RU2389126C1

RU2389126C1 - Three-phase ac voltage converter

Info

Publication number: RU2389126C1
Application number: RU2009113185/09A
Authority: RU
Inventors: Ариф Гасан оглы Аслан-заде (RU); Ариф Гасан оглы Аслан-заде
Original assignee: Ариф Гасан оглы Аслан-заде
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-05-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention may be used to convert three-phase AC voltage into DC one with periodicity of rectification 12 N (where N=2, 3, 4, …), and also three-phase AC voltage with high-quality harmonic composition. Converter comprises zero input terminal, N three-phase controlled valve bridges, N pairs of leveling reactors, N pairs of additional diodes, N two-terminal elements, each pole of i (where i=1, 2, 3, …, N) from specified bridges is connected to extreme terminal of winding of one of i pair of leveling reactors, the other extreme terminal of which is connected to electrode of one of i pair of additional diodes. At the same time i additional diodes and valves of i bridge are connected to extreme terminals of winding of one and the same balancing reactor by identical electrodes, to common point of free electrodes of i pair of additional diodes there is an input terminal connected from i two-terminal element, between the common point of output terminals of N two-terminal elements, each comprising a pair of opposite parallel connected controlled valves, and zero input terminal there is a primary connecting circuit arranged, and intermediate terminals of windings of i pair of leveling reactors, which divide number of winding turns in each reactor of this pair into unequal parts, create shorted output terminals of i bridge, three-phase transformer, primary phase windings of which are connected by one group of terminals to phase input terminals, and by the other group - to input terminals of N controlled valve bridges, secondary winding is connected as star to zero terminal or delta and is connected to secondary valve bridge, for instance to secondary connecting circuit, or three-phase load, additional winding of three-phase transformer is connected as open delta, in the form of which one of connecting circuits is arranged, besides valves of i bridge are open by value proportional to established ratio.

EFFECT: independence of transformer configuration on number of output voltage discreteness intervals equal to 12 N.

6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования трехфазного переменного напряжения в многопульсное с минимальным значением периодичности выпрямления, равным 24, а также трехфазное переменное напряжение с качественным гармоническим составом.The invention relates to a conversion technique and can be used to convert a three-phase AC voltage to multi-pulse with a minimum value of rectification frequency equal to 24, as well as a three-phase AC voltage with a high-quality harmonic composition.

Все нижеприведенные аналоги являются аналогами для всех вариантов предлагаемого преобразователя.All of the following analogues are analogues for all variants of the proposed Converter.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с N (где N≥4) вторичными обмотками, подключенными одним выводом каждой фазы к диагонали переменного напряжения соответствующих выпрямительных мостов, которые соединены последовательно или параллельно и подключены к выпрямительным мостам (см. Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. М., «Высшая школа», 1967).A known converter of alternating voltage to DC, containing a three-phase transformer with N (where N≥4) secondary windings connected by one terminal of each phase to the diagonal of the alternating voltage of the respective rectifier bridges, which are connected in series or in parallel and connected to rectifier bridges (see Razmadze S. M. Conversion schemes and systems. M., "Higher School", 1967).

Основным недостатком такого преобразователя является сложность конструктивного исполнения трансформатора. Кроме того, преобразователь не предназначен для преобразования трехфазного переменного напряжения в трехфазное переменное.The main disadvantage of such a converter is the complexity of the design of the transformer. In addition, the converter is not intended to convert a three-phase AC voltage into a three-phase AC.

Совокупность причин, препятствующих получению требуемого технического результата, заключается в несовершенстве принципа построения преобразователя.The set of reasons that impede the receipt of the required technical result is the imperfection of the principle of construction of the Converter.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два m-фазных вентильных блока, анодные напряжения которых сдвинуты по фазе на угол

, включенных параллельно через реактор, снабженный двумя отводами, которые через присоединенные к ним два вентиля, включенные однонаправленно с вентилями указанных блоков, образуют один выходной вывод, а общая точка соединения вентильных блоков - другой выходной вывод, при этом отводы реактора выполнены от

части витков, отсчитываемых от крайних выводов (см. авт. св. № 1101992, кл. H02M 7/08 от 27.07.2079 г.).A known converter of alternating voltage to DC, containing two m-phase valve units, the anode voltage of which is phase shifted by an angle

connected in parallel through a reactor equipped with two branches, which through two valves connected to them, connected in the same direction with the valves of these blocks, form one output terminal, and the common connection point of valve blocks is another output terminal, while the reactor branches

parts of the turns counted from the extreme conclusions (see ed. St. No. 1101992, class. H02M 7/08 of 07/27/2079).

Недостатком этого преобразователя является низкое качество преобразования, заключающееся в том, что с увеличением угла отпирания тиристоров увеличиваются и амплитуды канонических высших гармоник на стороне как постоянного, так и переменного тока. Данный принцип построения преобразователя ограничивает возможность получения периодичности выпрямления свыше 24 усложнением конструктивного исполнения трансформатора. Кроме того, преобразователь не предназначен для преобразования трехфазного переменного напряжения в трехфазное переменное.The disadvantage of this converter is the low quality of the conversion, which consists in the fact that with an increase in the opening angle of the thyristors, the amplitudes of the canonical higher harmonics on the side of both direct and alternating current increase. This principle of the construction of the converter limits the possibility of obtaining a rectification frequency of more than 24 by complicating the design of the transformer. In addition, the converter is not intended to convert a three-phase AC voltage into a three-phase AC.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототип) является преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное (см. патент № 2340073 на «Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное» (варианты) от 10.09.2007, опубликованный 27.11.2008, Бюл. № 33.), содержащий нулевой входной вывод, N (где N=1, 2, 3, …) трехфазных управляемых вентильных мостов, N пар уравнительных реакторов, N пар дополнительных диодов, N двухполюсников, каждый полюс i-го (где i=1, 2, 3, …, N) из указанных мостов соединен с крайним выводом обмотки одного из i-й пары уравнительных реакторов, другой крайний вывод которой соединен с электродом одного из i-й пары дополнительных диодов, при этом i-е дополнительные диоды и вентили i-го моста соединены с крайними выводами обмотки одного и того же уравнительного реактора одноименными электродами, к общей точке свободных электродов i-й пары дополнительных диодов подключен входной вывод i-го двухполюсника, между общей точкой выходных выводов N двухполюсников и нулевым входным выводом образована первичная соединительная цепь, а промежуточные выводы обмоток i-й пары уравнительных реакторов образуют замкнутые накоротко выходные выводы i-го моста, трехфазный трансформатор, первичные фазные обмотки которого содержат каждая N+1 выводов и подключены одной группой крайних выводов к фазным входным выводам, а i-й из остальных N групп выводов к входным выводам i-го моста, вторичная обмотка соединена в звезду с нулевым выводом и подключена фазными выводами к входным выводам вторичного вентильного моста со свободным входным выводом, полюсами которого образованы его выходные выводы, а между упомянутыми свободным входным выводом и нулевым выводом вторичной обмотки образована вторичная соединительная цепь, дополнительная обмотка трехфазного трансформатора, в виде которой выполнена соединительная цепь, соединена в разомкнутый треугольник с числом витков, меньшим числа витков наибольшего участка гальванически связанной с ней обмотки трехфазного трансформатора между ее смежными группами выводов, при N=1 двухполюсник выполнен короткозамкнутым, при N=2, 3, 4, …, каждый двухполюсник содержит пару встречно параллельно включенных вентилей, один из которых выполнен управляемым с одинаковым относительно нулевого входного вывода направлением подключения электродов, при этом число витков w_i от которых выполнен i-й вывод первичной обмотки трехфазного трансформатора, равноClosest to the proposed technical solution (prototype) is a three-phase AC to DC converter (see patent No. 2340073 for “A three-phase AC to DC converter” (versions) dated September 10, 2007, published November 27, 2008, Bull. No. 33.) containing a zero input terminal, N (where N = 1, 2, 3, ...) three-phase controlled valve bridges, N pairs of surge reactors, N pairs of additional diodes, N two-terminal, each pole of the i-th (where i = 1, 2, 3, ..., N) from these bridges is connected to the extreme terminal of the winding of one of the i-th pair of surge reactors, the other extreme terminal of which is connected to the electrode of one of the i-th pair of additional diodes, while the i-th additional diodes and valves of the i-th bridge are connected to the extreme terminals of the winding of the same surge reactor with the same electrodes , the input terminal of the i-th two-terminal network is connected to the common point of free electrodes of the i-th pair of additional diodes, between the common point of the output terminals of N two-terminal networks and the zero input terminal, a primary connecting circuit is formed, and the intermediate conclusions about the coil of the ith pair of equalization reactors form the short-circuit output terminals of the i-th bridge, a three-phase transformer, the primary phase windings of which contain each N + 1 terminals and are connected by one group of extreme terminals to the phase input terminals, and the i-th of the remaining N groups of terminals to the input terminals of the i-th bridge, the secondary winding is connected to a star with a zero output and is connected by phase terminals to the input terminals of the secondary valve bridge with a free input terminal, the poles of which form its output terminals, and between A secondary input circuit, an additional winding of a three-phase transformer in the form of which the connecting circuit is made, is connected into an open triangle with a number of turns smaller than the number of turns of the largest portion of the galvanically connected winding of a three-phase transformer between its adjacent groups with a free input terminal and a zero terminal of the secondary winding. conclusions, with N = 1, the two-terminal is made short-circuited, with N = 2, 3, 4, ..., each two-terminal contains a pair of onward parallel connected valves , one of which is made controllable with the electrode connection direction being identical with respect to the zero input terminal, while the number of turns w _i from which the ith output of the primary winding of the three-phase transformer is made is

а промежуточный вывод обмотки уравнительного реактора каждого моста делит ее число витков на части в отношении, равномand the intermediate terminal of the equalization reactor winding of each bridge divides its number of turns into parts in a ratio equal to

где w_N - число витков первичной обмотки трехфазного трансформатора между ее крайними выводами, w₁ - число витков обмотки уравнительного реактора между электродом дополнительного вентиля и промежуточным выводом, w₂ - число витков обмотки уравнительного реактора между промежуточным выводом и полюсом управляемого вентильного моста, i=1, 2, 3, …, N - порядковый номер трехфазного управляемого вентильного моста, N - общее количество этих мостов, k=f(i)=2i-1, …, 2N-1 - коэффициент соотношения чисел витков обмоток уравнительного реактора i-го моста, а также участков первичной обмотки трехфазного трансформатора между i-ми и фазными входными выводами.where w _N is the number of turns of the primary winding of the three-phase transformer between its extreme terminals, w ₁ is the number of turns of the winding of the equalization reactor between the auxiliary valve electrode and the intermediate terminal, w ₂ is the number of turns of the winding of the equalization reactor between the intermediate terminal and the pole of the controlled valve bridge, i = 1, 2, 3, ..., N is the serial number of the three-phase controlled valve bridge, N is the total number of these bridges, k = f (i) = 2i-1, ..., 2N-1 is the ratio of the number of turns of the windings of the equalization reactor i- go bridge, as well as teaching of the primary windings of a three-phase transformer between the i-th and phase input terminals.

Кроме того, может содержать дополнительный трехфазный трансформатор, обмотка которого соединена в звезду и подключена одними выводами и общей точкой других выводов соответственно к фазным и нулевому входным выводам.In addition, it may contain an additional three-phase transformer, the winding of which is connected to a star and connected by one terminal and a common point of the other terminals, respectively, to the phase and zero input terminals.

Недостатком этого преобразователя при N=2, 3, 4, … является сложность конструктивного исполнения трансформатора, заключающаяся в необходимости дополнительных выводов первичной обмотки, которые ухудшают ее использование по мощности. Дополнительные выводы служат для выравнивания по амплитуде N несимметричных систем 12-пульсных напряжений, каждое с частотой пульсаций 300 Гц, и, тем самым, получения 12N-пульсного симметричного выпрямленного напряжения.The disadvantage of this converter with N = 2, 3, 4, ... is the complexity of the design of the transformer, which consists in the need for additional conclusions of the primary winding, which impair its use in power. Additional findings serve to equalize the amplitude of N asymmetric systems of 12-pulse voltages, each with a ripple frequency of 300 Hz, and, thereby, obtain a 12N-pulse symmetrical rectified voltage.

Недостатком является также схема включения вентилей двухполюсников, не обеспечивающая индифферентности подключения их выводов.The disadvantage is the circuit for switching on two-terminal valves, which does not provide the indifference of connecting their terminals.

Совокупность причин, препятствующих получению требуемого технического результата, заключается в несовершенстве принципа построения преобразователя при N≠1.The set of reasons that impede the achievement of the required technical result is the imperfection of the principle of constructing a converter for N ≠ 1.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в упрощении.The problem to which the proposed technical solution is directed is to simplify.

Эта задача решается тем, что в преобразователе трехфазного переменного напряжения, содержащем нулевой входной вывод, N (где N=2, 3, 4, …) трехфазных управляемых вентильных мостов, N пар уравнительных реакторов, N пар дополнительных диодов, N двухполюсников, каждый полюс i-го (где i=1, 2, 3, …, N) из указанных мостов соединен с крайним выводом обмотки одного из i-й пары уравнительных реакторов, другой крайний вывод которой соединен с электродом одного из i-й пары дополнительных диодов, при этом i-е дополнительные диоды и вентили i-го моста соединены с крайними выводами обмотки одного и того же уравнительного реактора одноименными электродами, к общей точке свободных электродов i-й пары дополнительных диодов подключен входной вывод i-го двухполюсника, между общей точкой выходных выводов N двухполюсников, содержащих каждый пару встречно параллельно включенных вентилей, первый из которых выполнен управляемым, и нулевым входным выводом образована первичная соединительная цепь, а промежуточные выводы обмоток i-й пары уравнительных реакторов, делящие число витков обмотки каждого реактора этой пары на части в отношении, равномThis problem is solved by the fact that in a three-phase AC voltage converter containing a zero input terminal, N (where N = 2, 3, 4, ...) three-phase controlled valve bridges, N pairs of surge reactors, N pairs of additional diodes, N two-terminal, each pole of the i-th (where i = 1, 2, 3, ..., N) from these bridges is connected to the extreme terminal of the winding of one of the i-th pair of surge reactors, the other extreme terminal of which is connected to the electrode of one of the i-th pair of additional diodes, in this case, the i-th additional diodes and valves of the i-th bridge are connected to the extreme they are connected to the common point of free electrodes of the i-th pair of additional diodes by the findings of the windings of the same equalization reactor of the same name; the input terminal of the i-th two-terminal is connected to the common point of the output terminals of the i-th two-terminal, containing each pair of counter-connected gates, the first of which is made controllable, and the primary input circuit is formed by the zero input terminal, and the intermediate outputs of the windings of the i-th pair of surge reactors dividing the number of turns of the windings of each reactor of this pairs in parts in a ratio equal to

,

образуют замкнутые накоротко выходные выводы i-го моста, трехфазный трансформатор, первичные фазные обмотки которого подключены одной группой выводов к фазным входным выводам, а другой - к входным выводам первого (i=1) моста, вторичные фазные обмотки подключены каждая обоими выводами к выходным выводам переменного тока с возможностью образования вторичной соединительной цепи между группой одноименных выводов этих обмоток и соответствующим выходным выводом, дополнительная обмотка трехфазного трансформатора, в виде которой выполнена соединительная цепь, соединена в разомкнутый треугольник с числом витков, меньшим числа витков гальванически связанной с ней основной трехфазной обмотки трансформатора, второй вентиль каждого двухполюсника выполнен управляемым, к упомянутой другой группе выводов первичных фазных обмоток трехфазного трансформатора подключены входные выводы N-1 управляемых вентильных мостов, а вентили i-го моста открыты на величину, пропорциональную в относительных единицах отношениюform the short-circuit output terminals of the i-th bridge, a three-phase transformer, the primary phase windings of which are connected by one group of terminals to the phase input terminals, and the other to the input terminals of the first (i = 1) bridge, the secondary phase windings are each connected to the output terminals by both terminals alternating current with the possibility of forming a secondary connecting circuit between the group of the same terminals of these windings and the corresponding output terminal, an additional winding of a three-phase transformer, in the form of which soy is made an extension circuit connected to an open triangle with a number of turns less than the number of turns of the main three-phase transformer winding galvanically connected to it, the second valve of each two-terminal circuit is made controllable, the input terminals N-1 of the controllable valve bridges are connected to the other group of terminals of the primary phase windings of the three-phase transformer, and the valves of the i-th bridge are open by an amount proportional in relative units to the ratio

где w₁ - число витков обмотки уравнительного реактора между электродом дополнительного вентиля и промежуточным выводом, w₂ - число витков обмотки уравнительного реактора между промежуточным выводом и полюсом управляемого вентильного моста, i=1, 2, 3, …, N - порядковый номер трехфазного управляемого вентильного моста, N - общее количество этих мостов, k=f(i)=2i-1, …, 2N-1 - коэффициент соотношения чисел витков обмоток уравнительного реактора i-го моста.where w ₁ is the number of turns of the equalizing reactor winding between the auxiliary valve electrode and the intermediate terminal, w ₂ is the number of turns of the balancing reactor winding between the intermediate terminal and the pole of the controlled valve bridge, i = 1, 2, 3, ..., N is the serial number of the three-phase controlled valve bridge, N is the total number of these bridges, k = f (i) = 2i-1, ..., 2N-1 is the ratio of the number of turns of the windings of the equalization reactor of the i-th bridge.

Упомянутые вторичные фазные обмотки могут быть соединены в звезду с нулевым выводом, а выходные выводы переменного тока подключены к четырем входным выводам трехфазного вентильного моста.The mentioned secondary phase windings can be connected to a star with a zero terminal, and the output terminals of the alternating current are connected to the four input terminals of a three-phase valve bridge.

Упомянутые вторичные фазные обмотки могут быть соединены в треугольник.Said secondary phase windings may be connected in a triangle.

Вершины треугольника могут быть подключены к трехфазной нагрузке.The vertices of the triangle can be connected to a three-phase load.

Вершины треугольника могут быть подключены к входным выводам трехфазного вентильного моста.The vertices of the triangle can be connected to the input terminals of a three-phase valve bridge.

Преобразователь может содержать межфазный распределитель тока, выполненный на дополнительном трехфазном трансформаторе, обмотка которого соединена в звезду и подключена одними выводами и общей точкой других выводов соответственно к фазным и нулевому входным выводам.The converter may contain an interphase current distributor made on an additional three-phase transformer, the winding of which is connected to a star and connected by one of the terminals and a common point of the other terminals to the phase and zero input terminals, respectively.

Технический результат заключается в упрощении конструктивного исполнения трансформатора и расширении возможного диапазона, в котором может быть определено число витков обмотки, соединенной в разомкнутый треугольник, при ее гальванической связи с не имеющей отводов первичной обмоткой трансформатора. Индифферентность подключения двухполюсников повышает надежность преобразователя. Технический результат, достигаемый дополнительно к основному, заключается в возможности преобразования трехфазного переменного напряжения в трехфазное переменное несинусоидальное напряжение с качественным гармоническим составом или/и выпрямлении с меньшим числом диодов при равномерном распределении между ними тока нагрузки.The technical result consists in simplifying the design of the transformer and expanding the possible range in which the number of turns of the winding connected in an open triangle can be determined, when it is galvanically connected to the transformer primary winding without branches. The indifference of the two-pole connection increases the reliability of the converter. The technical result, achieved in addition to the main one, consists in the possibility of converting a three-phase alternating voltage into a three-phase alternating non-sinusoidal voltage with a qualitative harmonic composition and / or rectification with a smaller number of diodes with a uniform distribution of the load current between them.

На фиг.1 приведена принципиальная схема 24-пульсного преобразователя с вторичным 8-вентильным мостом, двумя двухполюсниками и разомкнутым треугольником в первичной соединительной цепи; на фиг.2 - детализированные фрагменты векторных диаграмм, приведенных к вторичной обмотке трехфазного трансформатора, где на примере первого квадранта, U_ac и U_a0 - соответственно вектора линейного и фазного напряжений питающей сети, U_0c2 и U_0c1 - соответственно вектора уравнительного напряжения и его меньшей части, пропорционального участку с меньшим числом витков обмотки уравнительного реактора, показывающие получение результирующих векторов выпрямляемых напряжений U_r1, U_r2 при N=2 (m=24) и U_r1, U_r2, U_r3 при N=3 (m=36); на фиг.3 - временные диаграммы выпрямленного напряжения Udα₁, Udα₂, Udα при включении соответственно только первого (i=1), только второго (i=2) управляемых вентильных мостов с одинаковыми углами отпирания тиристоров, обоих этих мостов с неравными углами отпирания тиристоров по указанному соотношению, а также переменного напряжения U_н фазной нагрузки с тем же соотношением углов отпирания тиристоров; на фиг.4 - принципиальная схема 24-пульсного преобразователя с вторичным 8-вентильным мостом, двумя двухполюсниками и разомкнутым треугольником во вторичной соединительной цепи; на фиг.5 - принципиальная схема 24-пульсного преобразователя с двумя двухполюсниками, вторичной обмоткой трансформатора, соединенной в треугольник, подключенный к трехфазной нагрузке и разомкнутым треугольником в первичной соединительной цепи; на фиг.6 - принципиальная схема 24-пульсного преобразователя с двумя двухполюсниками, с вторичной обмоткой трансформатора, соединенной в треугольник, подключенный к трехфазному 6-вентильному мосту и разомкнутым треугольником в первичной соединительной цепи.Figure 1 shows a schematic diagram of a 24-pulse converter with a secondary 8-valve bridge, two two-terminal and an open triangle in the primary connecting circuit; figure 2 - detailed fragments of vector diagrams reduced to the secondary winding of a three-phase transformer, where, as an example of the first quadrant, U _ac and U _a0 , respectively, the linear and phase voltage vectors of the supply network, U _0c2 and U _0c1 , respectively, the surge voltage vector and its the smaller part, proportional to the section with a smaller number of turns of the equalization reactor winding, showing the resulting rectified voltage vectors U _r1 , U _r2 at N = 2 (m = 24) and U _r1 , U _r2 , U _r3 at N = 3 (m = 36 ); figure 3 - time diagrams of the rectified voltage Udα ₁ , Udα ₂ , Udα when you turn on, respectively, only the first (i = 1), only the second (i = 2) controlled valve bridges with the same opening angles of the thyristors, both of these bridges with unequal opening angles thyristors according to the specified ratio, as well as alternating voltage U _n phase load with the same ratio of the thyristor unlocking angles; figure 4 is a schematic diagram of a 24-pulse converter with a secondary 8-valve bridge, two two-terminal and an open triangle in the secondary connecting circuit; figure 5 is a schematic diagram of a 24-pulse converter with two bipolar, a transformer secondary connected to a triangle connected to a three-phase load and an open triangle in the primary connecting circuit; 6 is a schematic diagram of a 24-pulse converter with two bipolar, with a secondary winding of the transformer connected in a triangle connected to a three-phase 6-valve bridge and an open triangle in the primary connecting circuit.

Преобразователь (фиг.1) содержит первый трехфазный управляемый вентильный мост на тиристорах 1-6 и диоды 7, 8, уравнительный реактор 9 (10) с обмотками 11, 12 (13, 14), общие точки разноименных выводов которых соединены с замкнутыми накоротко выходными выводами 15 (16) упомянутого моста, начало обмотки 11 (13) соединено с катодами (анодами) тиристоров 1, 3, 5 (2, 4, 6), конец обмотки 12 (14) соединен с катодом (анодом) диода 7 (8). Общие точки разноименных электродов тиристоров 1-6 подключены к началам первичной обмотки трансформатора 17, концы которой подключены к фазным входным выводам А, В, С. Вторичная обмотка трансформатора 17 соединена в звезду и подключена концами к общим точкам разноименных электродов диодов 18-23, а общей точкой начал - к общей точке разноименных электродов диодов 24, 25 моста, выполненного на диодах 18-25, между выходными выводами 26 и 27 которого включена нагрузка 28. Обмотка 29 трансформатора 17 соединена в разомкнутый треугольник и подключена началом к нулевому входному выводу 0. Преобразователь содержит встречно параллельно включенные пары тиристоров 30, 31 и 32, 33, согласно последовательно включенную пару диодов 34 и 35. Кроме того, второй трехфазный управляемый вентильный мост на тиристорах 36-41, уравнительный реактор 42 (43) с обмотками 44, 45 (46, 47), общие точки разноименных выводов которых соединены с замкнутыми накоротко выходными выводами 48 (49) упомянутого моста, начало обмотки 44 (46) соединено с катодами (анодами) тиристоров 36, 38,40 (37, 39, 41), конец обмотки 45 (47) соединен с катодом (анодом) диода 34 (35). Общие точки разноименных электродов тиристоров 36-41 подключены к началам первичной обмотки трансформатора 17. Анод тиристора 30 (32) и катод тиристора 31 (33) подключен к общей точке диодов 7, 8 (34, 35). Катоды тиристоров 30, 32 и аноды тиристоров 31, 33 подключены к концу обмотки 29. Нулевой входной вывод 0 подключен к общей точке начал соединенной в звезду обмотки дополнительного трансформатора 50, концы которой подключены к фазным входным выводам А, В, С.The Converter (figure 1) contains the first three-phase controllable gate bridge on thyristors 1-6 and diodes 7, 8, equalization reactor 9 (10) with windings 11, 12 (13, 14), the common points of the opposite terminals of which are connected to short-circuit output conclusions 15 (16) of the aforementioned bridge, the beginning of the winding 11 (13) is connected to the cathodes (anodes) of the thyristors 1, 3, 5 (2, 4, 6), the end of the winding 12 (14) is connected to the cathode (anode) of the diode 7 (8) ) The common points of the unlike electrodes of thyristors 1-6 are connected to the beginnings of the primary winding of the transformer 17, the ends of which are connected to the phase input terminals A, B, C. The secondary winding of the transformer 17 is connected to a star and connected by ends to the common points of the unlike electrodes of the diodes 18-23, and the common point began - to the common point of the opposite electrodes of the diodes 24, 25 of the bridge, made on diodes 18-25, between the output terminals 26 and 27 of which the load 28 is turned on. The winding 29 of the transformer 17 is connected in an open triangle and connected to the beginning zero input terminal 0. The converter contains counter-parallel connected pairs of thyristors 30, 31 and 32, 33, according to a series-connected pair of diodes 34 and 35. In addition, the second three-phase controlled valve bridge on thyristors 36-41, equalization reactor 42 (43) with windings 44, 45 (46, 47), the common points of the opposite terminals of which are connected to short-circuit output terminals 48 (49) of the aforementioned bridge, the beginning of winding 44 (46) is connected to the cathodes (anodes) of thyristors 36, 38.40 (37, 39 , 41), the end of the winding 45 (47) is connected to the cathode (anode) of the diode 34 (35). The common points of the opposite electrodes of the thyristors 36-41 are connected to the beginnings of the primary winding of the transformer 17. The anode of the thyristor 30 (32) and the cathode of the thyristor 31 (33) are connected to the common point of the diodes 7, 8 (34, 35). The cathodes of the thyristors 30, 32 and the anodes of the thyristors 31, 33 are connected to the end of the winding 29. The zero input terminal 0 is connected to the common point of the beginning of the additional transformer 50 connected to the star of the winding, the ends of which are connected to the phase input terminals A, B, C.

Согласно соотношению чисел витков обмоток уравнительного реактора первого (i=1) управляемого вентильного моста на тиристорах 1-6, при N=2 (m=24), i=1, k=1 получаем

.According to the ratio of the number of turns of the windings of the equalization reactor of the first (i = 1) controlled gate bridge on thyristors 1-6, with N = 2 (m = 24), i = 1, k = 1, we obtain

.

Согласно соотношению чисел витков обмоток уравнительного реактора второго (i=2) управляемого вентильного моста на тиристорах 36-41 при N=2 (m=24), i=2, k=3 получаем

.According to the ratio of the number of turns of the windings of the equalization reactor of the second (i = 2) controlled gate bridge on thyristors 36-41 with N = 2 (m = 24), i = 2, k = 3, we obtain

.

Согласно фрагментам первого квадранта векторной диаграммы (см. фиг.2, при N=2) вектор выпрямляемого напряжения U_r1 или U_r2, формируемый на нагрузке 28 при включении соответственно только первого (i=1) или только второго (i=2) управляемого вентильного моста, отстает по фазе относительно смежного с ним общего вектора фазного напряжения Ua₀ на угол, равный в свою очередь 7,5 эл.град. или 22,5 эл.град. Для второго квадранта справедливо то же, но только в сторону опережения на те же углы. Так как число векторов фазных и линейных напряжений, преобразуемых каждым управляемым мостом с уравнительными реакторами равно двенадцати (по шесть фазных и линейных векторов напряжений), то при включении каждого из указанных мостов на нагрузке 28 формируется система из 12-ти выпрямляемых напряжений, вектор каждого из которых сдвинут по фазе относительно двух смежных с ним векторов выпрямляемых напряжений одного и того же моста соответственно на 15 эл.град. и 45 эл.град. Формируемые таким образом две 12-фазные системы выпрямляемых напряжений несимметричны, т.е. частота пульсаций основной гармоники выпрямленного напряжения каждой составляет всего 300 Гц. Вместе с тем, эти две системы выпрямляемых напряжений сдвинуты друг относительно друга по фазе на 30 эл.град. (см. фиг.3, где Udα₁ и Udα₂ - выпрямленное напряжение при включении соответствующего моста), однако имеют неравные амплитуды, отношение которых из косоугольных треугольников на векторной диаграмме (см. фиг.2) равно

. Вследствие того, что форма и фазовая ориентация выпрямленного напряжения каждого моста данного преобразователя, вследствие воздействия противоЭДС разомкнутого треугольника, не зависят от угла отпирания α тиристоров, а регулирование происходит только за счет изменения амплитуды выпрямленного напряжения, то для получения симметричного 24-пульсного выпрямления (см. Udα на фиг.3) достаточно, при любом значении α, открывать тиристоры второго (i=2) моста на 0,7673 от величины, на которую открываются тиристоры первого (i=1) моста, т.е. угол отпирания тиристоров второго моста, отсчитываемый от естественного, всегда должен быть больше угла отпирания тиристоров первого моста, чтобы обеспечивалось требуемое равенство Ur₁=Ur₂. Это следует также из вышеприведенного отношения

, где при N=2, i=1, k=1 получаем для первого моста

, а при N=2, i=2, k=3 получаем для второго моста

.According to fragments of the first quadrant of the vector diagram (see Fig. 2, for N = 2), the rectified voltage vector U _r1 or U _r2 generated at load 28 when only the first (i = 1) or only the second (i = 2) is controlled valve bridge, lags in phase relative to the adjacent common phase voltage vector Ua ₀ by an angle equal in turn to 7.5 el. or 22.5 el. For the second quadrant, the same is true, but only in the direction of advancing by the same angles. Since the number of phase and linear voltage vectors converted by each controlled bridge with equalization reactors is twelve (six phase and linear voltage vectors), when each of these bridges is turned on at load 28, a system of 12 rectified voltages is formed, the vector of each which are phase-shifted relative to two adjacent rectified voltage vectors of the same bridge by 15 el. degrees, respectively. and 45 electric cities. The two 12-phase rectified voltage systems thus formed are asymmetrical, i.e. the ripple frequency of the fundamental harmonic of the rectified voltage of each is only 300 Hz. At the same time, these two rectified voltage systems are phase shifted relative to each other by 30 electrical degrees. (see Fig. 3, where Udα ₁ and Udα ₂ are the rectified voltage when the corresponding bridge is turned on), however, they have unequal amplitudes, the ratio of which of the oblique triangles in the vector diagram (see Fig. 2) is

. Due to the fact that the shape and phase orientation of the rectified voltage of each bridge of this converter, due to the action of the counter-EMF of an open triangle, do not depend on the opening angle α of the thyristors, and the regulation occurs only by changing the amplitude of the rectified voltage, then to obtain a symmetrical 24-pulse rectification (see . Udα in Fig. 3) it is enough, for any value of α, to open the thyristors of the second (i = 2) bridge 0.7673 of the value by which the thyristors of the first (i = 1) bridge open, i.e. the unlocking angle of the thyristors of the second bridge, counted from the natural, should always be greater than the unlocking angle of the thyristors of the first bridge, to ensure the required equality Ur ₁ = Ur ₂ . This also follows from the above relation.

, where for N = 2, i = 1, k = 1 we get for the first bridge

, and for N = 2, i = 2, k = 3 we get for the second bridge

.

Допустим, что полностью открыты тиристоры только одного из управляемых вентильных мостов, например первого или второго на тиристорах соответственно 1-6 или 36-41, а его двухполюсник короткозамкнут. На нагрузке 28 формируется (см. фиг.3) несимметричное выпрямленное напряжение Udα₁ или Udα₂, содержащее 12 пульсаций с частотой основной гармоники 300 Гц. В обмотках 12, 14 (45, 47) уравнительных реакторов 9,10 (42, 43) попеременно формируется ток подпитки, усиливаемый воздействием на него напряжения тройной частоты разомкнутого треугольника 29, которое образуется за счет неравенства нулю суммы магнитных потоков в трансформаторе 17. Причиной возникновения тока подпитки служит стремление не участвующего в данном интервале дискретности в формировании выпрямляемого напряжения уравнительного реактора каждого моста к балансу намагничивающих сил. В то же время другой уравнительный реактор того же моста формирует очередной вектор выпрямляемого напряжения вследствие выравнивания на нем величин смежных по фазе векторов фазного и линейного напряжений. Постоянное протекание тока подпитки по цепи, включающей выходные выводы 15, 16 (48, 49) и диоды 7, 8 (34, 35), не позволяет последним переходить в непроводящее состояние, и управление соответствующим мостом преобразователя осуществляется за счет подачи импульсов на тиристоры 1-6 (36-41) и переключением тока нулевой последовательности между диодами 7 и 8 (34 и 35), которое обеспечивается уравнительными реакторами 9, 10 (42, 43) в моменты естественного изменения направления его протекания. Напряжение тройной частоты обмотки 29 противофазно напряжению пульсации выпрямленного напряжения, а его амплитуда увеличивается с увеличением угла отпирания тиристоров. Поэтому ни форма, ни фаза каждой пульсации выпрямленного напряжения не зависят от угла отпирания тиристоров, а амплитуда имеет обратную от него зависимость. Режим прерывистых токов отсутствует.Suppose that the thyristors of only one of the controlled valve bridges are fully open, for example, the first or second on the thyristors are 1-6 or 36-41, respectively, and its bipolar is short-circuited. At load 28, an asymmetrical rectified voltage Udα ₁ or Udα ₂ is formed (see FIG. 3), containing 12 ripples with a fundamental frequency of 300 Hz. In the windings 12, 14 (45, 47) of the equalization reactors 9.10 (42, 43), a make-up current is alternately formed, amplified by the action of a triple frequency voltage of open triangle 29 on it, which is formed due to non-zero sum of magnetic fluxes in the transformer 17. Cause the occurrence of the recharge current is the desire of the bridge equalization reactor, not participating in this interval of discreteness, in the formation of the rectified voltage of the equalization reactor of each bridge, to the balance of magnetizing forces. At the same time, another equalization reactor of the same bridge forms the next rectified voltage vector due to the alignment on it of values of phase-phase and linear voltage vectors adjacent in phase. The constant flow of the charging current along the circuit, including the output terminals 15, 16 (48, 49) and the diodes 7, 8 (34, 35), does not allow the latter to go into a non-conductive state, and the corresponding converter bridge is controlled by applying pulses to the thyristors 1 -6 (36-41) and switching the zero sequence current between diodes 7 and 8 (34 and 35), which is provided by surge reactors 9, 10 (42, 43) at the moments of a natural change in the direction of its flow. The voltage of the triple frequency of the winding 29 is out of phase with the voltage of the ripple of the rectified voltage, and its amplitude increases with an increase in the opening angle of the thyristors. Therefore, neither the form nor the phase of each ripple of the rectified voltage depends on the turn-on angle of the thyristors, and the amplitude has an inverse dependence on it. There is no intermittent current mode.

В качестве примера рассмотрим раздельную работу каждого моста в течение произвольного интервала дискретности длительностью 30 эл.град. Допустим, что открыты тиристоры 1, 6 (36, 41) от прикладываемого к ним линейного напряжения между фазными входными выводами А и С. Первичный ток протекает по цепи: входной вывод фазы А, конец - начало первичной фазной обмотки трансформатора 17, тиристор 1 (36), начало - конец обмотки 11 (44) уравнительного реактора 9 (42), замкнутые накоротко выходные выводы 15, 16 (48, 49) первого (второго) моста, далее разветвляется на две неравные части, меньшая (большая) из которых протекает по цепи: конец - начало обмотки 13 (46) уравнительного реактора 10 (43), тиристор 6 (41), начало - конец первичной фазной обмотки трансформатора 17, входной вывод фазы С, а большая (меньшая) протекает по цепи: начало - конец обмотки 14 (47) уравнительного реактора 10 (43), диод 8 (35), тиристор 30 (32), конец - начало обмотки 29 трансформатора 17, нулевой входной вывод 0, общая точка начал соединенной в звезду обмотки трехфазного трансформатора 50 и далее через ее концы, разделившись на три равные части, - к фазным входным выводам А, В, С.As an example, consider the separate operation of each bridge during an arbitrary discrete interval of 30 electrical degrees. Suppose that thyristors 1, 6 (36, 41) are open from the line voltage applied to them between the phase input terminals A and C. The primary current flows through the circuit: input terminal of phase A, the end is the beginning of the primary phase winding of transformer 17, thyristor 1 ( 36), the beginning - the end of the winding 11 (44) of the equalization reactor 9 (42), short-circuit output terminals 15, 16 (48, 49) of the first (second) bridge, then branches into two unequal parts, the smaller (large) of which flows along the chain: the end is the beginning of the winding 13 (46) of the equalization reactor 10 (43), thyristor 6 (41), the beginning is the end of the primary phase winding of the transformer 17, the input terminal of phase C, and the larger (smaller) flows along the circuit: the beginning - the end of the winding 14 (47) of the equalization reactor 10 (43), diode 8 (35), thyristor 30 (32), the end is the beginning of the winding 29 of the transformer 17, the zero input terminal 0, the common point of the beginning connected to the star of the winding of the three-phase transformer 50 and then through its ends, divided into three equal parts, to the phase input terminals A, B, C.

Проводящие ток вентили первого (второго) моста находятся под действием выпрямляемого напряжения Ur₁ (Ur₂), образованного суммированием на уравнительном реакторе 10 (43) смежных по фазе линейного и фазного напряжений. Обмотка 12 (45) уравнительного реактора 9 (42) в это время, стремясь сбалансировать намагничивающие силы в его магнитопроводе, формирует ток подпитки, замыкающийся по цепи, включающей обмотки 12, 14 (45, 47), диоды 8, 7 (35, 34), выходные выводы 15, 16 (48, 49), и препятствующий обесточиванию диода 7 (34). На обмотке 29 трансформатора 17 также формируется напряжение Ur₁ (Ur₂) но значительно меньшей, в зависимости от выбора ее числа витков, величины, которое находится в противофазе с переменной составляющей выпрямленного напряжения первого (второго) моста.The current-conducting valves of the first (second) bridge are under the action of a rectified voltage Ur ₁ (Ur ₂ ), formed by summing the linear and phase voltages adjacent in phase to the equalization reactor 10 (43). The winding 12 (45) of the equalization reactor 9 (42) at this time, trying to balance the magnetizing forces in its magnetic circuit, generates a make-up current that closes along a circuit including windings 12, 14 (45, 47), diodes 8, 7 (35, 34 ), the output terminals 15, 16 (48, 49), and preventing the blackout of the diode 7 (34). The voltage Ur ₁ (Ur ₂ ) is also formed on the winding 29 of the transformer 17, but it is much smaller, depending on the choice of its number of turns, a value that is in antiphase with a variable component of the rectified voltage of the first (second) bridge.

При совместной работе обоих управляемых мостов равенство амплитуд выпрямляемых напряжений достигается за счет разности углов отпирания тиристоров одного моста относительно другого. В результате совмещения Udα₁ и Udα₂ происходит формирование результирующего выпрямленного напряжения Udα с частотой 1200 Гц во всем диапазоне регулирования (см. фиг.3) вследствие попеременного превышения мгновенных значений пульсаций совмещаемых выпрямленных напряжений. Каждая пара несимметричных пульсаций первичных мостов в совмещаемых 12-ти парах интервалов дискретности преобразуется в две симметричные пульсации, и общее число интервалов дискретности удваивается. Вентильные пары 30, 31 и 32, 33 предназначены для того, чтобы предотвратить взаимовлияние управляемых вентильных мостов через их нулевые провода, чему содействует приведенная очередность включения этих вентилей в общей последовательности, где в скобках указана соответствующая очередность включения диодов вторичного моста (см. фиг.1): 1-4-8-30 (19-20-24), 1-6-8-30 (19-20-24), 36-41-35-32 (19-20-24), 36-41-33-34 (19-22-25), 1-6-31-7 (19-22-25), 3-6-31-7 (21-22-25), 38-41-33-34 (21-22-25), 38-41-35-32 (21-22-24), 3-6-8-30 (21-22-24), 3-2-8-30 (21-18-24), 38-37-35-32 (21-18-24), 38-37-33-34 (21-18-25), 3-2-31-7 (21-18-25), 5-2-31-7 (23-18-25), 40-37-33-34 (23-18-25), 40-37-35-32 (23-18-24), 5-2-8-30 (23-18-24), 5-4-8-30 (23-20-24), 40-39-35-32 (23-20-24), 40-39-33-34 (23-20-25), 5-4-31-7 (23-20-25), 1-4-31-7 (19-20-25), 36-39-33-34 (19-20-25), 36-39-35-32 (19-20-24). Отпирающие импульсы на тиристоры 30-33 подаются с учетом направления и фазы соответствующей пульсации тока нулевого провода каждого первичного моста и, в отличие от импульсов, подаваемых на тиристоры этих мостов, не требуют фазового сдвига для регулирования выходного напряжения.When both controlled bridges work together, equal amplitudes of rectified voltages are achieved due to the difference in the opening angles of the thyristors of one bridge relative to the other. As a result of combining Udα ₁ and Udα ₂ , the resulting rectified voltage Udα is formed with a frequency of 1200 Hz in the entire control range (see Fig. 3) due to alternating excess of instantaneous ripple values of the combined rectified voltages. Each pair of asymmetric pulsations of the primary bridges in 12 pairs of discrete intervals combined is converted into two symmetric pulsations, and the total number of discrete intervals doubles. Valve pairs 30, 31 and 32, 33 are designed to prevent the mutual influence of controlled valve bridges through their neutral wires, which is facilitated by the given sequence of switching on these valves in the general sequence, where the corresponding sequence of switching on the diodes of the secondary bridge is indicated in brackets (see Fig. 1): 1-4-8-30 (19-20-24), 1-6-8-30 (19-20-24), 36-41-35-32 (19-20-24), 36- 41-33-34 (19-22-25), 1-6-31-7 (19-22-25), 3-6-31-7 (21-22-25), 38-41-33-34 (21-22-25), 38-41-35-32 (21-22-24), 3-6-8-30 (21-22-24), 3-2-8-30 (21-18- 24), 38-37-35-32 (21-18-24), 38-37-33-34 (21-18-25), 3-2-31-7 (21-18-25), 5- 2-31-7 (23-18-25), 40-37-33-34 (23-18-25), 40-37-35-32 (23-18-24), 5-2-8-30 (23-18-24), 5-4-8-30 (23-20-24), 40-39-35-32 (23-20-24), 40-39-33-34 (23-20-25), 5-4-31-7 (23-20- 25), 1-4-31-7 (19-20-25), 36-39-33-34 (19-20-25), 36-39-35-32 (19-20-24). The triggering pulses to the thyristors 30-33 are applied taking into account the direction and phase of the corresponding ripple of the neutral wire current of each primary bridge and, unlike the pulses supplied to the thyristors of these bridges, do not require a phase shift to control the output voltage.

Результирующий ток нулевой последовательности протекает между общей точкой тиристоров 30-33, через обмотку 29, нулевой входной вывод, образованный общей точкой соединенной в звезду обмотки дополнительного трансформатора 50, далее разветвляется на 3 равные части, каждая из которых течет в сеть через один из фазных входных выводов А, В, С и также в обратном направлении попеременно через одну из вышеупомянутых вентильных пар. Тем самым устраняется вредное воздействие на сеть тока нулевой последовательности, т.к. в потребляемом линейном токе он отсутствует. Ток, протекающий под действием разностной ЭДС обмотки 29 всегда направлен встречно результирующему току нулевой последовательности, совпадает с ним по форме и подвергается общему регулирующему воздействию.The resulting zero sequence current flows between the common point of the thyristors 30-33, through the winding 29, the zero input terminal formed by the common point of the additional transformer 50 connected to the star of the winding, then branches into 3 equal parts, each of which flows into the network through one of the phase input conclusions A, B, C and also in the opposite direction alternately through one of the aforementioned valve pairs. This eliminates the harmful effects on the zero-sequence current network, as in the consumed line current it is absent. The current flowing under the action of the differential EMF of the winding 29 is always directed counter to the resulting zero sequence current, coincides with it in shape and is subjected to a general regulatory effect.

Каждый управляемый вентильный мост поочередно проводит ток от двух смежных по фазе результирующих напряжений, а переключение мостов в моменты подачи управляющих импульсов на тиристоры происходит вследствие превышения по амплитуде результирующего напряжения включающегося в работу моста относительно смежного по фазе результирующего напряжения выключающегося моста, что, в свою очередь, обеспечивается выбранным соотношением чисел витков уравнительных реакторов 9, 10 и 42, 43.Each controllable valve bridge alternately conducts current from two phase-adjacent resulting voltages, and the switching of bridges at the moments of supply of control pulses to the thyristors occurs due to the excess in the amplitude of the resulting voltage of the bridge that is turned on in the work of the bridge relative to the phase-off voltage of the turn-off bridge, which, in turn, is provided by the selected ratio of the numbers of turns of equalization reactors 9, 10 and 42, 43.

Каждый раз, от момента включения до момента выключения первого управляемого моста на тиристорах 1-6, ток проводят только диод 7 и тиристор 31 или только диод 8 и тиристор 30, т.е. в процессе работы этого моста ток в его нулевом проводе не изменяет своего направления. Поэтому тиристоры 1-6 самодостаточно обеспечивают управляемость первого моста.Each time, from the moment of turning on to the moment of turning off the first controlled bridge on thyristors 1-6, only diode 7 and thyristor 31 or only diode 8 and thyristor 30 conduct current, i.e. during the operation of this bridge, the current in its neutral wire does not change its direction. Therefore, thyristors 1-6 independently provide controllability of the first bridge.

Каждый раз в процессе работы второго управляемого моста ток в его нулевом проводе изменяет свое направление на противоположное, и ток проводят либо диод 35 и тиристор 32, либо тиристор 33 и диод 34. Поэтому тиристоры 36-41 не могут самодостаточно обеспечить управляемость второго моста, которая, тем не менее, достигается благодаря треугольнику 29 и уравнительным реакторам 42, 43, а именно: под действием разностной ЭДС треугольника 29 в обмотках 45, 47 уравнительных реакторов 42, 43 попеременно протекает, не прерываясь, ток подпитки, вентили 34, 35 остаются в проводящем состоянии, их управляющие функции в соответствующие моменты времени берут на себя указанные реакторы.Each time during the operation of the second controlled bridge, the current in its neutral wire reverses its direction, and either the diode 35 and the thyristor 32, or the thyristor 33 and the diode 34 conduct current. Therefore, the thyristors 36-41 cannot independently ensure the controllability of the second bridge, which nevertheless, it is achieved thanks to triangle 29 and equalization reactors 42, 43, namely: under the action of the differential EMF of triangle 29, the windings 45, 47 of equalization reactors 42, 43 alternately flow without interruption, the charging current, valves 34, 35 remain in P ovodyaschem state of the control functions at appropriate times assume said reactors.

При совместной работе обоих мостов, в отличие от раздельной, число витков обмотки 29 в процентах от числа витков первичной обмотки трансформатора 17 может быть значительно меньше, т.к. соответствует амплитуде переменной составляющей симметричного 24-пульсного выпрямления, которая не превышает значения 13%, взятой в относительных единицах максимальной разности значения ординаты переменной составляющей выпрямленного напряжения и ее среднего значения при некотором угле отпирания α тиристоров.When both bridges work together, in contrast to the separate one, the number of turns of the winding 29 as a percentage of the number of turns of the primary winding of the transformer 17 can be significantly less, because corresponds to the amplitude of the variable component of a symmetric 24-pulse rectification, which does not exceed 13% taken in relative units of the maximum difference of the ordinate of the variable component of the rectified voltage and its average value at a certain opening angle α of the thyristors.

Принципиальная схема преобразователя на фиг.4 отличается от схемы, приведенной на фиг.1, только тем, что соединенная в разомкнутый треугольник обмотка 29 трансформатора 17 образует, с соблюдением полярности включения, вторичную соединительную цепь между нулевым выводом вторичной обмотки этого трансформатора и общей точкой разноименных электродов диодов 24, 25.The schematic diagram of the converter in Fig. 4 differs from the circuit shown in Fig. 1 only in that the winding 29 of the transformer 17 connected into an open triangle forms, in compliance with the polarity of the connection, a secondary connection circuit between the zero terminal of the secondary winding of this transformer and the common opposite point electrodes of diodes 24, 25.

Работа преобразователя по фиг.4 аналогична работе преобразователя по фиг.1. Возможность применения схемы по фиг.4 обеспечивает более широкие эксплуатационные возможности преобразователя, например, при повышающем коэффициенте трансформации и питании от низковольтного источника питания, т.к. при этом можно точнее варьировать числом витков обмотки 29.The operation of the Converter in figure 4 is similar to the operation of the Converter in figure 1. The possibility of applying the circuit of FIG. 4 provides wider operational capabilities of the converter, for example, with an increasing transformation ratio and power from a low-voltage power source, since while it is possible to more accurately vary the number of turns of the winding 29.

Принципиальные схемы преобразователей по фиг.5 и фиг.6 отличаются от схемы, приведенной на фиг.1, тем, что вторичная обмотка трансформатора 17 соединена в треугольник, вершины которого подключены к трехфазной нагрузке 51, 52, 53 (см. фиг.5) или входным выводам трехфазного выпрямительного моста на диодах 18-23, между выходными выводами 26 и 27 которого включена нагрузка 28.The schematic diagrams of the converters of FIG. 5 and FIG. 6 differ from the circuit shown in FIG. 1 in that the secondary winding of the transformer 17 is connected in a triangle, the vertices of which are connected to a three-phase load 51, 52, 53 (see FIG. 5) or the input terminals of a three-phase rectifier bridge on diodes 18-23, between the output terminals 26 and 27 of which the load 28 is turned on.

Работа управляющей части преобразователей по фиг.5 и фиг.6 аналогична работе преобразователя по фиг.1. Угол проводимости каждого диода вторичного моста равен 180 эл.град., а форма тока идентична форме напряжения U_н на каждой фазе трехфазной нагрузки (см. на фиг.3) за 1/2 периода питающего напряжения. Очередность включения вентилей вторичного моста, соответствующая вышеприведенной очередности включения тиристоров первичных мостов: 19-22-20, 19-22-21, 19-22-21, 19-22-21, 19-22-21, 18-22-21, 18-22-21, 18-22-21, 18-22-21, 18-23-21, 18-23-21, 18-23-21, 18-23-21, 18-23-20, 18-23-20, 18-23-20, 18-23-20, 19-23-20, 19-23-20, 19-23-20, 19-23-20, 19-22-20, 19-22-20, 19-22-20.The operation of the control part of the transducers of FIG. 5 and FIG. 6 is similar to that of the converter of FIG. The conduction angle of each diode of the secondary bridge is 180 electric degrees, and the current shape is identical to the voltage form U _n at each phase of the three-phase load (see figure 3) for 1/2 period of the supply voltage. The sequence of turning on the valves of the secondary bridge, corresponding to the above sequence of turning on the thyristors of the primary bridges: 19-22-20, 19-22-21, 19-22-21, 19-22-21, 19-22-21, 18-22-21, 18-22-21, 18-22-21, 18-22-21, 18-23-21, 18-23-21, 18-23-21, 18-23-21, 18-23-20, 18- 23-20, 18-23-20, 18-23-20, 19-23-20, 19-23-20, 19-23-20, 19-23-20, 19-22-20, 19-22- 20, 19-22-20.

Для 36-пульсного преобразования из вышеприведенного отношения

For 36-pulse conversion from the above ratio

гдеWhere

при N=3, i=1, k=1 получаем для первого моста

,for N = 3, i = 1, k = 1 we get for the first bridge

,

при N=3, i=2, k=3 получаем для второго моста

,for N = 3, i = 2, k = 3 we get for the second bridge

,

при N=3, i=3, k=5 получаем для третьего моста

.for N = 3, i = 3, k = 5 we get for the third bridge

.

Поэтому, для получения равенства Ur₁=Ur₂=Ur₃ векторов (см. фиг.2) результирующих напряжений трех управляемых первичных мостов 36-пульсного выпрямителя, тиристоры второго, при i=2 (третьего, при i=3) первичного моста, должны быть открыты при любом значении α, на 0,8632 (на 0,7002) от величины, на которую открываются тиристоры первого первичного (i=1) моста. В этом случае происходит совмещение трех несимметричных 12-пульсных систем выпрямляемых напряжений каждого первичного моста в одну общую симметричную 36-пульсную систему, в которой каждый вектор выпрямляемого напряжения сдвинут по фазе относительно двух смежных с ним векторов выпрямляемых напряжений одного и того же моста соответственно на 10 и 50 эл.град. Сумма этих углов в общем случае для каждого моста 6N-пульсного преобразователя равна 60 эл.град., а меньший по величине угол равен 30/N эл.град. Каждая из N несимметричных систем выпрямляемых напряжений имеет сдвиг по фазе 60/N эл.град. относительно смежной с ней аналогичной системы.Therefore, to obtain the equality Ur ₁ = Ur ₂ = Ur ₃ vectors (see Fig. 2) of the resulting voltages of the three controlled primary bridges of the 36-pulse rectifier, the thyristors of the second, with i = 2 (third, with i = 3) of the primary bridge, must be open at any value of α, by 0.8632 (by 0.7002) of the value by which the thyristors of the first primary (i = 1) bridge open. In this case, three asymmetric 12-pulse rectified voltage systems of each primary bridge are combined into one common symmetrical 36-pulse system, in which each rectified voltage vector is phase shifted relative to two adjacent rectified voltage vectors of the same bridge by 10 and 50 electric cities. The sum of these angles in the general case for each bridge of the 6N-pulse converter is 60 electric degrees, and the smaller angle is 30 / N electric degrees. Each of the N asymmetrical rectified voltage systems has a phase shift of 60 / N el. relatively related to a similar system.

Claims

1. A three-phase AC voltage converter containing a zero input terminal, N (where N = 2, 3, 4, ...) three-phase controlled valve bridges, N pairs of surge reactors, N pairs of additional diodes, N two-terminal, each pole of the i-th (where i = 1, 2, 3, ..., N) from these bridges is connected to the extreme terminal of the winding of one of the i-th pair of surge reactors, the other extreme terminal of which is connected to the electrode of one of the i-th pair of additional diodes, i.e., additional diodes and valves of the i-th bridge are connected to the extreme terminals of the winding of one and of the same equalization reactor with the same electrodes, to the common point of the free electrodes of the i-th pair of additional diodes is connected the input terminal of the i-th two-terminal network, between the common point of the output terminals N of two-terminal networks containing each pair of counter-connected gates, the first of which is controllable and zero the input terminal formed the primary connecting circuit, and the intermediate terminals of the windings of the i-th pair of surge reactors dividing the number of turns of the windings of each reactor of this pair into parts in relation Mr.

form the short-circuited output terminals of the i-th bridge, a three-phase transformer, the primary phase windings of which are connected by one group of terminals to the phase input terminals, and the other to the input terminals of the first (i = 1) bridge, and the secondary phase windings are connected by both terminals to the output terminals alternating current with the possibility of forming a secondary connecting circuit between the group of the same terminals of these windings and the corresponding output terminal, an additional winding of a three-phase transformer, in the form of which soy is made an extension circuit connected to an open triangle with a number of turns smaller than the number of turns of the main three-phase transformer winding galvanically connected to it, characterized in that the second valve of each two-terminal network is controllable, the input terminals N-1 are connected to the other group of terminals of the primary phase windings of the three-phase transformer controlled valve bridges, and the valves of the i-th bridge are open by a value proportional in relative units to

where w ₁ is the number of turns of the equalizing reactor winding between the auxiliary valve electrode and the intermediate terminal, w ₂ is the number of turns of the balancing reactor winding between the intermediate terminal and the pole of the controlled valve bridge, i = 1, 2, 3, ..., N is the serial number of the three-phase controlled valve bridge, N is the total number of these bridges, k = f (i) = 2i-1, ..., 2N-1 is the ratio of the number of turns of the windings of the equalization reactor of the i-th bridge.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that the said secondary phase windings are connected to a star with a zero output, and the output terminals of the alternating current are connected to the four input terminals of a three-phase valve bridge.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that the said secondary phase windings are connected in a triangle.

4. The Converter according to claim 3, characterized in that the vertices of the triangle are connected to a three-phase load.

5. The Converter according to claim 3, characterized in that the vertices of the triangle are connected to the input terminals of the three-phase valve bridge.

6. The Converter according to claim 1, characterized in that it contains an interphase current distributor made on an additional three-phase transformer, the winding of which is connected to a star and connected by one terminal and a common point of the other terminals to the phase and zero input terminals, respectively.