RU49658U1 - TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER - Google Patents
TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER Download PDFInfo
- Publication number
- RU49658U1 RU49658U1 RU2005121000/22U RU2005121000U RU49658U1 RU 49658 U1 RU49658 U1 RU 49658U1 RU 2005121000/22 U RU2005121000/22 U RU 2005121000/22U RU 2005121000 U RU2005121000 U RU 2005121000U RU 49658 U1 RU49658 U1 RU 49658U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- windings
- rectifier
- secondary valve
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована для питания потребителей постоянного тока. Задача - создание двадцатичетырехфазного выпрямителя с использованием одного трансформатора. Технический результат - уменьшение массы и объема двадцатичетырехфазного выпрямителя, снижение пульсаций выпрямленного напряжения, обеспечение низкого содержания высших гармоник в кривой тока, потребляемого выпрямителем. Двадцатичетырехфазный выпрямитель содержит трехфазный силовой трансформатор, четыре мостовых выпрямителя и индуктивный фильтр. Новым является то, что выпрямитель содержит 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°, при этом напряжение на каждой из частей трехфазных вторичных вентильных обмоток, коэффициент трансформации и линейные напряжения на трехфазных вторичных вентильных обмотках определяются соотношениями The utility model relates to a conversion technique and can be used to power DC consumers. The task is to create a twenty-four-phase rectifier using one transformer. The technical result is a reduction in the mass and volume of a twenty-four-phase rectifier, a reduction in the ripple of the rectified voltage, and a low content of higher harmonics in the current curve consumed by the rectifier. The twenty-four phase rectifier contains a three-phase power transformer, four bridge rectifiers and an inductive filter. What is new is that the rectifier contains one capacitive smoothing filter and three additional inductive filters, while the power transformer is made with one primary three-phase winding connected according to the "star" circuit and four three-phase secondary valve windings connected according to the "triangle" pattern, and each phase secondary winding has a tap connected to the corresponding phase of each bridge rectifier, while the tap divides the phase secondary into two parts, and to the output of each three-phase mos an inductive filter is connected, the capacitive smoothing filter is connected in parallel with the output terminals of the rectifier, and the ratio between the parts of each phase of the first and second three-phase secondary valve windings is selected 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 valve windings, the ratio is selected so that the phase shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase mains voltage was 7.5 °, while the voltage on each part of the three-phase secondary valve windings, the transformation ratio and the linear voltage on the three-phase secondary valve windings are determined by the relations
где Uw1, Uw2 - напряжение на первой и второй частях фаз A1, А2, первой и второй трехфазных вторичных вентильных обмоток трехфазного трансформатора; Uw3, Uw4 - напряжение на первой и второй частях фаз А3, А4, третьей и четвертой трехфазных вторичных вентильных обмоток трехфазного трансформатора; UФН - фазное напряжение нагрузки; φ1 - угол сдвига между фазным напряжением вторичных обмоток и фазным сетевым напряжением, равный 7,5°; φ2 - угол сдвига между фазным напряжением вторичных обмоток и фазным сетевым напряжением равен 22,5°, UЛ1 - линейное напряжение первой и второй трехфазных вторичных вентильных обмоток, UЛ2 - линейное напряжение третьей и четвертой трехфазных вторичных вентильных обмоток, КТ - коэффициент трансформации между первой, второй и третьей, четвертой трехфазными вторичными вентильными обмотками. where U w1 , U w2 - voltage on the first and second parts of the phases A 1 , A 2 , the first and second three-phase secondary valve windings of a three-phase transformer; U w3 , U w4 - voltage on the first and second parts of phases A 3 , A 4 , third and fourth three-phase secondary valve windings of a three-phase transformer; U FN - phase load voltage; φ 1 is the angle of shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase mains voltage of 7.5 °; φ 2 is the angle of shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase mains voltage is 22.5 °, U L1 is the linear voltage of the first and second three-phase secondary valve windings, U L2 is the linear voltage of the third and fourth three-phase secondary valve windings, K T is the coefficient transformations between the first, second and third, fourth three-phase secondary valve windings.
Description
Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована для питания потребителей постоянного тока.The utility model relates to a conversion technique and can be used to power DC consumers.
Известен двадцатичетырехфазный выпрямитель, содержащий пять трехфазных трансформаторов и четыре трехфазные мостовые схемы (см. Электротехнический справочник: в 3-х т. Т.2. Электротехнические устройства / Под общ. ред. проф. МЭИ В.Г.Герасимова, П.Г.Грудинского, Л.А.Жукова и др. - 6-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. - С.574). Двадцатичетырехфазный режим реализуется за счет создания между системами напряжений, подаваемых на последовательно соединенные выпрямительные мосты, фазового смещения на угол ψ=360/m=15°, где m - число фаз выпрямления (m=24). Это достигается включением дополнительного фазосдвигающего трансформатора. При этом уменьшается содержание высших гармоник в кривой тока питающей сети. Кривая результирующего выпрямленного напряжения также имеет весьма низкие пульсации: коэффициент пульсаций по наиболее низкочастотной гармонике составляет q(1)=0,35%.A twenty-four-phase rectifier is known, containing five three-phase transformers and four three-phase bridge circuits (see. Electrical reference book: in 3 vols. T.2. Electrical devices / Under the general ed. Prof. MEI V.G. Gerasimova, P.G. Grudinsky, L.A. Zhukov and others. - 6th ed., Rev. And add. - M.: Energoizdat, 1981. - P.574). The twenty-four-phase mode is realized by creating between the systems the voltages applied to the rectifier bridges connected in series, phase displacement by an angle ψ = 360 / m = 15 °, where m is the number of rectification phases (m = 24). This is achieved by the inclusion of an additional phase-shifting transformer. In this case, the content of higher harmonics in the current curve of the supply network decreases. The resulting rectified voltage curve also has very low ripple: the ripple coefficient for the lowest frequency harmonic is q (1) = 0.35%.
Недостатком известной конструкции выпрямителя является необходимость использования нескольких трансформаторов, что приводит к повышению ее массогабаритных показателей. Общая масса, стоимость и потери m одинаковых электромагнитных аппаратов в раз больше, чем соответствующие величины одного аппарата той же суммарной мощности (см. Петров Г.Н. Электрические машины. Часть III. - М.: Энергия, 1968. - С.226).A disadvantage of the known design of the rectifier is the need to use several transformers, which leads to an increase in its overall dimensions. The total mass, cost and loss m of the same electromagnetic apparatus in times more than the corresponding values of one device of the same total power (see Petrov GN Electric machines. Part III. - M .: Energy, 1968. - P.226).
Известен трансформатор инвертора (см. патент РФ на изобретение №2192065, МПК Н 01 F 30/12, Н 01 F 30/16, опубл. 27.10.2002 г.), содержащий n трехфазных первичных обмоток, где n - любое число, и составной магнитопровод по типу асинхронного электродвигателя, состоящий из двух сердечников: внешний сердечник, набранный из листов электротехнической стали с пазами, в которых уложены первичные обмотки по заданному правилу, и соосный ему внутренний сердечник, набранный из листов той же стали с пазами, в которых размещены витки вторичной трехфазной обмотки. Нежелательные высшие гармоники компенсируются за счет пространственного смещения обмоток на угол ψ=360/m=15°.A known inverter transformer (see RF patent for the invention No. 2192065, IPC N 01 F 30/12, H 01 F 30/16, publ. 10/27/2002), containing n three-phase primary windings, where n is any number, and a composite magnetic circuit as an asynchronous electric motor, consisting of two cores: an external core composed of sheets of electrical steel with grooves in which the primary windings are laid according to a given rule, and an inner core coaxial to it, composed of sheets of the same steel with grooves in which are placed turns of a secondary three-phase winding. Unwanted higher harmonics are compensated by the spatial displacement of the windings by an angle ψ = 360 / m = 15 °.
Недостатком известного трансформатора инвертора является относительная сложность и массивность конструкции.A disadvantage of the known inverter transformer is the relative complexity and massiveness of the design.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является двадцатичетырехфазный выпрямитель выполненный по схеме, включающей в себя два силовых трехфазных трансформатора, первичная обмотка одного из которых соединена в звезду, а другого - в треугольник. Вторичная обмотка каждого из трансформаторов соединена в треугольник, причем каждая фазная вторичная обмотка имеет только две отпайки, связанные с вентильным мостом (т.е. точки соединения фазных обмоток треугольника в схеме остаются незадействованными). Эти отпайки делят фазную вторичную обмотку на три части так, что витки этих частей находятся в соотношении:The closest technical solution to the proposed utility model is a twenty-four-phase rectifier made according to the scheme, which includes two power three-phase transformers, the primary winding of one of which is connected to a star, and the other to a triangle. The secondary winding of each of the transformers is connected in a triangle, with each phase secondary winding having only two tap-offs connected to the valve bridge (i.e., the connection points of the phase windings of the triangle remain unused in the circuit). These tapes divide the phase secondary winding into three parts so that the turns of these parts are in the ratio:
Так фазная обмотка первого трансформатора имеет только две отпайки, подключенные к соответствующим вентилям мостового выпрямителя, причем количество витков в каждой из частей удовлетворяет приведенному выше соотношению. Аналогично для витков других фазных обмоток силовых трансформаторов. Отпайки подключены ко входу двенадцатифазового моста на вентилях, образованного параллельным соединением четырех трехфазных выпрямителей. На выходе двадцатичетырехфазного выпрямителя установлен индуктивный фильтр (см. статью Игольников Ю.С. 24-фазный выпрямитель // Электротехника, - №10. - 2004. - С.51-54).So the phase winding of the first transformer has only two tap connected to the corresponding valves of the bridge rectifier, and the number of turns in each of the parts satisfies the above ratio. Similarly for turns of other phase windings of power transformers. Solders are connected to the input of the twelve-phase bridge on the valves, formed by the parallel connection of four three-phase rectifiers. An inductive filter is installed at the output of a twenty-four-phase rectifier (see. Yu. S. Igolnikov article. 24-phase rectifier // Electrical Engineering, No. 10. - 2004. - S.51-54).
Недостатками известного двадцатичетырехфазного выпрямителя являются: сложность и массивность конструкции из-за наличия двух силовых трансформаторов, неоптимальная длительность тока диода (менее 120°). Прерывистый характер тока диода (два импульса длительностью 30° и 15° с паузой).The disadvantages of the known twenty-four-phase rectifier are: the complexity and massiveness of the structure due to the presence of two power transformers, non-optimal duration of the diode current (less than 120 °). Intermittent nature of the diode current (two pulses with a duration of 30 ° and 15 ° with a pause).
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание двадцатичетырехфазного выпрямителя с использованием одного трансформатора.The problem, which the utility model is aimed at, is the creation of a twenty-four-phase rectifier using one transformer.
Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является уменьшение массы и объема двадцатичетырехфазного выпрямителя, снижение пульсаций выпрямленного напряжения, обеспечение низкого содержания высших гармоник в кривой тока, потребляемого выпрямителем.The technical result achieved in solving this problem is to reduce the mass and volume of a twenty-four-phase rectifier, to reduce the ripple of the rectified voltage, to ensure a low content of higher harmonics in the current curve consumed by the rectifier.
Указанный технический результат достигается тем, что двадцатичетырехфазный выпрямитель содержащий трехфазный силовой трансформатор, четыре мостовых выпрямителя, индуктивный фильтр, согласно полезной модели, содержит один емкостный сглаживающий фильтр и три дополнительных индуктивных фильтра, при этом силовой трансформатор выполнен с одной первичной трехфазной обмоткой, The specified technical result is achieved in that a twenty-four-phase rectifier containing a three-phase power transformer, four bridge rectifiers, an inductive filter, according to a utility model, contains one capacitive smoothing filter and three additional inductive filters, while the power transformer is made with one primary three-phase winding,
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°, при этом напряжение на каждой из частей трехфазных вторичных вентильных обмоток, коэффициент трансформации и линейные напряжения на трехфазных вторичных вентильных обмотках определяются соотношениямиconnected according to the "star" circuit, and four three-phase secondary valve windings connected according to the "triangle" circuit, with each phase secondary winding having a tap connected to the corresponding phase of each bridge rectifier, while the tap divides the phase secondary winding into two parts, and to an inductive filter is connected to the output of each three-phase bridge rectifier, and a capacitive smoothing filter is connected in parallel with the output terminals of the rectifier, while the ratio between the parts of each phase of the first and second th three-phase secondary valve windings is selected 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 valve windings the ratio is selected so that the phase shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase the network voltage was 7.5 °, while the voltage on each part of the three-phase secondary valve windings, the transformation coefficient and the linear voltage on the three-phase secondary valve windings about are defined by the relations
где Uw1, Uw2 - напряжение на первой и второй частях фаз A1, A2, первой и второй трехфазных вторичных вентильных обмоток трехфазного трансформатора; Uw3, Uw4 - напряжение на первой и второй частях фаз А3, А4, третьей и четвертой трехфазных вторичных вентильных обмоток трехфазного трансформатора; UФН - фазное напряжение нагрузки; φ1 - угол сдвига между фазным напряжением вторичных обмоток и фазным сетевым напряжением, равный 7,5°; φ2 - угол сдвига между фазным напряжением вторичных обмоток и фазным сетевым напряжением равен 22,5°, UЛ1 - линейное where U w1 , U w2 - voltage on the first and second parts of the phases A 1 , A 2 , the first and second three-phase secondary valve windings of a three-phase transformer; U w3 , U w4 - voltage on the first and second parts of phases A 3 , A 4 , third and fourth three-phase secondary valve windings of a three-phase transformer; U FN - phase load voltage; φ 1 is the angle of shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase mains voltage of 7.5 °; φ 2 - the angle of shift between the phase voltage of the secondary windings and the phase mains voltage is 22.5 °, U L1 - linear
напряжение первой и второй трехфазных вторичных вентильных обмоток, UЛ2 - линейное напряжение третьей и четвертой трехфазных вторичных вентильных обмоток, КТ - коэффициент трансформации между первой, второй и третьей, четвертой трехфазными вторичными вентильными обмотками.voltage of the first and second three-phase secondary valve windings, U L2 is the linear voltage of the third and fourth three-phase secondary valve windings, K T is the transformation coefficient between the first, second and third, fourth three-phase secondary valve windings.
Для получения на нагрузке постоянного напряжения, имеющего пульсации, соответствующие двадцатичетырехфазной схеме выпрямления (m=24), необходимо чтобы переменные вторичные напряжения, подводимые к выпрямительным мостам были сдвинуты относительно друг друга на угол равный 360°/m=15°. Для получения данного фазового сдвига каждая трехфазная вторичная вентильная обмотка, соединенная по схеме «треугольник», имеет отводы, которые связаны с соответствующим мостовым выпрямителем, при этом отвод делит обмотку на две части. Напряжения на полуобмотках определяются по выражениям описанным выше. К каждому выпрямителю подсоединяется свой индуктивный сглаживающий фильтр и емкостной фильтр общий для всего выпрямителя. Схема построения двадцатичетырехфазного выпрямителя выполнена таким образом, что во вторичных обмотках трансформатора протекают токи с оптимальной для него длительностью 2π/3 (см. кн.: Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. - Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. техн. ун-та, 2003, с.158).To obtain a constant voltage with ripples corresponding to the twenty-four-phase rectification circuit (m = 24) at the load, it is necessary that the alternating secondary voltages supplied to the rectifier bridges are shifted relative to each other by an angle equal to 360 ° / m = 15 °. To obtain this phase shift, each three-phase secondary valve winding connected according to the "triangle" circuit has taps that are connected to the corresponding bridge rectifier, while the tap divides the winding into two parts. Semi-winding voltages are determined by the expressions described above. Each rectifier is connected to its own inductive smoothing filter and a capacitive filter common to the entire rectifier. The twenty-four-phase rectifier construction scheme is designed in such a way that currents flow in the secondary windings of the transformer with an optimum duration of 2π / 3 (see book: G. Zinoviev, Fundamentals of Power Electronics. - Novosibirsk: Publishing House of Novosibirsk State Technical University -ta, 2003, p. 158).
Полезная модель поясняется следующими иллюстрациями, где на фиг.1 представлена схема двадцатичетырехфазного выпрямителя; на фиг.2 - векторная диаграмма двадцатичетырехфазного выпрямителя.The utility model is illustrated by the following illustrations, where figure 1 presents a diagram of a twenty-four-phase rectifier; figure 2 is a vector diagram of a twenty-four-phase rectifier.
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - трехфазный трансформатор; 2 - первичная трехфазная обмотка трехфазного трансформатора 1; 3 - магнитопровод трехфазного трансформатора 1; 4, 5, 6, 7 - вторичная вентильная обмотка трехфазного трансформатора 1; 8, 9, 10, 11 - трехфазный мостовой выпрямитель; 12, 13, 14, 15 -индуктивный сглаживающий фильтр, соответственно, выпрямителя 8, 9, 10, 11; 16 - емкостной сглаживающий фильтр.The positions in the drawings indicate the following: 1 - three-phase transformer; 2 - primary three-phase winding of a three-phase transformer 1; 3 - magnetic circuit of a three-phase transformer 1; 4, 5, 6, 7 - secondary valve winding of a three-phase transformer 1; 8, 9, 10, 11 - three-phase bridge rectifier; 12, 13, 14, 15 - inductive smoothing filter, respectively, of the rectifier 8, 9, 10, 11; 16 - capacitive smoothing filter.
Буквами на фиг.1 обозначено следующее: А, В, С - фазы первичной обмотки 2; А1, B1, C1, - выводы трехфазной вторичной вентильной обмотки 4; А2, В2, С2, - выводы трехфазной вторичной вентильной обмотки 5; А3, В3, С3, - выводы трехфазной вторичной вентильной обмотки 6; А4, В4, С4 - выводы трехфазной вторичной вентильной обмотки 7; VD1-VD6 - диоды трехфазного мостового выпрямителя 8; VD7-VD12 - диоды трехфазного мостового выпрямителя 9; VD13-VD18 - диоды трехфазного мостового выпрямителя 10; VD19-VD24 - диоды трехфазного мостового выпрямителя 11; Rн - нагрузка; w1, w2, - первая и вторая части обмотки фазы А1, трехфазной вторичной The letters in figure 1 indicate the following: A, B, C - phase of the primary winding 2; And 1 , B 1 , C 1 , the conclusions of the three-phase secondary valve winding 4; A 2 , B 2 , C 2 - the conclusions of the three-phase secondary valve winding 5; A 3 , B 3 , C 3 - the conclusions of the three-phase secondary valve winding 6; A 4 , B 4 , C 4 - the findings of the three-phase secondary valve winding 7; VD1-VD6 - diodes of a three-phase bridge rectifier 8; VD7-VD12 - diodes of a three-phase bridge rectifier 9; VD13-VD18 - diodes of a three-phase bridge rectifier 10; VD19-VD24 - diodes of a three-phase bridge rectifier 11; R n - load; w 1 , w 2 , - the first and second parts of the winding phase A 1 , three-phase secondary
вентильной обмотки 4 трехфазного трансформатора 1; w3, w4 - соответственно, первая и вторая части обмотки фазы А3, трехфазной вторичной вентильной обмотки 6 трехфазного трансформатора 1.valve winding 4 of a three-phase transformer 1; w 3 , w 4 - respectively, the first and second parts of the phase A 3 winding, three-phase secondary valve winding 6 of the three-phase transformer 1.
Буквами на фиг.2 обозначено: Uw1, Uw2 - напряжения на первой и второй частях обмотки фазы A1, A2; Uw3, Uw4 - напряжения на первой и второй частях обмотки фазы А3, А4; φ1 - угол сдвига между фазным сетевым напряжением и фазным напряжением на обмотках 5, 6; φ2 - угол сдвига между фазным сетевым напряжением и фазным напряжением на обмотках 4, 7.The letters in figure 2 indicate: U w1 , U w2 - voltage on the first and second parts of the phase winding A 1 , A 2 ; U w3 , U w4 - voltage on the first and second parts of the phase winding A 3 , A4; φ 1 is the angle of shift between the phase mains voltage and the phase voltage on the windings 5, 6; φ 2 is the angle of shift between the phase mains voltage and the phase voltage on the windings 4, 7.
Двадцатичетырехфазный выпрямитель содержит трехфазный трансформатор 1, четыре трехфазных мостовых выпрямителя 8-11, четыре индуктивных сглаживающих фильтра 12-15, емкостной сглаживающий фильтр 16 (фиг.1). Трехфазный трансформатор 1 двадцатичетырехфазного выпрямителя состоит из стандартного магнитопровода 3 и расположенных на нем первичной трехфазной обмотки 2, соединенной по схеме «звезда», и четырех вторичных вентильных обмоток 4-7, соединенных по схеме «треугольник». Каждая вторичная вентильная трехфазная обмотка 4-7 выводами подключена к входу соответствующего трехфазного мостового выпрямителя 8-11. К выходу каждого трехфазного мостового выпрямителя 8-10 подключается сглаживающий индуктивный фильтр 12-15. Емкостной сглаживающий фильтр 16 подключен к выходу двадцатичетырехфазного выпрямителя.The twenty-four-phase rectifier contains a three-phase transformer 1, four three-phase bridge rectifiers 8-11, four inductive smoothing filters 12-15, a capacitive smoothing filter 16 (figure 1). A three-phase transformer 1 of a twenty-four-phase rectifier consists of a standard magnetic circuit 3 and a primary three-phase winding 2 located on it, connected by a star circuit, and four secondary valve windings 4-7, connected by a triangle circuit. Each secondary three-phase valve winding with 4-7 leads is connected to the input of the corresponding three-phase bridge rectifier 8-11. An output smoothing inductive filter 12-15 is connected to the output of each three-phase bridge rectifier 8-10. Capacitive smoothing filter 16 is connected to the output of twenty-four-phase rectifier.
Двадцатичетырехфазный выпрямитель работает следующим образом трехфазное входное переменное напряжение 380 В частотой 50 Гц подается на первичные обмотки трехфазного трансформатора, соединенные в «звезду». На четырех вторичных вентильных обмотках, соединенных в «треугольник», формируются четыре трехфазных системы напряжений. Линейные напряжения на трехфазных вторичных обмотках 4 и 5 имеют одинаковое значение, линейные напряжения на трехфазных вторичных обмотках 6 и 7, также равны между собой, но величина линейного напряжения на обмотках 4 и 5 не равна величине линейного напряжения на обмотках 6 и 7, разница между ними определяется коэффициентом трансформации между обмотками 4 (5) и 6 (7) из выражения:A twenty-four-phase rectifier operates as follows: a three-phase input alternating voltage of 380 V at a frequency of 50 Hz is supplied to the primary windings of a three-phase transformer connected to a "star". Four three-phase voltage systems are formed on four secondary valve windings connected in a “triangle”. The line voltages on the three-phase secondary windings 4 and 5 have the same value, the linear voltages on the three-phase secondary windings 6 and 7 are also equal to each other, but the linear voltage on the windings 4 and 5 is not equal to the value of the linear voltage on the windings 6 and 7, the difference between they are determined by the transformation coefficient between the windings 4 (5) and 6 (7) from the expression:
где UЛ1 - линейное напряжение на трехфазной вторичной обмотке 4 (5); UЛ2 - линейное напряжение на трехфазной обмотке 6 (7).where U L1 is the linear voltage at the three-phase secondary winding 4 (5); U L2 - line voltage on a three-phase winding 6 (7).
В предложенной схеме двадцатичетырехфазного выпрямителя точки In the proposed twenty-four phase rectifier circuit
соединения трехфазных вторичных обмоток в «треугольник» не задействованы в работе двадцатичетырехфазного выпрямителя, рабочими являются отводы каждой трехфазной вторичной обмотки. Фазные обмотки 4, 5 имеют отводы, которые разбивают эти обмотки на две части (полуобмотки) w1 и w2. С этих отводов напряжения подаются на выводы переменного тока трехфазных выпрямительных мостов 8 и 9. Соотношение между частями обмоток w1 и w2 выбрано таким, что фазовый сдвиг между фазным напряжением вторичных обмоток 4, 5 и фазным сетевым напряжением равен 22,5°. Фазные обмотки 6, 7 также имеют отводы, которые делят обмотки на две части w3, w4. С этих отводов напряжения подаются на выводы переменного тока трехфазных выпрямительных мостов 10 и 11. Соотношение между частями обмоток w3 и w4 в этом случае выбрано таким, чтобы фазовый сдвиг между фазным напряжением вторичных обмоток 6, 7 и фазным сетевым напряжением был равен 7,5°. При этом фазовый сдвиг вторичных обмоток 4 и 6 является опережающим по отношению к соответствующим фазам сетевого напряжения, а фазовый сдвиг вторичных обмоток 5 и 7 является отстающим по отношению к соответствующим фазам сетевого напряжения. Все фазные напряжения, снимаемые с отводов вторичных обмоток, имеют одинаковые значения по величине, но разные фазовые сдвиги для всех групп вторичных обмоток.the connections of the three-phase secondary windings into the “triangle” are not involved in the operation of the twenty-four-phase rectifier, the taps of each three-phase secondary winding are workers. Phase windings 4, 5 have taps that divide these windings into two parts (semi-windings) w 1 and w 2 . From these leads voltage is supplied to the AC terminals of three-phase rectifier bridges 8 and 9. The ratio between the parts of the windings w 1 and w 2 is chosen so that the phase shift between the phase voltage of the secondary windings 4, 5 and the phase mains voltage is 22.5 °. Phase windings 6, 7 also have taps that divide the windings into two parts w 3 , w 4 . From these leads voltage is supplied to the AC terminals of three-phase rectifier bridges 10 and 11. The ratio between the parts of the windings w 3 and w 4 in this case is chosen so that the phase shift between the phase voltage of the secondary windings 6, 7 and the phase mains voltage is 7, 5 °. The phase shift of the secondary windings 4 and 6 is leading in relation to the corresponding phases of the mains voltage, and the phase shift of the secondary windings 5 and 7 is lagging in relation to the corresponding phases of the mains voltage. All phase voltages removed from the taps of the secondary windings have the same values in magnitude, but different phase shifts for all groups of secondary windings.
Так как входные напряжения всех четырех диодных мостов имеют одинаковые значения, то и токи выпрямительных мостов имеют одинаковые значения. Работа выпрямительных мостов проходит в стандартном режиме одинаковым для всех мостов. Токи и обратные напряжения диодов во всех выпрямительных мостах имеют одинаковые значения. Длительность протекания тока через диоды выпрямительных мостов составляет 2π/3. Так как фазные токи выпрямительных мостов сдвинуты друг относительно друга на угол в 15°, входной ток первичной обмотки трансформатора получается многоступенчатым по форме. Первой значащей высшей гармоникой в кривой потребляемого тока является 23 гармоника.Since the input voltages of all four diode bridges have the same values, the rectifier bridge currents have the same values. The work of rectifier bridges is in the standard mode the same for all bridges. The currents and reverse voltages of the diodes in all rectifier bridges have the same values. The duration of the current flow through the rectifier bridge diodes is 2π / 3. Since the phase currents of the rectifier bridges are shifted relative to each other by an angle of 15 °, the input current of the primary winding of the transformer turns out to be multi-stage in shape. The first significant harmonic in the current consumption curve is 23 harmonics.
Входной ток трехфазного трансформатора равняется:The input current of a three-phase transformer is equal to:
Iвых.тр.=Ix.х.+I* 5+I* 6+I* 7+I* 8,I outgoing tr. = I x.x. + I * 5 + I * 6 + I * 7 + I * 8 ,
где I* 5, I* 6, I* 7, I* 8 - фазные токи вторичных обмоток, приведенные к первичной; Iх.х. - ток холостого хода трансформатора.where I * 5 , I * 6 , I * 7 , I * 8 - phase currents of the secondary windings, reduced to primary; I h.h. - idle current of the transformer.
С выхода выпрямительных мостов постоянные напряжения поступают на индуктивные фильтры 12-15, выходы которых соединены с фильтрующим конденсатором 16, подключенным параллельно нагрузке Rн.From the output of the rectifier bridges, constant voltages are supplied to inductive filters 12-15, the outputs of which are connected to a filtering capacitor 16 connected in parallel to the load R n .
Основные преимущества, получаемые при построении выпрямителя по The main advantages obtained when constructing a rectifier by
двадцатичетырехфазной схеме с одним трехфазным трансформатором, это снижение пульсаций выпрямленного напряжения и значительное уменьшение массы и объема двадцатичетырехфазного выпрямителя. Кроме того при построении двадцатичетырехфазного выпрямителя по предложенной схеме обеспечивается низкое содержание высших гармоник в кривой тока, потребляемого выпрямителем, первой значащей гармоникой кривой потребляемого тока является 23 гармоника. Предложенная схема двадцатичетырехфазного выпрямителя обеспечивает такой режим работы, при котором напряжения на всех четырех диодных мостах выпрямителей имеют одинаковые значения, что позволяет получить одинаковые значения токов выпрямительных мостов, при этом длительность протекания тока через диоды выпрямительных мостов составляет 2π/3, что наиболее благоприятно для вентилей выпрямительных мостов, и позволяет получить кривую потребляемого тока из сети наиболее близкую к синусоиде.twenty-four-phase circuit with one three-phase transformer, this reduces the ripple of the rectified voltage and a significant decrease in the mass and volume of the twenty-four-phase rectifier. In addition, when constructing a twenty-four-phase rectifier according to the proposed scheme, a low content of higher harmonics is provided in the current curve consumed by the rectifier, the first significant harmonic of the current consumption curve is 23 harmonics. The proposed twenty-four-phase rectifier circuit provides a mode of operation in which the voltages on all four rectifier diode bridges have the same values, which allows to obtain the same rectifier bridge currents, while the current flow through the rectifier bridge diodes is 2π / 3, which is most favorable for valves rectifier bridges, and allows you to get the curve of the current consumption from the network closest to the sinusoid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121000/22U RU49658U1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121000/22U RU49658U1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU49658U1 true RU49658U1 (en) | 2005-11-27 |
Family
ID=35868242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005121000/22U RU49658U1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU49658U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520558C2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Twelve-phase transformer-coupled phase converter |
-
2005
- 2005-07-04 RU RU2005121000/22U patent/RU49658U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520558C2 (en) * | 2012-07-19 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Twelve-phase transformer-coupled phase converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Seixas et al. | A 12 kW three-phase low THD rectifier with high-frequency isolation and regulated DC output | |
| Singh et al. | An improved power-quality 30-pulse AC–DC for varying loads | |
| RU2673250C1 (en) | Semiconductor rectifier | |
| RU49658U1 (en) | TWENTY-FOUR PHASE RECTIFIER | |
| US20160126857A1 (en) | Autotransformer with wide range of, integer turns, phase shift, and voltage | |
| Abdollahi et al. | Application of pulse doubling in hexagon-connected transformer-based 20-pulse AC-DC converter for power quality improvement | |
| RU2564990C2 (en) | Three-phase voltage regulator | |
| JP6065375B2 (en) | Power converter and grid interconnection system using the same | |
| RU2767319C1 (en) | Source with recuperation of power of higher harmonics | |
| Gonçalves et al. | Three-phase unidirectional transformerless hybrid rectifier with boost converter | |
| Roginskaya et al. | Installed power of transformers for equivalent multiphase rectification circuits | |
| CA3011542C (en) | Filters for adjustable speed drives with low dc bus capacitance and methods of manufacture and use thereof | |
| Kim et al. | Output current balancing method for three-phase interleaved LLC resonant converter employing Y-connected rectifier | |
| Oguchi | Autotransformer-based 18-pulse rectifiers without using dc-side interphase transformers: Classification and comparison | |
| RU2687047C1 (en) | Compensated ac/dc converter | |
| RU122213U1 (en) | AUTO TRANSFORMER-RECTIFIER DEVICE | |
| RU2661890C1 (en) | Variable voltage converter in constant (variants) | |
| RU2788181C1 (en) | Low-voltage multiphase rectifier | |
| Choi et al. | A new unity power factor telecom rectifier system by an active waveshaping technique | |
| Kalpana et al. | Power quality improvement in switched mode power supplies using autoconnected transformer based 9-phase ac-dc converters | |
| UA24974U (en) | Ac current voltage regulator | |
| WO2022236114A1 (en) | Asymmetric delta multi-pulse transformer rectifier unit, and associated systems and methods | |
| Burgos et al. | Analysis of new 18-pulse direct symmetric autotransformer rectifiers with dual AC-voltage feeding capability | |
| RU2526093C1 (en) | Twelve-phase stepdown autotransformer converter of phase number | |
| RU2017121709A (en) | DC POWER CONVERTER TO AC POWER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070705 |