.
Однако, в этом выпрямительном устройстве величина получаемого выходного напряжения составляет 1,4 действующего значения линейного- напряжения сети, что не всегда удовлетворяет требованиям питаемой аппаратуры.
Известен также преобразователь переменного напряжения в постоянное, который со10держит два выпрямителя и трехфазный фазосдвигающий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена в виде двух трехфазных полуобмоток, каждая из которых своими началами соединена с первичной обмоткой, а концами с входом одного из
15 выпрямителей, причем одна из вторичных полуобмоток каждой фазы подсоединена к фазе первичной обмотки, опережающей эту фазу, а другая вторичная полуобмотка - к отстающей фазе первичной обмотки, которая
20 выполнена по схеме «звезда и подключена к питающей сети 2.
При таком соединении в двенадцатифазном выпрямителе выходное напряжение составляет 1,2 дейс-твующего значения линейного напряжения сети, т. е. является пониженным по сравнению с амплитудой линейного напряжения сети. Для получения выходного напряжения, повышенного (по сравнению с амплитудой линейного напряжения сети) до 1,6 действующего значения линейного напряжения сети, каждая из обеих трехфазных полуобмоток вторичной обмотки должна быть соединена с первичной обмоткой -СВОИМИ концами, а началами - с входом одного из выпрямителей. Однако, в ряде практически важных случаев эти пределы выходного напряжения недостаточны. Цель изобретения - получение более ВЫСОКИХ или низких фиксированных значений выходного напряжения при неизменном входном напряжении. Цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем два выпрямителя, соединенных по выходу параллельно через два уравнительных реактора, средние точки которых образуют выходные выводы, трехфазный фаз&двигающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная выполнена в виде двух полуобмоток, каждая из которых одним своим выводом соединена с первичной обмоткой, а другим выводом соединена с входом одного из выпрямителей, один из выводов каждой фазы вторичных полуобмоток соединен с соответствующим выводом той же фазы его первичной обмотки, которая выполнена по схеме треугольника. При этом выводы первичной обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с разноименными выводами его вторичных полуобмоток, что повышает выходное напряжение. Кроме того, выводы первичной обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с одноименными выводами его вторичных полуобмоток, что понижает выходное напряжение. На фиг. 1 представлена схема выполнения преобразователя переменного напряжения в постоянное для случая двенадцатифазного выпрямления, с повыщенньш выходным напряжением; на фиг. 2.- то же, с пониженным выходным напряжением; на фиг. 3 - векторные диаграммы, отражающие формирование векторов выходных напряжений. Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный фазосдвигающий трансформатор 1, 2 и 3 (на, общем сердечнике или групповой) выпрямители 4 и 5 (например два трехфазных выпрямительных моста) и два уравнительных реактора 6 и 7, выполненных на железных сердечниках. Первичные обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены треугольником и подключены к фазам питающей сети. Начала, а в устройстве на фиг. 2 - концы, одних полуобмоток вторичной обмотки подсоединены к концам тех же фаз первичной обмотки, а концы , в устройстве на фиг. 2 - начала этих. полуобмоток подсоединены к входу другого выпрямителя 4. Фазосдвигающий трансформатор устройства (фиг. 1) формирует две системы равноамплитудных трехфазных напряжений, сдвинутые друг относительно друга на угол «1 30 эл. град, по амплитуде больщие, чем формируемые фазосдвигающим известным трансформатором, так как здесь фазные напряжения питанэщей сети геометрически складываются с напряжениями вторичных полуобмоток под углом ±30-эл. град. На фиг. За показано геометрическое сложение одной из фаз (фазы А) напряжения сети с вольтодобавочными напряжениями АА и АА (соотнощение амплитуд складываемых напряжений для m 12 равно 1), приводящее к образованию двух векторов фазных напряжений ОА и ОА с взаимным угловым сдвигом «1 30 эл. град. (ОАпр и - соответствующие векторы прототипа). Подобным образом формируются и остальные фазные напряжения ОВ, ОВ и т.д. Одна трехфазная система напряжений А В С подается на вход-выпрямителя 4, другая - А В С - на вход выпрямителя 5. Выпрямители 4 и 5, как и в известном устройстве работают в параллель через два уравнительных реактора в щестифазном режиме, устройство в целом обеспечивает режим двенадцатифазного выпрямления. Выходное напряжение такого преобразователя (пропорциональное векторам ОА, ОА ...) получается выще, чем у известного. Таким образом, для двенадцатифазного режима выпрямления в предлагаемом устройстве выходное выпрямленное напряжение равно 2, б действующего значения линейного напряжения сети. Фазосдвигающий трансформатор устройства (фиг. 2) также формирует две системы равноамплитудных трехфазных напряжений с соответствующим угловым сдвигом, но по амплитуде меньще, чем формируемые фазосдвигающим известным трансформатором, так как здесь фазные напряжения питающей сети складываются с напряжениями вторичных полуобмоток под углом ±150 эл. град (фиг. 36). Соотнощение ам плитуд складываемых напряжений для m 12-равно 4,77, а выходное напряжение такого устройства получается -ниже, чем у известного. Так, для двенадцатифазного режима выпрямления обеспечивается величина выходного выпрямленного напряжения устройства, составляющая 0,95 действующего значения линейного напряжения сети. В обоих рассмотренных устройствах (фиг. I и 2) по одной полуобмотке каждой.
вторичной обмотки фазосдвигающего трансформатора протекает ток, опережающий напряжение на зажимах, а по другой - отстающий от напряжения на зажимах на такой же угол (для m 12 этот угол равен ±15° для устройства по фиг. 1 и, соответственно, ± 135° для устройства по фиг. 2), что обеспечивает компенсацию реактивных мощностей на вторичных обмотках фазосдвигающего трансформатора. По его Первичным обмоткам протекают практически активные токи и суммарная установленная мощность трансформатора получается минимально возможной.
Таким образом, с помощью предлагаемого построения многофазных выпрямительных устройств можно получить значения выпрямленного напряжения, составляющие 2,6 и 0,95 действующего значения линейного напряжения сети, для которых массогабаритные характеристики устройства получаются минимально возможными,а КПД - максимальным.
Формула изобретения
обмотки фазосдвигающего трансформатора соединены с одноименными выводами его вторичных полуобмоток.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
Фиг./
.2
