RU175986U1 - Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное - Google Patents
Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное Download PDFInfo
- Publication number
- RU175986U1 RU175986U1 RU2017118822U RU2017118822U RU175986U1 RU 175986 U1 RU175986 U1 RU 175986U1 RU 2017118822 U RU2017118822 U RU 2017118822U RU 2017118822 U RU2017118822 U RU 2017118822U RU 175986 U1 RU175986 U1 RU 175986U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- turns
- windings
- transformers
- interconnected
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010615 ring circuit Methods 0.000 claims description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
- H02M7/08—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике и силовой преобразовательной технике и может быть использована в системах электроснабжения электрифицированных железных дорог, городского электрического транспорта и метрополитена, а также в электролизных, электрогальванических и других электротехнологических установках. Преобразователь содержит два трехфазных трансформаторных источника на каждом трансформаторе, первичные обмотки, состоящие из двух частей: сетевой и фазосдвигающей с отношением чисел витков соответственно 1:(sin 30°+sin7°30'), соединены в «неравноплечий зигзаг», создающие фазовый сдвиг 15 эл. градусов между трансформаторами, а вторичные обмотки, имеющие два значения числа витков , соединены между собой по три обмотки, имеющие большее число витков - в «треугольник» и по три обмотки, имеющие меньшее число витков - в «звезду», соединены в «звезду» и в «треугольник», создавая симметричные шестифазные системы, которые при этом подключены к соответствующим шестивентильным кольцевым схемам выпрямления, причем шестивентильные кольцевые схемы выпрямления обоих трансформаторов соединены между собой парами однополярных выводов постоянного тока параллельно и образуют выходные выводы устройства. Предложенный преобразователь имеет более высокий КПД.
Description
Полезная модель относится к электротехнике и силовой преобразовательной технике и может быть использована в системах электроснабжения электрифицированных железных дорог, городского электрического транспорта и метрополитена, а также в электролизных, электрогальванических и других электротехнологических установках.
Известен преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное, содержащий два трехфазных трансформаторных источника, первичные обмотки которых соединены в «неравноплечий зигзаг», создающие фазовый сдвиг 15 эл. градусов между трансформаторами, а вторичные обмотки каждого трансформатора, имеющие два значения числа витков, соединены в звезду и треугольник, линейные напряжения которых от соответствующих трансформаторов прикладываются к четырем последовательно соединенным трехфазным выпрямительным мостам (пат. РФ № 91486, МПК Н02М 7/08 2006/01 опубл. 10.02.2010).
Недостатком данного преобразователя является недостаточно высокий КПД из-за потерь мощности в вентилях, последовательно обтекаемых током нагрузки.
Наиболее близким к полезной модели, принятым за прототип, является преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное, содержащий два трехфазных трансформаторных источника, первичные обмотки которых соединены в «неравноплечий зигзаг», создающие фазовый сдвиг 15 эл. градусов между трансформаторами, а вторичные обмотки трансформаторов, имеющие два значения чисел витков, соединены на каждом трансформаторе между собой в звезду и треугольник, при этом вторичные обмотки одного трансформатора подключены к одной шестивентильной кольцевой схеме выпрямления, а вторичные обмотки второго трансформатора подключены к другой шестивентильной кольцевой схеме выпрямления, причем шестивентильные кольцевые схемы выпрямления обоих трансформаторов соединены между собой парой разнополярных выводов постоянного тока последовательно, и свободные разнополярных выводы кольцевых схем выпрямления образуют выходные выводы устройства. (пат. РФ № 144525, МПК Н02М 7/12 2006/01 опубл. 27.08.2014).
Недостатком данного преобразователя является недостаточно высокий КПД из-за потерь мощности в вентилях, последовательно обтекаемых током нагрузки.
Задача (технический результат) полезной модели - создание преобразователя с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное, имеющего более высокий КПД.
Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве преобразователя с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное, заключающееся в том, что он содержит два трехфазных трансформатора, на каждом из шести стержней магнитопроводов размещены первичная обмотка, состоящая из двух частей: сетевой и фазосдвигающей отношение чисел витков которых составляет соответственно 1:(sin 30°+sin 7°30), две вторичные обмотки, отношение чисел витков которых равно на каждом трансформаторе, части первичных обмоток сетевой и фазосдвигающей соединены между собой по схеме «неравноплечий зигзаг», беспечивая фазовый сдвиг между трансформаторами в 15 эл. градусов, а вторичные обмотки соединены между собой по три обмотки, меющие большее число витков - в «треугольник» и по три обмотки, имеющие меньшее число витков - в «звезду», создавая симметричные шестифазные системы, которые при этом подключены к соответствующим шестивентильным кольцевым схемам выпрямления, отличающемся тем, что шестивентильные кольцевые схемы выпрямления обоих трансформаторов соединены между собой парами однополярных выводов постоянного тока параллельно и образуют выходные выводы устройства.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное.
На фиг. 2 приведены амплитудно-фазовые портреты напряжений вторичных фазных обмоток, формирующих результирующие напряжения.
Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное (фиг. 1) содержит два трехфазных трансформатора 1 и 2, формирующих две шестифазные системы ЭДС, сдвинутые между собой по фазе на 15 эл. градусов и представленные выводами источников а, b, с; х, у, z и a1, b1, c1; х1, у1, z1, а также 24 вентиля 3…26, из которых сформированы две шестивентильные кольцевые схемы выпрямления, вентили 3…14 составляют первую кольцевую схему выпрямления, а вентили 15…26 составляют вторую кольцевую схему выпрямления, вентили одной кольцевой схемы выпрямления 3, 4, 5 соединены между собой анодами, образуя анодную группу, а катодами соединены с выводами источника а, b, с, вентили 12, 13, 14 соединены между собой катодами, образуя катодную группу, а анодами соединены с выводами источника х, у, z, вентили 6…11 образуют кольцевую группу вентилей, которые анодами попарно 6 и 9, 7 и 10, 8 и 11 соединены с выводами источника а, b, с соответственно, а их катоды попарно 7 и 11, 8 и 9, 6 и 10 соединены с выводами источника х, у, z соответственно, вентили другой кольцевой схемы выпрямления 15, 16, 17 соединены между собой анодами, образуя анодную группу, а катодами соединены с выводами источника a1, b1, c1, вентили 24, 25, 26 соединены между собой катодами, образуя катодную группу, а анодами соединены с выводами источника х1, у1, z1, вентили 18…23 образуют кольцевую группу вентилей, которые анодами попарно 18 и 21, 19 и 22, 20 и 23 соединены с выводами источника a1, в1, c1 соответственно, а их катоды попарно 19 и 23, 20 и 21, 18 и 22 соединены с выводами источника х1, у1, z1 соответственно. Параллельное соединение выпрямительных схем обеспечивается соединением в общий узел с точкой 27 всех катодных групп вентилей 3, 4, 5 первой кольцевой схемы и 15, 16, 17 второй кольцевой схемы, а в общий узел с точкой 28 всех анодных групп вентилей 12, 13, 14 первой кольцевой схемы и 24, 25, 26 второй кольцевой схемы. Эти точки образуют выходные выводы преобразователя, к которым подключена нагрузка 29.
Принцип работы преобразователя (фиг. 1) основан на двухкаскадной схеме, соединенной параллельно, каждый каскад содержит трансформаторный источник и вентильную схему выпрямления. Источники трансформаторные 1; 2 создают две шестифазные симметричные системы ЭДС, первичные обмотки которых состоят из двух частей: сетевой wc и фазосдвигающей wф с соотношением чисел витков 1: (sin 30°+sin 7°30') соответственно, их соединение между собой по схеме «неравноплечий зигзаг» создает фазовый сдвиг 15 эл. градусов между шестифазными симметричными системами, формируемыми вторичными обмотками трансформаторов, которые размещены по две на каждом стержне трансформатора с отношением чисел витков, равным , соединение между собой трех обмоток, имеющих большее число витков в треугольник, а трех обмоток имеющих меньшее число витков в звезду создает равенство величин линейных напряжений складываемых из фазных напряжений и равный фазовый сдвиг 30 эл. градусов. Иллюстрация работы преобразователя отображена векторными диаграммами напряжений, представленными в виде амплитудно-фазовых портретов напряжений фазных обмоток, составляющих две шестифазные системы напряжений групп вторичных обмоток, и развернутыми на фазовой плоскости векторными диаграммами, поясняющими принцип формирования результирующих напряжений, представленных векторами S1…S24 (aиг. 2).
Векторные диаграммы (фиг. 2) показывают амплитудно-фазовые характеристики каждой из применяемых шестифазных систем ЭДС. Соотношения чисел витков вторичных фазных обмоток равны , и фазовый сдвиг напряжений 15 эл. градусов между шестифазными симметричными системами обеспечивает динамичное формирование результирующих напряжений, модули векторов которых равны и сдвинуты относительно друг друга на фазовой плоскости на 15 эл. град. Условно зафиксировав в каждой шестифазной системе векторную диаграмму напряжений одной трехфазной системы и перемещая вокруг нее векторную диаграмму напряжений другой трехфазной системы, за период сетевого напряжения получим 24 вектора результирующих напряжений (фиг. 2). В каждом положении систем на фазовой плоскости определяются элементы вентильных связей, порядок работы вторичных обмоток и вентилей, которые сведены в таблицу.
Исследование состояний систем напряжений во времени по векторным диаграммам (фиг. 2) позволяет определить порядок чередования рабочих интервалов шестифазных симметричных систем напряжений, подключенных к вентильной конструкции. Например, при формировании результирующего напряжения первой пульсации S1, указанного в первом столбце таблицы, формируется из наибольших величин векторов линейных напряжений, индексы которых указаны во втором столбце таблицы, складываемых из векторов фазных напряжений bc*х, подключенных к первой кольцевой схеме выпрямления. В третьем столбце приведены номера вентилей, включаемых при действии указанных напряжений, вентили 4, 8, 14 первой кольцевой схемы выпрямления. Далее нумерация вентилей в таблице соответствует порядку их включения в преобразовательный процесс. Исходя из алгоритма включения вентилей, приведенного в таблице, при идеальной коммутации в любой момент времени в цепи протекания тока нагрузки последовательно включено только три вентиля.
У прототипа вентильная схема выпрямления представляет собой две шестивентильные кольцевые схемы, соединенные последовательно, где в любой момент времени в цепи протекания тока шесть вентилей последовательно обтекаются током нагрузки. По сравнению с прототипом схемные связи в предлагаемой схеме обеспечивают сокращение числа вентилей, последовательно обтекаемых током нагрузки с шести вентилей до трех. Что является техническим результатом, который для потребителей может оказаться оптимальным решением, так как потери мощности в вентильной конструкции можно снизить на 50%, увеличив тем самым КПД преобразователя в целом не менее чем на 0,5%.
Таким образом, предлагаемый преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное имеет по сравнению с прототипом более высокий КПД за счет уменьшения потерь мощности, связанного с сокращением числа вентилей с шести вентилей до трех последовательно обтекаемых током нагрузки.
Claims (1)
- Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное, содержащий два трехфазных трансформатора, на каждом из шести стержней магнитопроводов размещены первичная обмотка, состоящая из двух частей: сетевой и фазосдвигающей, отношение чисел витков которых составляет соответственно 1:(sin30°+sin7°30'), две вторичные обмотки, отношение чисел витков которых равно , на каждом трансформаторе, части первичных обмоток сетевой и фазосдвигающей соединены между собой по схеме «неравноплечий зигзаг», обеспечивая фазовый сдвиг между трансформаторами в 15 эл. градусов, а вторичные обмотки соединены между собой по три обмотки, имеющие большее число витков, в «треугольник» и по три обмотки, имеющие меньшее число витков - в «звезду», создавая симметричные шестифазные системы, которые при этом подключены к соответствующим шестивентильным кольцевым схемам выпрямления, отличающийся тем, что шестивентильные кольцевые схемы выпрямления обоих трансформаторов соединены между собой парами однополярных выводов постоянного тока параллельно и образуют выходные выводы устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118822U RU175986U1 (ru) | 2017-05-30 | 2017-05-30 | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118822U RU175986U1 (ru) | 2017-05-30 | 2017-05-30 | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175986U1 true RU175986U1 (ru) | 2017-12-26 |
Family
ID=63853650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017118822U RU175986U1 (ru) | 2017-05-30 | 2017-05-30 | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175986U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4739466A (en) * | 1986-12-30 | 1988-04-19 | Sundstrand Corporation | Regulated AC/DC converter |
RU2219647C2 (ru) * | 2002-03-01 | 2003-12-20 | Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарёва | Преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU2319281C1 (ru) * | 2006-07-12 | 2008-03-10 | Новосибирский государственный технический университет | Источник постоянного тока с 24-кратной частотой пульсации |
RU144509U1 (ru) * | 2014-04-16 | 2014-08-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное |
US20150349658A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Regulated ac-dc hybrid rectifier |
-
2017
- 2017-05-30 RU RU2017118822U patent/RU175986U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4739466A (en) * | 1986-12-30 | 1988-04-19 | Sundstrand Corporation | Regulated AC/DC converter |
RU2219647C2 (ru) * | 2002-03-01 | 2003-12-20 | Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарёва | Преобразователь переменного напряжения в постоянное |
RU2319281C1 (ru) * | 2006-07-12 | 2008-03-10 | Новосибирский государственный технический университет | Источник постоянного тока с 24-кратной частотой пульсации |
RU144509U1 (ru) * | 2014-04-16 | 2014-08-27 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное |
US20150349658A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Regulated ac-dc hybrid rectifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU144525U1 (ru) | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное | |
RU176682U1 (ru) | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное | |
RU144509U1 (ru) | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное | |
RU151148U1 (ru) | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное | |
RU175986U1 (ru) | Преобразователь с 24-кратной частотой пульсации переменного напряжения в постоянное | |
RU2474034C2 (ru) | Двадцатичетырехпульсный преобразователь | |
RU180741U1 (ru) | Полупроводниковый выпрямитель | |
RU2387070C1 (ru) | Многофазный мостовой преобразователь переменного тока в постоянный | |
RU184790U1 (ru) | Многопульсное выпрямительное устройство | |
RU2373628C1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU182989U1 (ru) | Симметричный полупроводниковый выпрямитель | |
RU2604491C1 (ru) | Каскадный преобразователь трехфазного переменного напряжения (варианты) | |
RU2321149C1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в постоянное с 24-кратной частотой пульсации | |
RU176888U1 (ru) | Полупроводниковый выпрямитель | |
RU142753U1 (ru) | Двадцатичетырехпульсный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU2340072C1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU2319281C1 (ru) | Источник постоянного тока с 24-кратной частотой пульсации | |
RU122213U1 (ru) | Автотрансформаторно-выпрямительное устройство | |
RU2604829C1 (ru) | Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное (варианты) | |
RU2368997C1 (ru) | Преобразователь трехфазного напряжения в постоянное | |
RU2443049C1 (ru) | Двенадцатифазный преобразователь сучкова | |
SE1300642A1 (sv) | Topologi för spänningsstyv strömriktare | |
RU223280U1 (ru) | Двенадцатипульсовый выпрямитель переменного напряжения в постоянное | |
RU2405238C1 (ru) | Мостовой преобразователь переменного тока в постоянный | |
RU2389126C1 (ru) | Преобразователь трехфазного переменного напряжения |