RU1778897C - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение может быть использовано в качестве низковольтного вторичного источника питани  с улуч- шеннымиэнергетическими характеристиками и расширенной областью применени . Сущность изобретени : устройство выполнено на основе трансформатора с трехстержневым магнитопроводом 2, на двух из стержней которого размещены две первичные обмотки 3, соединенные в открытый треугольник, и две пары идентичных вторичных обмоток 4, 5, подключенных смежными по фазе парами к выходным выводам свободными началами и концами через вентили 6-9, а общими точками их соединени  - через две дополнительные (вольтодобавочные) вторичные обмотки с относительным числом витков V1 - V3/2 , размещенные на безобмоточном стержне с дополнительной первичной обмоткой, соединенной с основными в открытый треугольник . Устройство обеспечивает симметричный четырехимпульсный режим выпр млени , повышенный уровень выходного напр жени  и мощности, улучшенные энергетические показатели.3 ил.

Description

-04

й Zl ZM ZS

Фиг,1

- Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может найти практическое применение о качестве низковольтных вторичных источников посто нного напр жени 

Известны маловентильные многофазные преобразователи переменного напр жени  в посто нное, в частности четырехвалентные преобразователи трехфазного переменного напр жени  в четы- рехпульсное посто нное на основе различных модификаций схемы Скотта и содержащие два однофазных трансформатора , подключенных сетевыми обмотками под два линейных напр жени  трехфазной питающей сети, вторичные обмотки которых подключены к выходным зажимам преобразовател  средними выводами непосредственно , а концами и началами через вентили. При этом магнитопроводы трансформаторов могут быть различными или совмещенными .

Прототипом изобретени   вл етс  преобразователь переменного напр жени  в посто нное, выполненный по четырехпуль- снои схеме выпр млени  и содержащий трансформатор с трехстержневым мзгнито- проводом с размещением на двух его крайних стержн х первичными обмотками, соединенными в открытый треугольник и двум  парами вторичных обмоток, подключенных смежными по фазе парами к выходным зажимам преобразовател  общими точками их соединени  непосредственно, а свободными началами и концами - через четыре вентил . Такой преобразователь обеспечивает четырехимпульсный режим выпр млени  и имеет малое количество вентилей.

Недостатками его  вл ютс  высокий уровень пульсаций из-за несимметричности проводимости вентилей и. соответственно, плохое использование силового оборудовани  по установленной мощности, ограниченна  область применени .

Цель изобретени  - улучшение энергетических характеристик и расширение области применени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном преобразователе переменного напр жени  в посто нное, содержащим трансформатор с трехстержневым магнито- проводом, на каждом из крайних стержней которого размещены одна первична  и две с одинаковым числом витков вторичные обмотки , а также четыре вентил , одни одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, образующую один из выходных выводов дл  подключени  нагрузки, а свободные выводы

силовых электродов вентилей соединены со свободными выводами соответствующих вторичных обмоток причем один из выводов каждой первичной обмотки соединен с

одним из трех входных выводов дл  подключени  трехфазной питающей сети, на свободномстержнеуказанного магнитопровода расположены дополнительно введенные одна первична  обмотка,

одним из выводов соединенна  со свободным входным выводом, и две вторичные обмотки , причем все первичные обмотки соединены в замкнутый треугольник, одна дополнительна  вторична  обмотка с одной

парой основных вторичных обмоток соединена в пр мую зьезду, друга  дополнительна  вторична  обмотка с другой парой основных вторичных обмоток соединена в обратную звезду, свободные выводы дополнительных обмоток объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, а число витков каждой дополнительной вторичной обмотки относитс  к числу витков основной вторичной обмотки как

-1

Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл емый преобразователь отличаетс  наличием дополнительного комплекта первичной и пары вторичных обмоток, размещенных на свободном стержне магнитопровода. включением вторичных обмоток встречно-последовательно с имеющими смежными парами вторичных обмоток и выбором соо гношени  их витков V1 - V3/2 /1 . Таким образом, за вл емое техническое решение соответствует критерию новизна. Анализ известных технических решений позвол ет сделать вывод об отсутствии в них признаков , сходных с существенными отличительными признаками за вл емого

преобразовател  и признать за вл емое решение соответствующими критерию существенные отличи .

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема предлагаемого преобразовател ; на

фиг. 2,3- диаграммы токов и напр жений, характеризующие его работу.

Преобразователь содержит трансформатор 1 с магнитопроводом 2, первичными обмотками 3 и вторичными обмотками 4. 5,

диоды 6, 7, 8, 9.

Первичные обмотки А2, В2. С размещены на стержн х магнитопровода 2 трансформатора 1 и соединены в замкнутый треугольник. Вторичные обмотки 5. 4 разме- щены софазнона стержн х магнитопровода

2 трансформатора 1, Основные вторичные обмотки соединены смежными по фазе парами встречно-последовательно 4а, 4Ь, 5х, 5z и подключены общими их началами и концами через встречно-последовательно с ними включенные дополнительные вторичные обмотки 4Ь и 5у к одному из выходных зажимов преобразовател , а свободными концами и началами через вентили-диоды 6-9 к второму выходному зажиму преобразовател .

Рассмотрим работу предлагаемого преобразовател .

При подаче трехфазного сетевого напр жени  на первичные обмотки 3 трансформатора 1 на его вторичных обмотках формируютс  две трехфазные системы напр жений с соотношением амплитуд фазовых на гщ жений (Уф) Ua:Ub:Uc Ux:Uy:Uz

1: ш- |у :1 за счет наличи  соответственно меньшего числа витков в дополнительных вторичных обмотках фазы Ь, у размещенных на безобмоточном среднем стержне магнитопровода трансформатора. Дополнительные вторичные обмотки 4Ь, 5у включены как вольтодобавочные последовательно с основными смежными по фазе парами вторичных обмоток 4а, 4с, 5х, 5z. За счет геометрического сложени  напр жений имеем относительно общей точки соединени  вторичных обмоток 4в, 5у результирующее симметричное трехфазное напр женнее амплитудой иф+а Уф+с Уф+х иф+2 Ua Ub 1,23 11ф.

Это четырехфазное напр жение выпр мл етс  в четырехпульсное посто нное

4 7Г//4 г

напр жение Ud /

гп л/4

Ucpcos в d в UCp 1,27 Уф с помощью

вентилей-диодов 6, 7, 8, 9, работающих поочередно с проводимостью оентилей по 90 эл.град, При этом основные вторичные обмотки трансформатора 4а, 4с и 5х, 5z также провод т ток, по 90 эл.град., а дополнительные вторичные обмотки 4Ь, 5у - по 180 эл.град.

За счет наличи  вольтодобавочной обмотки на безобмоточном стержне магнитопровода трансформатора обеспечиваетс  примерно на 1 /4 увеличение уровн  выходного напр жени  и выходной мощности преобразовател  практически без увеличени  габаритов трансформатора, Дополнительно обеспечиваетс  симметрична  загрузка всех 4х вентилей и 4х основных вторичных обмоток трансформатора, что обеспечивает в свою очередь конструктивное упрощение преобразовател  и сниже- ние уровн  пульсации выпр мленного напр жени  за счет улучшени  гармоничного состава тока.

На фиг. 36,в,г видно, что токи и магнитные потоки в магнитопроводе трансформатора уравновешены в любой момент времени. При этом загрузка среднего стержн  магнитопровода оказываетс  несколько меньшей, что облегчает его тепловой режим работы.

При групповом соединении преобразователей , например кратном трем, можно

обеспечить режим, эквивалентный 12-ти фазному как по потребл емому, так и генерируемому токам без каких либо изменений схем преобразователей, только за счет простой перефазировки их входных зажимов,

что делает их конкурентоспособными с известными шестивентильными преобразовател ми типа шестифазна  звезда с уравнительным реактором.

25

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий трансформаторстрехстержневым

   магнитопроводом, на каждом из крайних стержней которого размещены одна первична  и две с одинаковым числом витков вторичные обмотки, а также четыре вентил , одни одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, образующую один из выходных выводов дл  подключени  нагрузки, а свободные выводы силовых электродов вентил  соединены со свободными выводами соответствующих

   вторичных обмоток, причем один из выводов каждой первичной обмотки соединен с одним из трех входных выводов дл  подключени  трехфазной питающей сети, отличающийс  тем, что, с целью улучшени 

   энергетических характеристик и расширени  области применени , на свободном стержне указанного магнитопровода расположены дополнительно введенные одна первична  обмотка, одним из выводов соединенна  со свободным входным выводов , и две вторичные обмотки, причем все первичные обмотки соединены в замкнутый треугольник, одна дополнительна  вторична  обмотка с одной парой основных вторичных обмоток соединена в пр мую звезду, друга  дополнительна  вторична  обмотка с другой парой основных вторичных обмоток соединена в обратную звезду, свободные выводы дополнительных обмоток объединены в

   общую точку, образующую другой выходной витков основной вторичной обмотки как вывод, а число витков каждой дополнитель- -/37 :1 . ной вторичной обмотки относитс  к числу