RU2661890C1 - Variable voltage converter in constant (variants) - Google Patents
Variable voltage converter in constant (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661890C1 RU2661890C1 RU2017114230A RU2017114230A RU2661890C1 RU 2661890 C1 RU2661890 C1 RU 2661890C1 RU 2017114230 A RU2017114230 A RU 2017114230A RU 2017114230 A RU2017114230 A RU 2017114230A RU 2661890 C1 RU2661890 C1 RU 2661890C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- winding
- zigzag
- star
- converter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
- H02M7/08—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in parallel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в том числе к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для преобразования входного переменного трехфазного напряжения в переменное многофазное с последующим преобразованием в постоянное напряжение, например, для технологических установок получения алюминия, в электротранспорте, для вставок постоянного тока на линиях электропередач, электротехнологических установок, использующих постоянный ток.The invention relates to the field of electrical engineering, including power converting equipment, and can be used to convert the input three-phase alternating voltage to alternating multiphase with subsequent conversion to direct voltage, for example, for technological installations for producing aluminum, in electric transport, for DC inserts on power lines, electrical installations using direct current.
Известен двадцатичетырехфазный выпрямитель (пат. РФ №49658 Н02М 7/515, 27.11.2005), содержащий трехфазный силовой трансформатор, четыре мостовых выпрямителя, индуктивный фильтр, один емкостный сглаживающий фильтр и три дополнительных индуктивных фильтра, при этом силовой трансформатор выполнен с одной первичной трехфазной обмоткой, соединенной по схеме "звезда", и четырьмя трехфазными вторичными вентильными обмотками, соединенными по схеме "треугольник", причем каждая фазная вторичная обмотка имеет отвод, подключенный к соответствующей фазе каждого мостового выпрямителя, при этом отвод делит фазную вторичную обмотку на две части, а к выходу каждого трехфазного мостового выпрямителя подключен индуктивный фильтр, причем емкостный сглаживающий фильтр подключен параллельно выходным выводам выпрямителя, при этом соотношение между частями каждой фазы первой и второй трехфазных вторичных вентильных обмоток выбрано таким, чтобы фазовый сдвиг между фазным напряжением вторичных обмоток и фазным сетевым напряжением был равен 22,5°, а для третьей и четвертой трехфазных вторичных вентильных обмоток соотношение выбрано таким, чтобы фазовый сдвиг между фазным напряжением вторичных обмоток и фазным сетевым напряжением был равен 7,5°.Known twenty-four phase rectifier (US Pat. RF №49658 Н02М 7/515, 11.27.2005), containing a three-phase power transformer, four bridge rectifiers, an inductive filter, one capacitive smoothing filter and three additional inductive filters, while the power transformer is made with one primary three-phase a winding connected in a star pattern and four three-phase secondary valve windings connected in a triangle pattern, each phase secondary winding having a tap connected to each phase of the bridge rectifier, while the tap divides the phase secondary winding into two parts, and an inductive filter is connected to the output of each three-phase bridge rectifier, and the capacitive smoothing filter is connected parallel to the output terminals of the rectifier, while the ratio between the parts of each phase of the first and second three-phase secondary valve windings chosen so that the phase shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase mains voltage is 22.5 °, and for the third and fourth three-phase secondary valves GOVERNMENTAL winding ratio is selected such that the phase shift between the phase voltage of the secondary windings and the mains voltage phase is equal to 7,5 °.
Недостатками данного устройства является сложность конструкции, связанная с использованием большого количества фильтров, а также большие затраты обмоточного материала из-за наличия четырех вторичных обмоток, соединенных в треугольник с необходимостью выполнения отводов от частей витков обмоток.The disadvantages of this device are the design complexity associated with the use of a large number of filters, as well as the high cost of the winding material due to the presence of four secondary windings connected in a triangle with the need to perform taps from parts of the turns of the windings.
Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное (пат. РФ №2219647 Н02М 7/08, 20.12.2003), содержащий трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в треугольник и каждая из них снабжена двумя отводами, которые подключены к диагоналям переменного тока двух мостовых выпрямителей, включенных по входу параллельно, снабженный дополнительным таким же преобразователем, вторичные обмотки которого соединены в такой же треугольник, при этом отводы обоих трансформаторов выполнены от частей обмотки, находящихся в соотношении , считается от одноименного зажима каждой обмотки, причем первичная обмотка трансформатора одного преобразователя соединены в "звезду", а второго в "треугольник", а выходы всех выпрямителей включены параллельно.A known AC-to-DC converter (US Pat. RF No. 2219647
Недостатками предложенного комплекса являются использование двух силовых трансформаторов с различными схемами соединения первичных обмоток, что значительно увеличивает массогабаритные показатели и стоимость, по сравнению с применением одного силового трансформатора, а также необходимость выполнения отводов от частей обмоток.The disadvantages of the proposed complex are the use of two power transformers with different schemes for connecting the primary windings, which significantly increases the overall dimensions and cost, compared with the use of one power transformer, as well as the need to perform taps from parts of the windings.
Известно трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двухканальным преобразованием (пат. РФ №2280311 Н02М 7/02, 20.07.2006), содержащее два трехфазных выпрямительных моста, параллельно соединенные выходные цепи которых предназначены для подключения нагрузки, входные выводы трехфазных выпрямительных мостов подсоединены к цепям входящих в состав трансформаторного узла трехфазных вторичных обмоток, соединенных по схемам «треугольник» и «звезда» соответственно, при этом цепи трехфазных первичных обмоток трансформаторного узла подключены к соответствующим выводам трехфазной сети, а также уравнительный реактор, выполненный трехфазным и имеющий по две обмотки в каждой из фаз, соответствующие первые обмотки уравнительного реактора включены последовательно в соответствующие им по фазе цепи трехфазных вторичных обмоток, соединенных по схеме «треугольник», а соответствующие вторые обмотки уравнительного реактора включены последовательно в соответствующие им по фазе цепи трехфазных вторичных обмоток, соединенных по схеме «звезда».Known three-phase transformer-rectifier device with two-channel conversion (US Pat. RF No. 2280311
Недостатком указанного устройства является недостаточно высокие показатели электромагнитной совместимости, связанные с высокими амплитудами пульсаций выпрямленного напряжения, значительное отличие кривой первичного тока преобразователя, а следственно и высокий коэффициент гармоник потребляемого тока вследствие использования двух трехфазных вторичных обмоток, а также применение трехфазного уравнительного реактора, с двумя трехфазными обмотками, что также увеличивает массогабаритные показатели.The disadvantage of this device is the insufficiently high electromagnetic compatibility indicators associated with high amplitudes of the ripple voltage of the rectified voltage, a significant difference in the curve of the primary current of the converter, and consequently a high harmonic coefficient of the consumed current due to the use of two three-phase secondary windings, as well as the use of a three-phase surge reactor, with two three-phase windings, which also increases the overall dimensions.
Наиболее близким к заявленному устройству по технической сути и достигаемому результату является трехфазный двухмостовой выпрямитель с параллельным соединением мостов [Розанов Ю.К. Силовая электроника. М.: Энергоатомиздат, 1992. С. 71-73], содержащий трехобмоточный трансформатор, соединенный по схеме «звезда/звезда - треугольник» и два трехфазных моста, соединенные параллельно через уравнительный реактор.The closest to the claimed device in technical essence and the achieved result is a three-phase two-bridge rectifier with parallel connection of bridges [Rozanov Yu.K. Power Electronics M .: Energoatomizdat, 1992. S. 71-73], containing a three-winding transformer connected by a star / star-delta scheme and two three-phase bridges connected in parallel through a surge reactor.
Недостатками устройства являются большие амплитуды пульсаций выпрямленного напряжения и высокий коэффициент гармоник потребляемого тока вследствие использования только двух трехфазных выпрямительных мостов, вследствие чего не всегда обеспечивается достаточная электромагнитная совместимость (ЭМС) преобразователя с сетью и нагрузкой, а также увеличенные массогабаритные показатели из-за наличия уравнительного реактора, а также более низкий КПД, так как в таком реакторе имеются потери энергии.The disadvantages of the device are the large amplitudes of the ripples of the rectified voltage and the high harmonic coefficient of the consumed current due to the use of only two three-phase rectifier bridges, as a result of which the sufficient electromagnetic compatibility (EMC) of the converter with the network and the load is not always ensured, as well as increased weight and size indicators due to the presence of a surge reactor , as well as lower efficiency, since in such a reactor there are energy losses.
Задача изобретения - уменьшение амплитуды пульсаций выпрямленного напряжения, уменьшение коэффициента гармоник потребляемого тока с приближением его к синусоиде, тем самым улучшение ЭМС при параллельном соединении блоков выпрямителей.The objective of the invention is to reduce the amplitude of the ripple of the rectified voltage, to reduce the harmonic coefficient of the current consumption as it approaches the sinusoid, thereby improving the EMC with parallel connection of the rectifier blocks.
Технический результат - увеличение КПД преобразователя, связанное с более высокими показателями преобразования электрической энергии, например, коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения и коэффициент гармоник потребляемого тока, а также с отсутствием в схеме уравнительного реактора с выделявшимися в нем потерями.The technical result is an increase in the efficiency of the converter, associated with higher rates of electric energy conversion, for example, the ripple coefficient of the rectified voltage and the harmonic coefficient of the current consumption, as well as the absence of a surge reactor in the circuit with losses that are released in it.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в преобразователе переменного напряжения в постоянное по первому варианту, содержащем многообмоточный трансформатор, содержащий первичную трехфазную обмотку и вторичные обмотки, соединенные по схеме «звезда - зигзаг - зигзаг» с первичной обмоткой и первой, второй, третьей вторичными обмотками, соединенными по входу с тремя трехфазными выпрямительными диодными мостами, которые соединены по выходу параллельно, нагрузочное активное или активно-индуктивное сопротивления, причем первичная обмотка образована катушками, соединенными в звезду или зигзаг, первая вторичная обмотка образована катушками, соединенными в звезду, вторая вторичная обмотка образована катушками, соединенными в зигзаг, третья вторичная обмотка образована катушками, соединенными в зигзаг, выходы первой вторичной обмотки подключены первому выпрямительному мосту, выходы второй вторичной обмотки подключены ко второму выпрямительному мосту, выходы третьей вторичной обмотки подключены к третьему выпрямительному мосту.The problem is solved, and the technical result is achieved in the AC to DC converter according to the first embodiment, comprising a multi-winding transformer containing a primary three-phase winding and secondary windings connected in a star-zigzag-zigzag circuit with the primary winding and the first, second, third secondary windings connected at the input to three three-phase rectifier diode bridges that are connected at the output in parallel, load active or active-inductive resistance, moreover, the primary winding is formed by coils connected to a star or zigzag, the first secondary winding is formed by coils connected to a star, the second secondary winding is formed by coils connected to a zigzag, the third secondary winding is formed by coils connected to a zigzag, the outputs of the first secondary winding are connected to the first rectifier , the outputs of the second secondary winding are connected to the second rectifier bridge, the outputs of the third secondary winding are connected to the third rectifier bridge.
Кроме того, первичные обмотки могут быть соединены по схеме звезда.In addition, the primary windings can be connected in a star pattern.
Кроме того, первичные обмотки могут быть соединены по схеме треугольник.In addition, the primary windings can be connected in a triangle pattern.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в преобразователе переменного напряжения в постоянное по второму варианту, содержащем многообмоточный трансформатор включающий n вторичных обмоток, соединенных в комбинации схем звезда, треугольник и зигзаг, соединенных по входу с n трехфазными выпрямительными диодными мостами.The problem is solved, and the technical result is achieved in the AC to DC converter according to the second embodiment, comprising a multi-winding transformer including n secondary windings connected in a combination of star, delta and zigzag circuits connected at the input to n three-phase rectifier diode bridges.
Преимуществом предлагаемого решения является отказ от использования уравнительного реактора на выходе выпрямителя, с одновременных увеличением количества выпрямительных мостов, тем самым уменьшаются массогабаритные показатели, увеличиваются энергетические показатели, например, коэффициент гармоник тока, коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения и т.д. При этом за счет дальнейшего увеличения количества выпрямительных мостов возможно еще большее снижение амплитуды и повышение частоты пульсаций выпрямленного напряжения и приближение к синусоиде первичного тока.The advantage of the proposed solution is the rejection of the use of a surge reactor at the rectifier output, with a simultaneous increase in the number of rectifier bridges, thereby reducing weight and size indicators, increasing energy indicators, for example, current harmonic coefficient, rectified voltage ripple factor, etc. Moreover, due to a further increase in the number of rectifier bridges, an even greater decrease in amplitude and an increase in the frequency of ripples of the rectified voltage and approximation to the sinusoid of the primary current are possible.
Существо изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фигуре 1 изображена электрическая принципиальная схема преобразователя.The figure 1 shows the electrical circuit diagram of the Converter.
На фигуре 2 приведена векторная диаграмма вторичных напряжений для случая девятифазного (восемнадцатипульсного) выпрямления.The figure 2 shows a vector diagram of the secondary voltages for the case of nine-phase (eighteen-pulse) rectification.
На фигуре 3 показана осциллограмма выпрямленного напряжения для активной нагрузки.The figure 3 shows the waveform of the rectified voltage for the active load.
На фигуре 4 представлена осциллограмма выпрямленного тока для активной нагрузки.The figure 4 presents the waveform of the rectified current for the active load.
На фигуре 5 изображена осциллограмма первичного тока фазы А и его составляющих, образуемых одноименной фазой вторичных обмоток.The figure 5 shows the waveform of the primary current of phase A and its components formed by the same phase of the secondary windings.
На фигуре 6 показана осциллограмма девятифазной системы вторичных напряжений трансформатора.The figure 6 shows the waveform of a nine-phase system of secondary voltage transformer.
На фигуре 7 приведена осциллограмма тока вторичной обмотки с кривой действующего значения.The figure 7 shows the waveform of the current of the secondary winding with a curve of the actual value.
На фигуре 8 приведена гистограмма гармонического состава выпрямленного напряжения.The figure 8 shows a histogram of the harmonic composition of the rectified voltage.
На фигуре 9 показана гистограмма гармонического состава первичного тока.The figure 9 shows a histogram of the harmonic composition of the primary current.
Для простоты и удобства дальнейшее описание предлагаемого преобразователя числа фаз произведено на основе девятифазного трансформаторного преобразователя числа фаз.For simplicity and convenience, a further description of the proposed phase number converter is made on the basis of a nine-phase transformer of the number of phases.
Преобразователь переменного напряжения в постоянное состоит из многообмоточного трансформатора 1, согласно изобретению, соединенного по схеме «звезда/звезда - зигзаг - зигзаг» или «треугольник/звезда - зигзаг - зигзаг» с первичной обмоткой 2 и первой 3, второй 4, третьей 5 вторичными обмотками, соединенными по входу с тремя трехфазными выпрямительными диодными мостами 6-8, которые соединены по выходу параллельно, нагрузочного активного или активно-индуктивного сопротивления 9-10, причем первичная обмотка образована катушками 11-13, соединенными в звезду или треугольник, первая вторичная обмотка образована катушками 14-16, соединенными в звезду, вторая вторичная обмотка образована катушками 17-22, соединенными в зигзаг, третья вторичная обмотка образована катушками 23-28, соединенными в зигзаг, выходы первой вторичной обмотки 3 подключены первому выпрямительному мосту 6, выходы второй вторичной обмотки 4 подключены ко второму выпрямительному мосту 7, выходы третьей вторичной обмотки 5 подключены к третьему выпрямительному мосту 8.The AC to DC converter consists of a
В отличие от прототипа, в новом устройстве отсутствует уравнительный реактор, что значительно удешевляет устройство, уменьшает его массогабаритные показатели и повышает КПД, увеличена частота пульсаций с одновременным существенным уменьшением их амплитуды за счет применения трех выпрямительных мостов, по сравнению с двумя выпрямителями.In contrast to the prototype, the new device does not have a surge reactor, which significantly reduces the cost of the device, reduces its overall dimensions and efficiency, increases the frequency of pulsations with a simultaneous significant decrease in their amplitude due to the use of three rectifier bridges, compared to two rectifiers.
Способы соединения, расположения катушек и числа витков были рассчитаны с использованием теоремы синусов для получения симметричной девятифазной системы напряжений, сдвинутых на фазовый угол 40 градусов, в соответствии с векторной диаграммой (фигура 2). Так, на выводах первой вторичной обмотки трансформатора, соединенной в звезду, формируется трехфазная система напряжений u 21, u 22, u 23. На выводах второй вторичной обмотки трансформатора, соединенной в зигзаг, формируется трехфазная система напряжений u'21, u'22, u'23. Напряжение u'21, сдвинутое на угол 40°, относительно u 21, получается путем использования катушки, расположенной на третьем стержне (с противоположно расположенными началом и концом) и катушки, расположенной на первом стержне. Количество витков в относительных единицах было определено по теореме синусов. Рассмотрим треугольник aob: длина вектора , длина вектора . При последовательном соединении этих двух катушек их ЭДС складываются геометрически и суммарная ЭДС получается с требуемым сдвигом в 40°. На выводах третьей вторичной обмотки трансформатора, соединенной в зигзаг, формируется трехфазная система напряжений u''21, u''22, u''23. Последовательность формирования остальных вторичных ЭДС аналогичны рассмотренному случаю в соответствии с фигурой 2.The connection methods, the location of the coils and the number of turns were calculated using the sine theorem to obtain a symmetric nine-phase system of voltages shifted by a phase angle of 40 degrees, in accordance with the vector diagram (figure 2). So, at the terminals of the first secondary winding of a transformer connected to a star, a three-phase voltage system u 21 , u 22 , u 23 is formed . At the terminals of the second transformer secondary winding connected in a zigzag, forming three phase voltages u '21, u' 22, u '23. The voltage u ′ 21 , shifted by an angle of 40 ° relative to u 21 , is obtained by using a coil located on the third rod (with opposite beginning and end) and a coil located on the first rod. The number of turns in relative units was determined by the sine theorem. Consider aob triangle: vector length the length of the vector . When these two coils are connected in series, their EMF are added geometrically and the total EMF is obtained with the required shift of 40 °. At the terminals of the third secondary winding of the transformer connected in a zigzag, a three-phase voltage system u '' 21 , u '' 22 , u '' 23 is formed . The sequence of formation of the remaining secondary EMF is similar to the case considered in accordance with figure 2.
При такой конфигурации вторичных обмоток суммарно получается вторичное симметричное девятифазное напряжение с фазовым сдвигом напряжений 40°. При его подключении к параллельно соединенным выпрямительным мостам на их общем выходе формируется выпрямленное напряжение U d с низким коэффициентом пульсаций. При дальнейшем увеличении количества выпрямительных мостов и вторичных обмоток с соединением в зигзаг или треугольник может быть получено большее количество фаз вторичной обмотки, например 12, 24 и т.д.With this configuration of the secondary windings, a secondary symmetric nine-phase voltage with a phase shift of 40 ° is obtained in total. When connected to parallel-connected rectifier bridges, a rectified voltage U d with a low ripple coefficient is formed at their common output. With a further increase in the number of rectifier bridges and secondary windings with a zigzag or triangle connection, a larger number of secondary winding phases can be obtained, for example 12, 24, etc.
Предложенное устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
При подключении катушек 11, 12, 13 первичной обмотки трансформатора 1 к фазам А, В, С трехфазной электрической сети по катушкам начинает протекать трехфазный ток с фазовым сдвигом 120°, который формирует магнитные потоки в стержнях магнитопровода с таким же фазовым сдвигом. В результате в катушках вторичных обмоток 14-28 трансформатора 1 наводятся ЭДС, величина и фаза которых определяются магнитными потоками стержней и количеством витков провода катушек. При соединении катушек 14-28 вторичных обмоток трансформатора 1 в соответствии с фигурой 1 на выводах обмоток формируется симметричная девятифазная система напряжений U 21, U 22, U 23, U'21, U'22, U'23, U''21, U''22, U''23 (фигура 6) с фазовым сдвигом между их векторами 40°. В случае питания от данной системы напряжений многофазного выпрямителя, состоящего из трех параллельно соединенных по выходу трехфазных выпрямительных мостов 6-8 на их общих выходах образуется выпрямленное напряжение U d , колебания переменных пульсаций которого весьма незначительны (фигура 3), которое питает активное или активно-индуктивное сопротивление 9-10 нагрузки выпрямленным током (фигура 4) практически без пульсаций. За счет использования фазопреобразующего трансформатора первичный ток, потребляемый установкой, имеет форму, весьма близкую к синусоиде (фигура 5).When connecting the
Вследствие исключения из схемы преобразователя уравнительного реактора, токи вторичных обмоток, соединенных в звезду и зигзаг, а также токи вентилей получаются с колебаниями (фигура 7), по сравнению с прототипом с уравнительным реактором, их максимальные и действующие значения несколько повышаются (например, действующее значение выше на 31%) однако мощность в нагрузке, коэффициент гармоник тока, коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, потребляемая мощность в новом преобразователе не уступают прототипу.Due to the exclusion of the equalization reactor from the converter circuit, the currents of the secondary windings connected in a star and a zigzag, as well as the valve currents are obtained with oscillations (Figure 7), compared to the prototype with the equalization reactor, their maximum and effective values increase slightly (for example, the effective value 31% higher) however, the power in the load, the current harmonic coefficient, the ripple voltage coefficient of the rectified voltage, the power consumption in the new converter are not inferior to the prototype.
Из анализа гармонического состава первичного тока трансформатора (фигура 9) видно, что в его кривой содержится нечетные гармоники с номерами n, определяемыми по формуле n=k⋅m±1, k=2, 4, …, где m - количество вторичных фаз трансформатора. Таким образом, в кривой первичного тока имеются высшие гармоники с номерами 17, 19, 35, 37 и т.д. Амплитуда основной гармоники составляет I 1=33,39 А, 17-0,76 А, 18-0,59 А; 35-0,25 А, 37-0,22 А, амплитуды остальных гармоник не превышают 0,08 А. Таким образом, коэффициент гармоник первичного тока составляет , где I n - амплитуды высших гармонических составляющих потребляемого тока, А, I 1 - амплитуда основной гармоники тока потребляемого тока, А. Для сравнения был рассчитан коэффициент гармоник первичного тока шестифазного преобразователя, аналогичного тому, как в прототипе, который составляет: . За счет колебательного характера кривых вторичных токов потребляемый ток получается более сглаженный и близкий к синусоиде (фигура 7), по сравнению с известными прямоугольно-ступенчатыми кривыми.An analysis of the harmonic composition of the primary current of the transformer (Figure 9) shows that its curve contains odd harmonics with numbers n , determined by the formula n = k⋅m ± 1, k = 2, 4, ..., where m is the number of secondary phases of the transformer . Thus, in the primary current curve there are higher harmonics with
При рассматриваемом параллельном соединении выпрямительных мостов без использования уравнительного реактора основные гармоники вторичных токов протекают только во вторичных обмотках трансформатора и в нагрузке, а высшие гармоники не протекают в нагрузке и не влияют на потребляемый преобразователем ток, вследствие чего этот ток близок к синусоиде (фигура 7).With the parallel connection of rectifier bridges under consideration without the use of a surge reactor, the main harmonics of the secondary currents flow only in the secondary windings of the transformer and in the load, and the higher harmonics do not leak in the load and do not affect the current consumed by the converter, as a result of which this current is close to a sinusoid (figure 7) .
Анализ гармонического состава выпрямленного напряжения U d =11,29 В (фигура 8) свидетельствует о том, что в его кривой содержится 18-я гармоника с амплитудой U 18 m =0,0586 В, амплитуды остальных гармоник не превышают 0,006 В. Таким образом, коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения составляет , где ΔU d - амплитуда пульсации выпрямленного напряжения, В. Значение коэффициента пульсаций аналогично известным схемам трансформаторных преобразователей числа фаз с последовательным соединением выпрямителей. Коэффициент 0,0053 является приемлемым и обеспечивает рациональную ЭМС полупроводникового преобразователя с сетью и нагрузкой в большинстве случаев и не требует применения двух, трех или многообмоточного реактора, рассчитанного на ток I н/a, где I н - ток нагрузки, А, а - количество выпрямительных мостов.Analysis of the harmonic composition of the rectified voltage U d = 11.29 V (figure 8) indicates that its curve contains the 18th harmonic with an amplitude of U 18 m = 0.0586 V, the amplitudes of the other harmonics do not exceed 0.006 V. Thus , the ripple coefficient of the rectified voltage is , where Δ U d is the amplitude of the ripple of the rectified voltage, V. The value of the ripple coefficient is similar to the known schemes of transformer converters of the number of phases with a series connection of rectifiers. A coefficient of 0.0053 is acceptable and provides a rational EMC of a semiconductor converter with a network and a load in most cases and does not require the use of a two, three or a multi-winding reactor designed for current I n / a , where I n is the load current, A, and is the number rectifier bridges.
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает упрощение схемы и конструкции многофазного трансформаторного преобразователя числа фаз с выпрямителем для преобразования переменного напряжения в постоянное за счет исключения применения уравнительного реактора. Изменение числа фаз производится с обеспечением хороших показателей качества преобразования этих параметров электрической энергии. Так коэффициент гармоник потребляемого тока значительно меньше показателя, соответствующий шестифазному преобразователю в прототипе. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения обеспечивает рациональную электромагнитную совместимость полупроводникового преобразователя с сетью и нагрузкой в большинстве случаев и не уступает известным трансформаторным преобразователям числа фаз с последовательным соединением мостовых выпрямителей.Thus, the claimed invention provides a simplification of the circuit and design of a multiphase transformer of the number of phases with a rectifier for converting AC voltage to DC due to the exclusion of the use of equalization reactor. The change in the number of phases is made with the provision of good indicators of the quality of conversion of these parameters of electrical energy. So the harmonic coefficient of the current consumption is much less than the indicator corresponding to the six-phase converter in the prototype. The ripple voltage coefficient of the rectified voltage provides rational electromagnetic compatibility of the semiconductor converter with the network and the load in most cases and is not inferior to the known transformer converters of the number of phases with a series connection of bridge rectifiers.
Итак, заявленное изобретение позволяет повысить энергетические показатели преобразователя, уменьшить его массогабаритные параметры, улучшить качество выпрямленного напряжения и потребляемого тока, и тем самым обеспечить лучшую электромагнитную совместимость установки с сетью и нагрузкой.So, the claimed invention allows to increase the energy performance of the Converter, to reduce its overall dimensions, improve the quality of the rectified voltage and current consumption, and thereby provide better electromagnetic compatibility of the installation with the network and load.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114230A RU2661890C1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Variable voltage converter in constant (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114230A RU2661890C1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Variable voltage converter in constant (variants) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2661890C1 true RU2661890C1 (en) | 2018-07-20 |
Family
ID=62917093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114230A RU2661890C1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Variable voltage converter in constant (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2661890C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1744779A1 (en) * | 1989-06-15 | 1992-06-30 | Fokin Vitalij A | Converter of multiphase alternating-to-direct voltage |
RU2280312C1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Three-phase double-channel-conversion transformer-rectifier unit |
RU2383986C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | Ac/dc converter with eight-fold ripple frequency |
-
2017
- 2017-04-24 RU RU2017114230A patent/RU2661890C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1744779A1 (en) * | 1989-06-15 | 1992-06-30 | Fokin Vitalij A | Converter of multiphase alternating-to-direct voltage |
RU2280312C1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Three-phase double-channel-conversion transformer-rectifier unit |
RU2383986C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет | Ac/dc converter with eight-fold ripple frequency |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8243481B2 (en) | Power transformer and power converter incorporating same | |
US8339820B2 (en) | Thirty-six pulse power transformer and power converter incorporating same | |
WO2012116263A1 (en) | Ac/dc power conversion system and method of manufacture of same | |
WO2002089285A1 (en) | 18-pulse rectification system using a wye-connected autotransformer | |
CN215815555U (en) | Multiphase autotransformer and rectifier system | |
Abdollahi | Multi-phase shifting autotransformer based rectifier | |
JP2008178180A (en) | Rectifier circuit | |
CN216133753U (en) | Multi-phase transformer and rectifier system | |
US6982884B1 (en) | Autotransformers to parallel AC to DC converters | |
US20160126857A1 (en) | Autotransformer with wide range of, integer turns, phase shift, and voltage | |
CN112820524A (en) | Multi-phase transformer and rectifier system | |
RU2661890C1 (en) | Variable voltage converter in constant (variants) | |
US11581131B2 (en) | Asymmetric 24-pulse autotransformer rectifier unit for turboelectric propulsion, and associated systems and methods | |
RU2529180C1 (en) | Twelve-phase step-up autotransformer voltage converter | |
CN112820523A (en) | Multiphase autotransformer and rectifier system | |
RU122213U1 (en) | AUTO TRANSFORMER-RECTIFIER DEVICE | |
Roginskaya et al. | Installed power of transformers for equivalent multiphase rectification circuits | |
Qiu et al. | A delta-type autotransformer based 36-pulse AC-DC converter | |
RU2488213C1 (en) | Multipulse rectifier and autotransformer | |
CA3011542C (en) | Filters for adjustable speed drives with low dc bus capacitance and methods of manufacture and use thereof | |
WO2022236114A1 (en) | Asymmetric delta multi-pulse transformer rectifier unit, and associated systems and methods | |
RU168619U1 (en) | PHASE NUMBER CONVERTER | |
RU106754U1 (en) | DIRECT SEQUENCE CURRENT FILTER BASED ON A SINGLE-PHASE TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD | |
RU143244U1 (en) | MULTI-PHASE TRANSFORMER PHASE NUMBER CONVERTER | |
RU2529510C1 (en) | Twelve-pulse voltage transformer converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190425 |