RU2373626C2 - Ac/dc converter - Google Patents

Ac/dc converter Download PDF

Info

Publication number
RU2373626C2
RU2373626C2 RU2007118480/09A RU2007118480A RU2373626C2 RU 2373626 C2 RU2373626 C2 RU 2373626C2 RU 2007118480/09 A RU2007118480/09 A RU 2007118480/09A RU 2007118480 A RU2007118480 A RU 2007118480A RU 2373626 C2 RU2373626 C2 RU 2373626C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
star
phase
windings
winding
gates
Prior art date
Application number
RU2007118480/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007118480A (en
Inventor
Сергей Александрович Евдокимов (RU)
Сергей Александрович Евдокимов
Original Assignee
Новосибирский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новосибирский государственный технический университет filed Critical Новосибирский государственный технический университет
Priority to RU2007118480/09A priority Critical patent/RU2373626C2/en
Publication of RU2007118480A publication Critical patent/RU2007118480A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373626C2 publication Critical patent/RU2373626C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: ac/dc converter can be used dc power supply circuits, primarily, with LV supply. Proposed converter comprises three-phase transformer (1) with two groups of secondaries, each comprising star-connected winding and reversed-star-connected winding. Secondaries of every group are connected by their zero leadouts that make the device output leads and twelve gates (2…14). The number of winding turns making aforesaid stars and that making reversed stars are related as
Figure 00000004
. Six gates (3, 5, 7, 9, 11, 13) are connected into six-gate ring to have gate similar electrodes connected in pairs, that is, anodes of the pairs of gates (3, 13; 5, 7; 9, 11) and cathodes of the pairs of gates (3, 5; 7, 9; 11. 13). Phase leadouts a, b, c of winding of the star of one group of secondaries are connected, via gates (13, 5, 9), with phase leadouts b', c', a', while by gates (3, 7, 11) they are connected with phase leadouts c', a', b' of windings of the star of the other group of secondaries. To the points of connection of anodes of the pairs of gates (5, 7; 9, 11; 3, 13) connected are phase leadouts b, c, a of star windings of one group of secondaries and anodes of gates (6,10, 2), the cathodes of which are connected to phase leadouts y', z', x' of windings of reversed start of the other group of secondaries. To the point of connection of cathodes of the pairs of gates (3, 5; 7, 9; 11, 13) connected are phase leadouts c', a', b' of the star windings of the other group of secondaries and cathodes of gates (4, 8, 12), cathodes of which are connected to phase leadouts z, x, y of reversed star windings of the first group of secondaries. Load 14 is connected to zero pints.
EFFECT: reduced weight and sizes.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока, преимущественно с низковольтным питанием.The invention relates to the field of converter technology and may find application for supplying direct current consumers, mainly with low-voltage power.

Известны преобразователи переменного тока в постоянный, в которых для лучшего использования трансформаторов многофазные системы образованы путем сочетания трехфазных звезд и зигзагов с уравнительным реактором (Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи. М.: Искусство. 1960).Known AC to DC converters, in which, for the best use of transformers, multiphase systems are formed by combining three-phase stars and zigzags with a surge reactor (Kaganov I.L. Electronic and ionic converters. M .: Art. 1960).

Недостатком данных преобразователей является необходимость введения уравнительного реактора.The disadvantage of these converters is the need to introduce a surge reactor.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого и две вторичных соединены в звезду, причем общая точка одной вторичной обмотки подключена к первому выходному выводу, и шесть вентилей, соединенных последовательно так, что у них попарно объединены одноименные электроды (а.с. SU №265254, МПК Н02М 7/12, опубл. 14.02.1966).A known converter of alternating current to direct current, containing a three-phase transformer, the primary winding of which and two secondary are connected to a star, the common point of one secondary winding connected to the first output terminal, and six valves connected in series so that they have the same electrodes in pairs (a .s. SU No. 265254, IPC Н02М 7/12, publ. 02.14.1966).

Данный преобразователь обеспечивает только шестипульсное выпрямление.This converter provides only six-pulse rectification.

Наиболее близким к изобретению, принятым за прототип, является преобразователь переменного тока в постоянный (а.с. SU №803089, МПК Н02М 7/06, опубл. 07.02.1981), обеспечивающий двенадцатипульсное выпрямление и содержащий два трехфазных трансформатора с первичными обмотками, соединенными в одном трансформаторе в звезду, во втором в треугольник, и со вторичными обмотками, выполненными в каждом трансформаторе по схеме звезда и обратная звезда, соединенными нулевыми точками, и двенадцать вентилей, образующих двенадцативентильное кольцевое построение, содержащее парные соединения одноименных электродов вентилей, причем каждая фаза вторичных обмоток первого трансформатора подключена к объединенным одноименным силовым электродам двух вентилей, через которые она соединена с двумя фазами вторичных обмоток второго трансформатора, имеющими относительный фазовый сдвиг (1±1/6)π эл. град. относительно первой, причем общие точки соединения вторичных обмоток в каждом трансформаторе образуют два выходных вывода.Closest to the invention adopted as a prototype is an AC to DC converter (AS SU No. 803089, IPC Н02М 7/06, publ. 02/07/1981), which provides twelve-pulse rectification and contains two three-phase transformers with primary windings connected in one transformer into a star, in the second into a triangle, and with secondary windings made in each transformer according to the star and reverse star scheme, connected by zero points, and twelve valves forming a twelve-valve ring structure, won paired electrodes compounds of similar valves, each phase secondary windings of the first transformer is connected to the combined power of the same name electrodes two gates through which it is connected with two phases of the second transformer secondary winding having a relative phase shift of (1 ± 1/6) π e. hail. relative to the first, and the common connection points of the secondary windings in each transformer form two output terminals.

Недостатком данного преобразователя являются большие массогабаритные показатели, обусловленные большой мощностью вторичных обмоток и применением двух трансформаторов.The disadvantage of this converter is its large overall dimensions, due to the high power of the secondary windings and the use of two transformers.

Задача изобретения - создание преобразователя переменного тока в постоянный, имеющего меньшие массогабаритные показатели.The objective of the invention is the creation of an AC to DC converter having lower overall dimensions.

Указанная задача достигается тем, что преобразователь переменною тока в постоянный содержит трехфазный трансформатор и две группы вторичных обмоток, каждая из которых содержит обмотку, выполненную по схеме звезда, и обмотку, выполненную по схеме обратная звезда, соединенные нулевыми точками, образующими в каждой из групп вторичных обмоток один из выходных выводов устройства, и двенадцать вентилей, причем отношение одинакового для обмоток звезд числа витков к одинаковому для обмоток обратных звезд числу витков равно

Figure 00000001
, при этом шесть вентилей соединены в шестивентильное кольцо так, что попарно объединены одноименные электроды вентилей, каждая пара вентилей соединяет фазный вывод обмотки звезды, размещенной на одном из стержней трансформатора, с двумя фазными выводами обмоток другой звезды, размещенных на других стержнях трансформатора, а к каждой точке соединения одноименных электродов пар вентилей, к которой подключен вывод обмотки звезды, размещенной на одном из стержней трансформатора и принадлежащей одной из групп вторичных обмоток, подключен электрод такого же наименования незадействованного вентиля, второй электрод которого соединен с выводом обмотки обратной звезды другой группы вторичных обмоток, размещенной на том же стержне трансформатора.This task is achieved by the fact that the AC-to-DC converter contains a three-phase transformer and two groups of secondary windings, each of which contains a star-shaped winding and a star-shaped winding connected by zero points forming in each of the secondary groups windings is one of the output terminals of the device, and twelve gates, and the ratio of the same number of turns for star windings to the same number of turns for reverse windings is
Figure 00000001
in this case, six valves are connected in a six-valve ring so that the valve electrodes of the same name are combined in pairs, each pair of valves connects the phase output of the star winding located on one of the transformer rods with two phase outputs of the windings of another star located on the other transformer rods, and each connection point of the same name electrodes of the valve pairs, to which the output of the star winding is connected, located on one of the transformer rods and belonging to one of the secondary winding groups, is connected Electrode same here unactuated valve, the second electrode is connected to the terminal of the feedback winding stars of another group of the secondary windings placed on the same shaft transformer.

На Фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на Фиг.2 - векторные диаграммы напряжений, представленные в виде амплитудно-фазовых портретов напряжений фазных обмоток, и развернутые векторные диаграммы, поясняющие принцип формирования векторов результирующих напряжений; на Фиг.3 - схема работы обмоток и вентилей преобразователя.Figure 1 shows a circuit diagram of the proposed Converter; figure 2 - vector voltage diagrams presented in the form of amplitude-phase portraits of the voltages of the phase windings, and detailed vector diagrams explaining the principle of formation of the vectors of the resulting voltages; figure 3 - diagram of the windings and valves of the Converter.

Преобразователь содержит трехфазный трансформатор 1 с двумя группами вторичных обмоток, каждая из которых содержит обмотку, выполненную по схеме звезда, и обмотку, выполненную по схеме обратная звезда. Вторичные обмотки в каждой группе соединены нулевыми точками, О - в одной группе и О' - в другой, образующими выходные выводы устройства, и двенадцать вентилей 2…14. Числа витков обмоток, составляющих звезды, и числа витков обмоток, составляющих обратные звезды, находятся в соотношении

Figure 00000001
. Шесть вентилей 3, 5, 7, 9, 11, 13 соединены в шестивентильное кольцо так, что попарно соединены одноименные электроды вентилей: аноды пар вентилей 3, 13; 5, 7; 9, 11 и катоды пар вентилей 3, 5; 7, 9; 11, 13.The Converter contains a three-phase transformer 1 with two groups of secondary windings, each of which contains a winding made according to the star pattern, and a winding made according to the reverse star pattern. The secondary windings in each group are connected by zero points, O - in one group and O '- in another, forming the output terminals of the device, and twelve valves 2 ... 14. The number of turns of the windings making up the stars, and the number of turns of the windings making up the inverse stars are in the ratio
Figure 00000001
. Six valves 3, 5, 7, 9, 11, 13 are connected in a six-valve ring so that the valve electrodes of the same name are connected in pairs: anodes of pairs of valves 3, 13; 5, 7; 9, 11 and cathodes of pairs of valves 3, 5; 7, 9; 11, 13.

Фазные выводы а, в, с обмоток звезды одной группы вторичных обмоток соединены соответственно вентилями 13, 5, 9 с фазными выводами b', с', а', а вентилями 3, 7, 11 с фазными выводами с', а', в' обмоток звезды другой группы вторичных обмоток.Phase leads a, c, from the star windings of one group of secondary windings are connected respectively by valves 13, 5, 9 with phase leads b ', c', a ', and valves 3, 7, 11 with phase leads c', a ', b '' star windings of another group of secondary windings.

К точкам соединения анодов пар вентилей 5, 7; 9, 11; 3, 13 подключены соответственно фазные выводы в, с, а обмоток звезды одной группы вторичных обмоток и аноды вентилей 6, 10, 2, катоды которых соответственно подключены к фазным выводам y', z', x' обмоток обратной звезды другой группы вторичных обмоток. К точкам соединения катодов пар вентилей 3, 5; 7, 9; 11, 13 подключены соответственно фазные выводы с', а', b' обмоток звезды другой группы вторичных обмоток и катоды вентилей 4, 8, 12, аноды которых соответственно подключены к фазным выводам z, х, у обмоток обратной звезды первой группы вторичных обмоток.To the connection points of the anodes of the pairs of valves 5, 7; 9, 11; 3, 13, respectively, the phase terminals b, c are connected, and the star windings of one group of secondary windings and the anodes of the valves 6, 10, 2, the cathodes of which are respectively connected to the phase terminals y ', z', x 'of the reverse star windings of another group of secondary windings. To the connection points of the cathodes of pairs of valves 3, 5; 7, 9; 11, 13, respectively, the phase terminals c ', a', b 'of the star windings of another group of secondary windings and the cathodes of the valves 4, 8, 12 are connected, the anodes of which are respectively connected to the phase terminals z, x, of the reverse star windings of the first group of secondary windings.

К нулевым точкам О и О' подключена нагрузка 14.A load 14 is connected to the zero points O and O '.

Принцип работы преобразователя (Фиг.1) иллюстрируется векторными диаграммами напряжений, представленными в виде амплитудно-фазовых портретов напряжений фазных обмоток, составляющих две несимметричные шестифазные системы напряжений групп вторичных обмоток, и развернутой на фазовой плоскости совмещенной векторной диаграмме, показывающей принцип формирования результирующих напряжений, представленных векторами S1-S12 (Фиг.2). В каждой группе вторичных обмоток, гальванически связанных между собой, отношение чисел витков фазных обмоток, составляющих звезды к числам витков фазных обмоток, составляющих обратные звезды, равно

Figure 00000001
. При таком соотношении чисел витков обеспечивается равенство результирующих напряжений и требуемый фазовый сдвиг между ними 30 эл. град.The principle of operation of the Converter (Figure 1) is illustrated by vector voltage diagrams, presented in the form of amplitude-phase portraits of the voltage of the phase windings that make up two asymmetric six-phase voltage systems of groups of secondary windings, and a combined vector diagram unfolded on the phase plane, showing the principle of formation of the resulting voltages presented vectors S1-S12 (Figure 2). In each group of secondary windings galvanically connected to each other, the ratio of the number of turns of the phase windings making up the stars to the numbers of turns of the phase windings making up the inverse stars is
Figure 00000001
. With this ratio of the number of turns, the equality of the resulting voltages and the required phase shift between them of 30 el. hail.

Формирование 12-пульсного выпрямленного напряжения на нагрузке происходит в соответствии с векторными диаграммами, которые на Фиг.2 совмещены с текущими композициями фазовых портретов напряжений вторичных обмоток. Так, первый вектор результирующею напряжения S1 является суммой коллинеарных векторов фазных напряжений вторичных фазных обмоток о - а и х'-о' трансформатора. Вектор S2 является вектором линейного напряжения, полученного из фазных напряжений обмоток о-а и с'-о'. За период формируется двенадцать одинаковых результирующих напряжений, образующих симметричную 12-фазную систему.The formation of a 12-pulse rectified voltage at the load occurs in accordance with the vector diagrams, which in Fig.2 are combined with the current compositions of the phase portraits of the voltage of the secondary windings. So, the first vector of the resulting voltage S1 is the sum of the collinear phase vectors of the phase voltages of the secondary phase windings o - a and x'-o 'of the transformer. Vector S2 is a linear voltage vector obtained from the phase voltages of the windings o-a and c'-o '. During the period, twelve identical resulting stresses are formed, forming a symmetric 12-phase system.

Схема работы обмоток и вентилей (Фиг.3), полученная из анализа диаграмм на Фиг.2, позволяет определить, что все обмотки, образующие звезды, работают 90 эл. град., а обмотки, образующие обратные звезды, работают 30 эл. град. за период. Все вентили имеют угол проводимости 30 эл. град. Ток нагрузки в интервале пульсации обтекает один вентиль. Порядок вступления вентилей 2…13 в работу отражен в их нумерации на схеме (Фиг.1).The scheme of operation of the windings and valves (Figure 3), obtained from the analysis of the diagrams in Figure 2, allows you to determine that all the windings forming stars work 90 el. hail., and windings forming backward stars, work 30 e. hail. over a period. All valves have a conductivity angle of 30 el. hail. The load current in the ripple interval flows around one valve. The order of entry of the valves 2 ... 13 in the work is reflected in their numbering on the diagram (Figure 1).

Исходя из геометрического построения диаграмм формирования векторов результирующих напряжений (Фиг.2) определено максимальное значение выпрямленного напряжения при идеальной коммутации и соответственно его среднее значение. Приняв за относительную единицу (о.е.) амплитуду напряжения на вторичной фазной обмотке, имеющей наибольшее число витков, в соответствии с векторными диаграммами на Фиг.2 получено среднее значение выпрямленного напряжения Udo=1,712 о.е.Based on the geometric construction of the diagrams of formation of the vectors of the resulting stresses (Figure 2), the maximum value of the rectified voltage with ideal switching and, accordingly, its average value are determined. Taking for the relative unit (pu) the voltage amplitude on the secondary phase winding having the largest number of turns, in accordance with the vector diagrams in FIG. 2, the average value of the rectified voltage U do = 1,712 p.u.

По результатам анализа работы вторичных обмоток (Фиг.3) определена мощность вторичных обмоток, составившая 1,762 Pd. Коэффициент установленной мощности трансформатора предлагаемого преобразователя равен 1,387. Аналогичные показатели у прототипа больше, так как мощность вторичных обмоток трансформаторов прототипа составляет 1,814 Pd и в прототипе использовано два трансформатора.According to the results of the analysis of the secondary windings (Figure 3) determined the power of the secondary windings, amounting to 1,762 P d . The installed power factor of the transformer of the proposed Converter is equal to 1.387. The prototype has more similar indicators, since the power of the secondary windings of the transformers of the prototype is 1.814 P d and two transformers are used in the prototype.

Таким образом, предлагаемый преобразователь переменного тока в постоянный, по сравнению с прототипом, имеет меньшие массогабаритные показатели, так как уменьшена мощность вторичных обмоток и преобразователь содержит один трансформатор.Thus, the proposed AC to DC converter, in comparison with the prototype, has lower overall dimensions, as the power of the secondary windings is reduced and the converter contains one transformer.

Claims (1)

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор и группу вторичных обмоток, содержащую обмотку, выполненную по схеме звезда, и обмотку, выполненную по схеме обратная звезда, соединенные нулевыми точками, образующими один выходной вывод устройства, и двенадцать вентилей, отличающийся тем, что указанный трансформатор снабжен дополнительной группой вторичных обмоток, содержащей обмотку, выполненную по схеме звезда и обмотку, выполненную по схеме обратная звезда, соединенные нулевыми точками, образующими второй выходной вывод устройства, причем отношение одинакового для обмоток звезд числа витков к одинаковому для обмоток обратных звезд числу витков равно
Figure 00000002
, при этом шесть вентилей соединены в шестивентильное кольцо так, что попарно объединены одноименные электроды вентилей, каждая пара вентилей соединяет фазный вывод обмотки звезды, размещенной на одном из стержней трансформатора, с двумя фазными выводами обмоток другой звезды, размещенных на других стержнях трансформатора, а к каждой точке соединения одноименных электродов пар вентилей, к которой подключен вывод обмотки звезды, размещенной на одном из стержней трансформатора и принадлежащей одной из групп вторичных обмоток, подключен электрод такого же наименования незадействованного вентиля, второй электрод которого соединен с выводом обмотки обратной звезды другой группы вторичных обмоток, размещенной на том же стержне трансформатора.
An AC to DC converter containing a three-phase transformer and a group of secondary windings containing a star-shaped winding and a reverse-star winding connected by zero points forming one output terminal of the device and twelve valves, characterized in that the transformer is equipped with an additional group of secondary windings containing a winding made according to the star pattern and a winding made according to the reverse star pattern connected by zero points, forming and a second output terminal of the device, with the ratio equal to the number of turns of windings star to star identical to the inverse number of turns of the windings is equal to
Figure 00000002
in this case, six valves are connected in a six-valve ring so that the valve electrodes of the same name are combined in pairs, each pair of valves connects the phase output of the star winding located on one of the transformer rods with two phase outputs of the windings of another star located on the other transformer rods, and each connection point of the same name electrodes of the valve pairs, to which the output of the star winding is connected, located on one of the transformer rods and belonging to one of the secondary winding groups, is connected Electrode same here unactuated valve, the second electrode is connected to the terminal of the feedback winding stars of another group of the secondary windings placed on the same shaft transformer.
RU2007118480/09A 2007-05-17 2007-05-17 Ac/dc converter RU2373626C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007118480/09A RU2373626C2 (en) 2007-05-17 2007-05-17 Ac/dc converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007118480/09A RU2373626C2 (en) 2007-05-17 2007-05-17 Ac/dc converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007118480A RU2007118480A (en) 2008-11-27
RU2373626C2 true RU2373626C2 (en) 2009-11-20

Family

ID=41478069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007118480/09A RU2373626C2 (en) 2007-05-17 2007-05-17 Ac/dc converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373626C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007118480A (en) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5719828B2 (en) Power converter
EA029591B1 (en) Autotransformer system reducing total harmonic distortion
RU2451353C1 (en) Three-phase magnetisation-controlled reactor
RU2673250C1 (en) Semiconductor rectifier
JP2008278714A (en) Rectifier circuit
US9236811B2 (en) Multiphase transformer rectifier unit
RU2373626C2 (en) Ac/dc converter
RU2373628C1 (en) Variable-to-constant voltage converter
RU2358379C1 (en) Ac-to-dc voltage converter (versions)
RU2373627C1 (en) Ac-to-dc converter
US2428586A (en) Vapor-electric device
RU151148U1 (en) CONVERTER WITH 24X AC RATING VOLTAGE FREQUENCY
RU2334345C1 (en) Converter of ac potential into constant one with 9-fold frequency of pulsation
RU2488213C1 (en) Multipulse rectifier and autotransformer
RU2362262C1 (en) Ac/dc converter
RU182989U1 (en) SYMMETRIC SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU176888U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU2340073C9 (en) Three-phase ac-to-dc voltage transducer (versions)
RU2321149C1 (en) Transformer of alternating voltage to constant voltage with 24-multiple pulsation frequency
RU2340072C1 (en) Ac-to-dc voltage transducer
RU2604829C1 (en) Three-phase alternating voltage converter into direct voltage (versions)
RU2383986C1 (en) Ac/dc converter with eight-fold ripple frequency
US1158474A (en) System of current rectification.
RU122213U1 (en) AUTO TRANSFORMER-RECTIFIER DEVICE
RU2389126C1 (en) Three-phase ac voltage converter

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20090128

FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20090128

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20090218

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110518