RU2487457C1

RU2487457C1 - Converter of three-phase alternating voltage

Info

Publication number: RU2487457C1
Application number: RU2012132839/07A
Authority: RU
Inventors: Ариф Гасан оглы Аслан-заде
Original assignee: Ариф Гасан оглы Аслан-заде
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-07-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention may be used to convert three-phase AC voltage into DC one with periodicity of rectification 12N (where N=2, 3, 4, ?), and also three-phase AC voltage with high-quality harmonic composition. The converter of three-phase alternating current contains N (where N=2, 3, 4, ?) of three-phase valve controlled bridges connected by input leads to the respective valve outputs of the primary phase windings of three-phase transformer which free outputs are connected to phase input leads; one pair of paralleling reactors (PR) and N pairs of their windings, N pairs of auxiliary diodes; each pole of the ibridge specified above (where i=1, 2, 3, ?,N) is connected to the outermost output of one of ipair of PR windings while the other outermost output is connected to am electrode of one of the ipair of auxiliary diodes; at that the iauxiliary diodes and bridges of the ibridge are connected to the outermost outputs of the same PR winding with homonymous electrodes; intermediate outputs of the ipair of PR windings divide number of turns for each winding of this pair into uneven parts and form closed short-circuited outputs of the ibridge, the primary coupling circuit by its the first output is connected to a zero input pin and by the second output it is connected to the common point of electrodes for each pair of auxiliary diodes; the secondary phase windings of the three-phase transformer are connected by both outputs for each winding to AC output pins, which are capable to form the secondary coupling circuit between the group of homonymous outputs for these windings and respective output pin, auxiliary winding of the three-phase transformer connected by an open delta scheme which is used for one of coupling circuits. Magnetically connected PR windings are connected by homonymous outputs to the homonymous poles of the above bridges, impedance values of the ipair of PR windings are equal and current-voltage characteristics for respective pairs of auxiliary diodes are selected with minimum variation; valves of the icontrolled bridge connected to the same or different groups of transformer winding outputs are open for the value proportional respectively to the preset ratio or in identical way.EFFECT: simplification of the claimed device.8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования трехфазного переменного напряжения в 12N-пульсное (где N=2, 3, 4 …), 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 a 12N-pulse (where N = 2, 3, 4 ...), as well as a three-phase AC voltage with a high-quality harmonic composition.

Известен 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, равноA known converter of three-phase AC voltage to DC (see patent No. 2340073 for "Converter of three-phase AC voltage to DC" (options) dated 09/10/2007, 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) of these bridges connected to the extreme terminal of the winding of one of the i-th pair of surge reactors, the other extreme terminal of which it is single with 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 equalization reactor with the same electrodes, to the common point of the free electrodes of the i-th pair of additional diodes the input terminal of the i-th two-terminal network is connected, a primary connecting circuit is formed between the common point of the output terminals of N two-terminal devices and the zero input terminal, and the intermediate terminals of the windings of the i-th pair of surge reactors form a closed short circuit o 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-bridge the 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 the aforementioned free input terminal and the zero terminal of the secondary winding a secondary connecting circuit is formed, an additional winding of a three-phase transformer, in the form of which the connecting circuit is made, is connected in an open triangle with a number of turns smaller than the number of turns of the largest portion of the winding of a three-phase transformer galvanically connected between its adjacent groups of terminals, with N = 1 the two-terminal is made short-circuited , at N = 2, 3, 4, ..., each two-terminal network contains a pair of on-parallel valves connected in parallel, one of which is made controlled with the same relative to left direction input output connection electrodes, wherein the number of turns w _i, which is made of i-th three-phase output transformer primary winding is equal to

$w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}$

,

w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}

,

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

$\frac{w_{2}}{w_{1}} = \frac{\sqrt{3} \cdot \sin (\frac{π}{6} - \frac{π \cdot k}{12 \cdot N})}{\sin \frac{π \cdot k}{12 \cdot N}}$

,

\frac{w_{2}}{w_{one}} = \frac{\sqrt{3} \cdot \sin (\frac{π}{6} - \frac{π \cdot k}{12 \cdot N})}{\sin \frac{π \cdot k}{12 \cdot N}}

,

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 витковwhere: w _N is the number of turns of the primary winding of a three-phase transformer between its extreme terminals, w ₁ is the number of turns of the winding of the equalization reactor between the electrode of the auxiliary valve and the intermediate terminal, w ₂ is the number of turns

обмотки уравнительного реактора между промежуточным выводом и полюсом управляемого вентильного моста, i=1, 2, 3, …, N - порядковый номер трехфазного управляемого вентильного моста, 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-и и фазными входными выводами.windings 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, k = f (i) = 2i-1, ..., 2N-1 is the ratio the number of turns of the windings of the equalization reactor of the i-th bridge, as well as the sections of the primary winding of a three-phase transformer between the i-and phase input terminals.

Кроме того, может содержать межфазный распределитель тока, выполненный на дополнительном трансформаторе, фазные обмотки которого подключены одними выводами и общей точкой других выводов соответственно к фазным и нулевому входному выводам.In addition, it may contain an interphase current distributor made on an additional transformer, the phase windings of which are 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 наличие вентилей двухполюсников, усложняющих устройство и создающих дополнительные падения напряжений в одной из параллельных цепей замыкания токов в пределах каждого интервала дискретности. Кроме того, недостатком является наличие N пар магнитопроводов уравнительных реакторов для размещения N пар их обмоток.The disadvantage of this converter with N = 2, 3, 4, ... is the presence of bipolar valves, complicating the device and creating additional voltage drops in one of the parallel circuits of current closure within each discrete interval. In addition, the disadvantage is the presence of N pairs of magnetic circuits of surge reactors to accommodate N pairs of their windings.

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.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототип) является преобразователь трехфазного переменного напряжения (см. патент №2389126 от 08.04.2009), содержащий 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 управляемых вентилей, 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, равномClosest to the proposed technical solution (prototype) is a three-phase AC voltage converter (see patent No. 2389126 dated 04/08/2009) containing a zero input terminal, N (where N = 2, 3, 4, ...) of three-phase controlled valve bridges, N pairs of equalization 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 equalization reactors, the other extreme the output 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 terminals of the winding of the same equalization reactor with the same electrodes, the input terminal of the i-th two-terminal network is connected to the common point of the free electrodes of the i-th pair of additional diodes, between the common point output terminals N of two-terminal circuits containing each pair of controllably connected controllable valves, and a primary input circuit is formed by a zero input terminal, and intermediate outputs of the windings of the ith pair of surge reactors, dividing the number of turns of the winding of each reactor of this pair into parts in a ratio equal to

,

\frac{w_{2}}{w_{one}} = \frac{\sqrt{3} \cdot \sin (\frac{π}{6} - \frac{π \cdot k}{12 \cdot N})}{\sin \frac{π \cdot k}{12 \cdot N}}

,

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 витком, меньшим числа витков гальванически связанной с ней основной трехфазной обмотки трансформатора, 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 input terminals N-1 of controlled 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 a value proportional in relative units to the ratio

$\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})}$

,

\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})}

,

где: w_i - 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, k=f(i)=2i-1,…,2N-1 - коэффициент соотношения чисел витков обмоток уравнительного реактора i-го моста.where: w _i 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 equalizing reactor winding between the intermediate terminal and the pole of the controlled valve bridge, i = 1, 2, 3, ..., N is the three-phase serial number controlled valve bridge, 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.

При этом 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.Moreover, 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, вершины которого подключены или к трехфазной нагрузке или к входным выводам трехфазного вентильного моста.The mentioned secondary phase windings can be connected in a triangle, the vertices of which are connected either to a three-phase load or to the input terminals of a three-phase valve bridge.

Преобразователь может содержать межфазный распределитель тока, выполненный на дополнительном трансформаторе, фазные обмотки которого подключены одними выводами и общей точкой других выводов соответственно к фазным и нулевому входному выводам.The converter may contain an interphase current distributor made on an additional transformer, the phase windings of which are connected by one terminal and a common point of the other terminals, respectively, to the phase and zero input terminals.

Недостатком этого преобразователя является наличие вентилей двухполюсников, усложняющих устройство и создающих дополнительные падения напряжений в одной из параллельных цепей замыкания токов в пределах каждого интервала дискретности. Кроме того, недостатком является наличие N пар магнитопроводов уравнительных реакторов для размещения N пар их обмоток.The disadvantage of this converter is the presence of bipolar valves, which complicate the device and create additional voltage drops in one of the parallel circuits of current closure within each discrete interval. In addition, the disadvantage is the presence of N pairs of magnetic circuits of surge reactors to accommodate N pairs of their windings.

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.

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, подключенных входными выводами к соответствующим вентильным выводам первичных фазных обмоток трехфазного трансформатора, свободные выводы которых подключены к фазным входным выводам, одну пару уравнительных реакторов и N пар их обмоток, одна пара обмоток которых размещена по одной обмотке на каждом магнитопроводе уравнительного реактора, N пар дополнительных диодов, каждый полюс i-го (где i=1, 2, 3, …, N) из указанных мостов соединен с крайним выводом одной из i-й пары обмоток 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 одной и той же обмотки уравнительного реактора одноименными электродами, промежуточные выводы i-й пары обмоток уравнительных реакторов, делящие число витков каждой обмотки этой пары на части в отношении, равномThis problem is solved in that in a three-phase AC voltage converter containing a zero input terminal, N (where N = 2, 3, 4, ...) three-phase controlled valve bridges connected by input terminals to the corresponding valve terminals of the primary phase windings of a three-phase transformer, free terminals which are connected to the phase input terminals, one pair of equalization reactors and N pairs of their windings, one pair of windings of which are placed one winding on each magnetic circuit of the equalization reactor, N pairs of additional diodes s, each pole of the i-th (where i = 1, 2, 3, ..., N) from these bridges is connected to the extreme terminal of one of the i-th pair of windings of equalization reactors, the other extreme terminal of which is connected to the electrode of one of the i-th pairs of additional diodes, while the i-th additional diodes and valves of the i-th bridge are connected to the extreme terminals of the same winding of the equalization reactor with the same electrodes, the intermediate conclusions of the i-th pair of windings of the equalizing reactors, dividing the number of turns of each winding of this pair into parts in relation to

,

\frac{w_{2}}{w_{one}} = \frac{\sqrt{3} \cdot \sin (\frac{π}{6} - \frac{π \cdot k}{12 \cdot N})}{\sin \frac{π \cdot k}{12 \cdot N}}

,

образуют замкнутые накоротко выходные выводы i-го моста, первичную соединительную цепь с двумя выводами, соединенную первым выводом с нулевым входным выводом, вторичные фазные обмотки трехфазного трансформатора, подключенные каждая обоими выводами к выходным выводам переменного тока с возможностью образования вторичной соединительной цепи между группой одноименных выводов этих обмоток и соответствующим выходным выводом, дополнительную обмотку трехфазного трансформатора, в виде которой выполнена соединительная цепь, соединенную в разомкнутый треугольник, общая точка электродов каждой пары дополнительных диодов подключена ко второму выводу первичной соединительной цепи, N-1 свободных пар обмоток уравнительных реакторов размещены по одной обмотке от каждой i-й пары на одном из двух магнитопроводов, причем, магнитно связанные обмотки подключены одноименными выводами к одноименным полюсам упомянутых мостов, импедансы i-й пары обмоток уравнительных реакторов равны, а вольтамперные характеристики соответствующих пар дополнительных диодов выбраны с минимальным разбросом, 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, k=f(i)=2i-1,…,2N-1 - коэффициент соотношения чисел витков обмоток уравнительного реактора i-го моста.form the short-circuit output terminals of the i-th bridge, the primary connecting circuit with two terminals connected by the first terminal to the zero input terminal, the secondary phase windings of the three-phase transformer, each connected by both terminals to the AC output terminals 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 a connecting circuit is made, connected in open triangle, the common point of the electrodes of each pair of additional diodes is connected to the second terminal of the primary connecting circuit, N-1 free pairs of windings of equalization reactors are placed one winding from each i-th pair on one of the two magnetic cores, moreover, magnetically connected windings are connected by the same terminals to the same poles of the mentioned bridges, the impedances of the i-th pair of windings of equalizing reactors are equal, and the current-voltage characteristics of the corresponding pairs of additional diodes are selected with a minimum osom, 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 equalizing reactor winding between the intermediate terminal and the pole of the controlled valve bridge, i = 1, 2, 3, ..., N is ordinal the number of the three-phase controlled valve bridge, 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.

Входные выводы каждого управляемого вентильного моста могут быть подключены к одной и той же группе вентильных выводов первичных фазных обмоток трехфазного трансформатора, а вентили i-го моста открыты на величину, пропорциональную в относительных единицах отношению $\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})}$

, при этом число витков дополнительной обмотки меньше числа витков гальванически связанной с ней основной трехфазной обмотки трансформатора.The input terminals of each controlled valve bridge can be connected to the same group of valve terminals of the primary phase windings of a three-phase transformer, and the valves of the i-th bridge are open by a value proportional in relative units to

\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})}

while the number of turns of the additional winding is less than the number of turns of the main three-phase winding of the transformer galvanically connected with it.

Преобразователь может дополнительно содержать N-1 групп вентильных выводов первичной обмотки трехфазного трансформатора, подключенных i-я из указанных N-1 групп выводов от обмотки с числом витков w₁, отсчитываемым от фазных входных выводов, к входным выводам i-го из упомянутых управляемых вентильных мостов, при этом число витков дополнительной обмотки меньше числа витков наибольшего участка гальванически связанной с ней обмотки между ее смежными группами выводов, а число витков 1-й первичной обмотки равно $w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}$

, где: w_N - число витков первичной обмотки трехфазного трансформатора между ее крайними группами выводов, k=f(i)=2i-1,…,2N-1 - также коэффициент соотношения чисел витков i-х первичных обмоток трехфазного трансформатора.The converter may additionally contain N-1 groups of valve terminals of the primary winding of a three-phase transformer connected to the i-th of these N-1 groups of terminals from the winding with the number of turns w ₁ counted from the phase input terminals to the input terminals of the i-th of the above-mentioned controlled valves bridges, while the number of turns of the additional winding is less than the number of turns of the largest portion of the galvanically connected winding between its adjacent groups of terminals, and the number of turns of the 1st primary winding is

w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}

where: w _N is the number of turns of the primary winding of a three-phase transformer between its extreme groups of terminals, k = f (i) = 2i-1, ..., 2N-1 is also the ratio of the ratio of the number of turns of i-primary windings of a three-phase transformer.

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.

Технический результат заключается в упрощении, достигаемом за счет отсутствия в схеме преобразователя N двухполюсников, содержащих 2N вентилей, а также за счет размещения N пар обмоток уравнительных реакторов на одной паре магнитопроводов. Кроме того, отсутствие двухполюсников уменьшает потери на вентилях.The technical result consists in the simplification achieved due to the absence of N double-pole circuits containing 2N valves in the converter circuit, as well as due to the placement of N pairs of equalization reactor windings on one pair of magnetic cores. In addition, the absence of bipolar reduces the losses on the valves.

На фиг.1 приведена принципиальная схема 24-пульсного преобразователя, входные выводы двух управляемых вентильных мостов которого подключены к одной и той же группе вентильных выводов первичных фазных обмоток трехфазного трансформатора; на фиг.2 - возможные схемы соединения вторичной стороны преобразователя в случае выполнения первичной соединительной цепи в виде обмотки трехфазного трансформатора, соединенной в разомкнутый треугольник; на фиг.3 - схема соединения вторичной стороны преобразователя и вторичной соединительной цепи в случае выполнения первичной соединительной цепи в виде короткозамкнутого соединения; на фиг.4 - 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, пропорциональной участку обмотки уравнительного реактора между электродом дополнительного вентиля и промежуточным выводом, показывающие построение 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.5 - 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_H фазной нагрузки с теми же неравными углами отпирания тиристоров; на фиг.6 - принципиальная схема 24-пульсного преобразователя, входные выводы двух управляемых вентильных мостов которого подключены к разным группам вентильных выводов первичных фазных обмоток трехфазного трансформатора.Figure 1 shows a schematic diagram of a 24-pulse converter, the input terminals of two controlled valve bridges of which are connected to the same group of valve terminals of the primary phase windings of a three-phase transformer; figure 2 - possible connection diagrams of the secondary side of the Converter in the case of the primary connecting circuit in the form of a winding of a three-phase transformer connected in an open triangle; figure 3 - connection diagram of the secondary side of the Converter and the secondary connection circuit in the case of the primary connection circuit in the form of a short-circuited connection; figure 4 - 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 are the vector of the linear and phase voltages of the supply network, U _0c2 and U _0c1 are the equalization voltage vector and its the smaller part, proportional to the section of the winding of the equalization reactor between the electrode of the auxiliary valve and the intermediate terminal, showing the construction of 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 5 - 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 _H phase load with the same unequal unlock angles of thyristors; Fig.6 is a schematic diagram of a 24-pulse converter, the input terminals of two controlled valve bridges of which are connected to different groups of valve terminals of the primary phase windings of a three-phase transformer.

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. Кроме того, преобразователь содержит второй трехфазный управляемый вентильный мост на тиристорах 18-23 и диоды 24, 25, обмотки 26, 27 (28, 29) уравнительного реактора 9 (10), общие точки разноименных выводов которых соединены с замкнутыми накоротко выходными выводами 30 (31) упомянутого моста. Начало обмотки 26 (28) соединено с катодами (анодами) тиристоров 19, 21, 23 (18, 20, 22), конец обмотки 27 (29) соединен с катодом (анодом) диода 25 (24). Общие точки разноименных электродов тиристоров 18-23 подключены к началам первичной обмотки трансформатора 17, концы которой подключены к фазным входным выводам А, В, С. Нулевой входной вывод 0 подключен к общей точке начал соединенной в звезду обмотки дополнительного трансформатора 32, концы которой подключены к фазным входным выводам А, В, С. Первый вывод 33 соединительной цепи 34 подключен к нулевому входному выводу 0, а ее второй вывод 35 - к общей точке разноименных электродов диодов 7, 8 и 24, 25. Разновидности исполнения первичной соединительной цепи 34, показанной на фиг.1, а также вторичной соединительной цепи (на фиг.1 не показано) и разновидности исполнения вторичной стороны 36 преобразователя приведены на фиг.2 и фиг.3.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 pins 15 (16) of said 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 opposite 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. In addition, the converter contains a second three-phase controlled valve bridge on thyristors 18-23 and diodes 24, 25, windings 26, 27 (28, 29) of equalization reactor 9 (10), the common points of the opposite terminals of which are connected to the short-circuit output terminals 30 (31) of the said bridge. The beginning of the winding 26 (28) is connected to the cathodes (anodes) of the thyristors 19, 21, 23 (18, 20, 22), the end of the winding 27 (29) is connected to the cathode (anode) of the diode 25 (24). The common points of the opposite electrodes of the thyristors 18-23 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 zero input terminal 0 is connected to the common point of the beginnings of the additional transformer 32 connected to the star, the ends of which are connected to to the phase input terminals A, B, C. The first terminal 33 of the connecting circuit 34 is connected to the zero input terminal 0, and its second terminal 35 is connected to the common point of the unlike electrodes of the diodes 7, 8 and 24, 25. Variants of the primary connecting circuit 34, shown in figure 1, as well as a secondary connecting circuit (not shown in figure 1) and variations on the secondary side 36 of the Converter are shown in figure 2 and figure 3.

Разновидности исполнения вторичной стороны 36 преобразователя для случая исполнения первичной соединительной цепи 34 в виде соединенной в разомкнутый треугольник трехфазной обмотки 37 трансформатора 17 представлены на фиг.2. Как видно, это может быть соединение вторичной обмотки 38 трансформатора 17 в треугольник, вершины которого подключены к входным выводам моста на вентилях 39-44, а выходные выводы 45, 46 этого моста - к нагрузке 47. В этом случае угол проводимости вентилей 39-44 достигает 180 эл.град. Так же вершины упомянутого треугольника могут быть подключены непосредственно к трехфазной нагрузке 48,49, 50. Кроме того, это может быть соединение вторичнойобмотки 38 трансформатора 17 в звезду с нулевым выводом. В этом случае вторичная соединительная цепь представляет собой короткозамкнутое соединение между этим нулевым выводом и одним из 4-х входных выводов вентильного моста, соединяющим разноименные электроды вентилей 51 и 52.Variants of the execution of the secondary side 36 of the converter for the case of the primary connection circuit 34 in the form of a three-phase winding 37 connected to an open triangle 37 of the transformer 17 are presented in figure 2. As can be seen, this may be the connection of the secondary winding 38 of the transformer 17 into a triangle, the vertices of which are connected to the input terminals of the bridge on valves 39-44, and the output terminals 45, 46 of this bridge to the load 47. In this case, the conduction angle of the valves 39-44 reaches 180 el. hail. Also, the vertices of the mentioned triangle can be connected directly to the three-phase load 48,49, 50. In addition, this can be a connection of the secondary winding 38 of the transformer 17 to a star with a zero output. In this case, the secondary connection circuit is a short-circuited connection between this zero terminal and one of the 4 input terminals of the valve bridge connecting the opposite electrodes of the valves 51 and 52.

В случае исполнения первичной соединительной цепи 34 в виде короткозамкнутого соединения, соединенная в разомкнутый треугольник трехфазная обмотка 37 трансформатора 17 подключается между нулевым выводом соединенной в звезду вторичной обмотки 38 и одним из 4-х входных выводов моста на вентилях 39-52, соединяющим разноименные электроды вентилей 51 и 52.In the case of the execution of the primary connecting circuit 34 in the form of a short-circuited connection, a three-phase winding 37 of the transformer 17 connected into an open triangle is connected between the zero terminal of the secondary winding 38 connected to the star and one of the 4 input terminals of the bridge on valves 39-52 connecting the unlike valve electrodes 51 and 52.

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 $\frac{w_{2}}{w_{1}} = 5,0779$

.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

\frac{w_{2}}{w_{one}} = 5,0779

.

Согласно соотношению чисел витков обмоток уравнительного реактора второго (i=2) управляемого вентильного моста на тиристорах 18-23, при N=2(m=24), i=2, k=3 получаем $\frac{w_{2}}{w_{1}} = 0,5907.$

According to the ratio of the number of turns of the windings of the equalization reactor of the second (i = 2) controlled valve bridge on thyristors 18-23, with N = 2 (m = 24), i = 2, k = 3, we obtain

\frac{w_{2}}{w_{one}} = 0.5907.

Согласно фрагментам первого квадранта векторной диаграммы (см. фиг.4, при N=2) вектор выпрямляемого напряжения Ur₁ или Ur₂, формируемый на нагрузке 47 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 47 формируется система из 12-и 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-пульсные 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.5, где Udα₁, и Udα₂ - выпрямленное напряжение при включении соответствующего моста), однако имеют неравные амплитуды, отношение которых из косоугольных треугольников на векторной диаграмме (см. фиг.4) равно $\frac{U r_{1}}{U r_{2}} = \frac{\sin 37,5 °}{\sin 52,5 °} = 0,7673$

. Вследствие того, что форма и фазовая ориентация выпрямленного напряжения каждого моста данного преобразователя, из-за 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.5) 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

\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})},

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

\frac{\sin 52,5 °}{\sin 52,5 °} = 1

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

\frac{\sin 37,5 °}{\sin 52,5 °} = 0,7673

.According to fragments of the first quadrant of the vector diagram (see Fig. 4, for N = 2), the rectified voltage vector Ur ₁ or Ur ₂ generated at load 47 when only the first (i = 1) or only the second (i = 2) 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. hail or 22.5 el. hail. 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 47, a system of 12 rectified voltages is formed, the vector of each of which phase shifted relative to two adjacent rectified voltage vectors of the same bridge, respectively, by 15 e. hail. and 45 email hail. The two 12-pulse 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 e. hail. (see Fig. 5, 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. 4) is

\frac{U r_{one}}{U r_{2}} = \frac{\sin 37.5 °}{\sin 52,5 °} = 0.7673

. 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, are independent of the unlocking angle α of the thyristors, and regulation is carried out only by changing the amplitude of the rectified voltage, then to obtain a symmetrical 24-pulse rectification (see Udα in FIG. 5) 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.

\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})},

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

\sin

\frac{52,5 °}{\sin 52,5 °} = one

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

\frac{\sin 37.5 °}{\sin 52,5 °} = 0.7673

.

Допустим, что полностью открыты тиристоры только одного из управляемых вентильных мостов, например, первого или второго на тиристорах соответственно 1-6 или 18-23. На нагрузке 47 формируется (см. фиг.5) несимметричное выпрямленное напряжение Udα₁, или Udα₂, содержащее 12 пульсаций с частотой основной гармоники 300 Гц. В обмотках 12, 14 и 27, 29 уравнительных реакторов 9, 10 попеременно формируется ток подпитки, усиливаемый воздействием на него напряжения тройной частоты разомкнутого треугольника 37, которое формируется 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. Непрерывное замыкание тока подпитки по цепи, включающей выходные выводы 15, 16 (30, 31) и диоды 7, 8 (24, 25), не позволяет последним переходить в непроводящее состояние, и управление соответствующим мостом преобразователя осуществляется за счет подачи импульсов на тиристоры 1-6 (18-23) и переключением тока нулевой последовательности между диодами 7 и 8 (24 и 25), которое обеспечивается уравнительными реакторами 9, 10 в моменты естественного изменения направления его замыкания. Напряжение тройной частоты обмотки 37 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, несмотря на то, что напряжение регулируется до нуля, что позволяет подавать на 5 из 6-и тиристоров моста одиночные управляющие импульсы во всем диапазоне регулирования. Но на один из тиристоров при включении моста необходимо подавать сдвоенные управляющие импульсы, первый из которых выполняет функцию запускающего.Suppose that the thyristors of only one of the controlled valve bridges are fully open, for example, the first or second on the thyristors, respectively 1-6 or 18-23. At load 47, an asymmetric rectified voltage Udα ₁ , or Udα ₂ is formed (see FIG. 5), containing 12 ripples with a fundamental frequency of 300 Hz. In the windings 12, 14 and 27, 29 of the equalization reactors 9, 10, the make-up current is alternately formed, amplified by the action of the triple frequency voltage of the open triangle 37 on it, which is formed due to the non-zero sum of the magnetic fluxes in the transformer 17. The cause of the recharge current is the desire not involved in this discreteness interval 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 adjacent in phase to the phase and linear voltage vectors. The continuous closure of the make-up current along the circuit, including output terminals 15, 16 (30, 31) and diodes 7, 8 (24, 25), 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 (18-23) and switching the zero-sequence current between diodes 7 and 8 (24 and 25), which is provided by surge reactors 9, 10 at the moments of a natural change in the direction of its closure. The voltage of the triple frequency of the winding 37 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, despite the fact that the voltage is regulated to zero, which allows to supply single control pulses to 5 of the 6 thyristors of the bridge in the entire control range. But on one of the thyristors, when the bridge is turned on, it is necessary to apply double control pulses, the first of which performs the function of the triggering one.

При совместной работе обоих управляемых мостов, в результате совмещения Udα₁, и Udα₂ происходит формирование результирующего выпрямленного напряжения Udα с частотой 1200 Гц во всем диапазоне регулирования (см. фиг.5), вследствие попеременного превышения мгновенных значений пульсаций совмещаемых выпрямленных напряжений. Это обеспечивается выбранным соотношением чисел витков обмоток уравнительных реакторов 9,10. Каждая пара несимметричных пульсаций первичных мостов в совмещаемых 12-и парах интервалов дискретности преобразуется в две симметричные пульсации, и общее число интервалов дискретности удваивается.When both controlled bridges work together, 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. 5), due to alternating excesses of the instantaneous ripple values of the combined rectified voltages. This is ensured by the selected ratio of the number of turns of the windings of equalization reactors 9.10. Each pair of asymmetric ripples of the primary bridges in 12 pairs of discrete intervals combined is converted into two symmetric ripples, and the total number of discrete intervals doubles.

Очередность включения тиристоров и диодов (см. фиг.1): 1-4-8, 1-6-8, 19-22-24, 19-22-25, 1-6-7, 3-6-7, 21-22-25, 21-22-24, 3-6-8, 3-2-8, 21-18-24, 21-18-25, 3-2-7, 5-2-7, 23-18-25, 23-18-24, 5-2-8, 5-4-8, 23-20-24, 23-20-25, 5-4-7, 1-4-7, 19-20-25, 19-20-24.The order of inclusion of thyristors and diodes (see figure 1): 1-4-8, 1-6-8, 19-22-24, 19-22-25, 1-6-7, 3-6-7, 21 -22-25, 21-22-24, 3-6-8, 3-2-8, 21-18-24, 21-18-25, 3-2-7, 5-2-7, 23-18 -25, 23-18-24, 5-2-8, 5-4-8, 23-20-24, 23-20-25, 5-4-7, 1-4-7, 19-20-25 19-20-24.

При совместной работе обоих мостов число витков обмотки 37 (см. фиг.2) в процентах от числа витков первичной обмотки трансформатора 17 соответствует амплитуде переменной составляющей симметричного 24-пульсного выпрямления. Эта амплитуда 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, the number of turns of the winding 37 (see FIG. 2) as a percentage of the number of turns of the primary winding of the transformer 17 corresponds to the amplitude of the variable component of a symmetrical 24-pulse rectification. This amplitude does not exceed the value of 13% - the maximum difference in the values of the ordinate of the variable component of the rectified voltage and its average value at a certain opening angle α of the thyristors taken in relative units.

Результирующий ток нулевой последовательности замыкается через соединительную цепь 34, нулевой входной вывод, образованный общей точкой, соединенной в звезду обмотки дополнительного трансформатора 32, далее разветвляется на 3 равные части, каждая из которых течет в сеть через один из фазных входных выводов А, В, С и аналогично в обратном направлении. Тем самым устраняется вредное воздействие на сеть тока нулевой последовательности, т.к. в потребляемом линейном токе он отсутствует. Формируемый под действием ЭДС обмотки 37 ток всегда направлен встречно току нулевой последовательности, совпадает с ним по форме и подвергается общему регулирующему воздействию.The resulting zero-sequence current is closed through the connecting circuit 34, the zero input terminal formed by a common point connected to the star of the winding of the additional transformer 32, then branches into 3 equal parts, each of which flows into the network through one of the phase input terminals A, B, C and similarly in the opposite direction. This eliminates the harmful effects on the zero-sequence current network, as in the consumed line current it is absent. The current generated by the EMF of the winding 37 is always directed counter to the zero sequence current, coincides with it in shape and is subjected to a general regulatory effect.

В случае подключения к первичным обмоткам двух и более управляемых вентильных мостов первичный ток преобразователя попеременно замыкается то через один, то через другой из них. Под действием подключаемых и отключающихся выпрямляемых напряжений периодически происходит обесточивание то одного, то другого моста. При очередном включении моста одиночные управляющие импульсы одновременно подаются на два соответствующих тиристора, затем, и только в случае необходимости, всего еще на один тиристор. При переключении напряжений с одного моста на другой, из-за наличия гальванической связи между мостами через нулевой провод, к соответствующим обмоткам уравнительных реакторов 9, 10 и к дополнительным диодам с предварительно подобранным минимальным разбросом вольтамперных характеристик прикладывается неканоническое линейное напряжение. Оно формируется между одними и теми же вентильными выводами (фиг.1) разноименных фаз (например, a₁ и b₁) при разных углах отпирания тиристоров мостов или между смежными вентильными выводами (фиг.6) разноименных фаз (например, a₁ и b₂) при одинаковых углах отпирания тиристоров мостов. Например, цепь тока на фиг.1: вывод a₁, тиристор 1, обмотки 11, 14, диоды 8, 25, обмотки 27, 28, тиристор 20, вывод b₁. Одновременно такое же по величине линейное напряжение прикладывается к соответствующим обмоткам уравнительных реакторов с тем же импедансом и к другим дополнительным диодам с предварительно подобранным минимальным разбросом вольтамперных характеристик в обратном направлении. Например, цепь тока на фиг.1: вывод a₁, тиристор 19, обмотки 26, 29, диоды 24, 7, обмотки 12, 13, тиристор 4, вывод b₁. Импеданс обмотки 11 (26) уравнивается с импедансом обмотки 13 (28), например, путем изготовления уравнительных реакторов на идентичных магнитопроводах кольцевидной формы. Сумма падений напряжений на диодах 8, 25 подбирается равной сумме падений напряжений на диодах 24, 7, например, путем уравнивания падений напряжений на диодах 7, 8 и 24, 25 или 7, 24 и 8, 25. Это приводит к тому, что ток в общей цепи суммирования этих линейных напряжений между общими точками пар разноименных электродов дополнительных вентилей практически замыкается только через нулевой провод. Тем самым исключается необходимость в вентильных двухполюсниках, препятствующих, при неравенстве упомянутых импедансов и значительном разбросе вольтамперных характеристик дополнительных диодов, замыканию паразитных токов между общими точками пар разноименных электродов дополнительных вентилей.If two or more controllable valve bridges are connected to the primary windings, the primary current of the converter alternately closes through one or the other of them. Under the action of connected and disconnected rectified voltages, one or the other bridge is de-energized periodically. The next time the bridge is turned on, single control pulses are simultaneously supplied to two corresponding thyristors, then, and only if necessary, to only one more thyristor. When switching voltages from one bridge to another, due to the galvanic connection between the bridges through the neutral wire, a noncanonical linear voltage is applied to the corresponding windings of the equalization reactors 9, 10 and to additional diodes with a pre-selected minimum scatter of the current-voltage characteristics. It is formed between the same valve terminals (Fig. 1) of opposite phases (for example, a ₁ and b ₁ ) at different opening angles of thyristors of bridges or between adjacent valve terminals (Fig. 6) of opposite phases (for example, a ₁ and b ₂ ) at the same opening angles of thyristors of bridges. For example, the current circuit in FIG. 1: terminal a ₁ , thyristor 1, windings 11, 14, diodes 8, 25, windings 27, 28, thyristor 20, terminal b ₁ . At the same time, the same magnitude of the linear voltage is applied to the corresponding windings of equalization reactors with the same impedance and to other additional diodes with a pre-selected minimum spread of the current-voltage characteristics in the opposite direction. For example, the current circuit in FIG. 1: terminal a ₁ , thyristor 19, windings 26, 29, diodes 24, 7, windings 12, 13, thyristor 4, terminal b ₁ . The impedance of the winding 11 (26) is equalized with the impedance of the winding 13 (28), for example, by manufacturing equalization reactors on identical ring-shaped magnetic cores. The sum of the voltage drops on the diodes 8, 25 is selected equal to the sum of the voltage drops on the diodes 24, 7, for example, by equalizing the voltage drops on the diodes 7, 8 and 24, 25 or 7, 24 and 8, 25. This leads to the fact that the current in the general chain of summing these linear voltages between the common points of the pairs of unlike electrodes of the additional valves, it is practically closed only through the neutral wire. This eliminates the need for gate two-pole circuits, which, in case of inequality of the mentioned impedances and a significant dispersion of the current-voltage characteristics of the additional diodes, impede the closure of stray currents between the common points of the pairs of unlike electrodes of the additional valves.

Для 36-пульсного преобразования из вышеприведенного отношения $\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})},$

For 36-pulse conversion from the above ratio

\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})},

где, при N=3, i=1, k=1, получаем для первого моста $\frac{\sin 55 °}{\sin 55 °} = 1$

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

\frac{\sin 55 °}{\sin 55 °} = one

,

при N=3, i=2, k=3, получаем для второго моста $\frac{\sin 45 °}{\sin 55 °} = 0,8632$

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

\sin

\frac{45 °}{\sin 55 °} = 0.8632

,

при N=3, i=3, k=5, получаем для третьего моста $\frac{\sin 35 °}{\sin 55 °} = 0,7002$

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

\frac{\sin 35 °}{\sin 55 °} = 0.7002

.

Поэтому, для получения равенства Ur₁=Ur₂=Ur₃ векторов (см. фиг.4) выпрямляемых 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 12-пульсных систем выпрямляемых напряжений (из которых две несимметричны, а одна симметрична) первичных мостов в одну общую симметричную 36-пульсную систему. В этой общей системе 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 систем выпрямляемых напряжений имеет сдвиг по фазе 60/N эл. град относительно смежной с ней системы.Therefore, to obtain the equality Ur ₁ = Ur ₂ = Ur ₃ vectors (see Fig. 4) of the rectified voltages of the three controlled primary bridges of the 36-pulse rectifier, the thyristors of the second, with i = 2 (third, with i = 3), the primary bridge be open, for 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, the combination of three 12-pulse rectified voltage systems (of which two are asymmetric and one symmetric) of the primary bridges into one common symmetrical 36-pulse system occurs. In this general system, each rectified voltage vector is phase-shifted relative to two adjacent rectified voltage vectors of the same bridge by 10 and 50 e, respectively. hail. The sum of these angles in the general case for each bridge of the 6N-pulse converter is 60 e. hail, and the smaller angle is 30 / N e. hail. Each of N rectified voltage systems has a phase shift of 60 / N el. hail of relatively adjacent system to it.

Преобразователь на фиг.6 отличается от преобразователя на фиг.1 только тем, что трансформатор 17 содержит дополнительные выводы в каждой фазе первичной обмотки для равенства амплитуд результирующих выпрямляемых напряжений, формируемых разными управляемыми вентильными мостами. Поэтому управляющие импульсы на тиристоры всех мостов подаются с одним и тем же значением регулируемого угла отпирания α. Работа управляющей части преобразователей по фиг.6 аналогична работе преобразователя по фиг.1, число витков дополнительной обмотки меньше числа витков наибольшего участка гальванически связанной с ней обмотки между ее смежными группами выводов, а число витков i-й первичной обмотки равно $w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}$

, где: w_N - число витков первичной обмотки трехфазного трансформатора между ее крайними группами выводов, k=f(i)=2i-1,…,2N-1 - также коэффициент соотношения чисел витков i-х первичных обмоток трехфазного трансформатора.The converter in FIG. 6 differs from the converter in FIG. 1 only in that the transformer 17 contains additional terminals in each phase of the primary winding to equal the amplitudes of the resulting rectified voltages generated by different controlled valve bridges. Therefore, the control pulses to the thyristors of all bridges are supplied with the same value of the adjustable firing angle α. The operation of the control part of the converters of Fig.6 is similar to the operation of the converter of Fig.1, the number of turns of the additional winding is less than the number of turns of the largest portion of the galvanically connected winding between its adjacent groups of terminals, and the number of turns of the i-th primary winding is

w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}

Claims

1. A three-phase AC voltage converter containing a zero input terminal, N (where N = 2, 3, 4, ...) of three-phase controlled valve bridges connected by input terminals to the corresponding valve terminals of the primary phase windings of a three-phase transformer, the free terminals of which are connected to the phase input conclusions, one pair of equalization reactors and N pairs of their windings, one pair of windings of which are placed one winding on each magnetic circuit of the equalization reactor, N pairs of additional diodes, each pole of the i-th (where i = 1, 2, 3, ..., N) from these bridges is connected to the extreme terminal of one of the i-th pair of windings of equalizing 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 i- of the first bridge are connected to the extreme terminals of the same winding of the equalization reactor with the same electrodes, the intermediate outputs of the i-th pair of windings of the equalizing reactors, dividing the number of turns of each winding of this pair into parts in a ratio equal to

\frac{w_{2}}{w_{one}} = \frac{\sqrt{3} \cdot \sin (\frac{π}{6} - \frac{π \cdot k}{12 \cdot N})}{\sin \frac{π \cdot k}{12 \cdot N}},

form the short-circuit output terminals of the i-th bridge, the primary connecting circuit with two terminals connected by the first terminal to the zero input terminal, the secondary phase windings of the three-phase transformer, each connected by both terminals to the AC output terminals 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 a connecting circuit is made, connected in open-ended triangle, characterized in that the common point of the electrodes of each pair of additional diodes is connected to the second output of the primary connecting circuit, N-1 free pairs of windings of equalization reactors are placed one winding from each i-th pair on one of two magnetic cores, and magnetically coupled the windings are connected with the same leads to the same poles of the mentioned bridges, the impedances of the i-th pair of windings of equalizing reactors are equal, and the current-voltage characteristics of the corresponding pairs of additional diodes are selected s with minimal variation,
where w ₁ - the number of turns of the winding equalization reactor between the electrode of the additional valve and the intermediate output; w ₂ - the number of turns of the winding of the surge reactor between the intermediate terminal and the pole of the controlled valve bridge; i = 1, 2, 3, ..., N - serial number of a three-phase controlled valve bridge; 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 input terminals of each controlled valve bridge are connected to the same group of valve terminals of the primary phase windings of a three-phase transformer, and the valves of the i-th bridge are open by a value proportional in relative units to

\frac{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π}{12 N})}

3. The Converter according to claim 1, characterized in that it further comprises N-1 groups of valve terminals of the primary winding of a three-phase transformer connected to the i-th of these N-1 groups of terminals from the winding with the number of turns w _i counted from the phase input terminals, to the input terminals of the i-th of the aforementioned controlled valve bridges, while the number of turns of the additional winding is less than the number of turns of the largest portion of the galvanically connected winding between its adjacent groups of terminals, and the number of turns of the i-th primary winding is

w_{i} = w_{N} \cdot \frac{\sin (\frac{π}{6} + \frac{π}{12 N})}{\sin (\frac{π}{3} - \frac{π \cdot k}{12 N})}

,
where w _N is the number of turns of the primary winding of a three-phase transformer between its extreme groups of conclusions; k = f (i) = 2i-1, ..., 2N-1 is also the ratio of the number of turns of the i-th primary windings of a three-phase transformer.

4. 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 AC output is connected to the four input terminals of a three-phase valve bridge.

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

6. The Converter according to claim 5, characterized in that the vertices of the triangle are connected to a three-phase load.

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

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