RU83878U1 - Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока - Google Patents
Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU83878U1 RU83878U1 RU2009104210/22U RU2009104210U RU83878U1 RU 83878 U1 RU83878 U1 RU 83878U1 RU 2009104210/22 U RU2009104210/22 U RU 2009104210/22U RU 2009104210 U RU2009104210 U RU 2009104210U RU 83878 U1 RU83878 U1 RU 83878U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- windings
- terminals
- output
- power supply
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
1. Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока, содержащее электромагнитный источник шестифазного напряжения с двумя группами выходных трехфазных обмоток, первые выводы которых подключены к соответствующим группам зажимов питания нагрузок переменного тока и через управляемую схему выпрямления с электронными ключами - к плюсовому и минусовому зажимам питания нагрузок постоянного тока, соединенным через соответствующие первый и второй конденсаторы с нейтральным выходным зажимом, а также схему управления, выходы которой подключены к управляющим выводам электронных ключей, отличающееся тем, что управляемая схема выпрямления содержит шестифазный мостовой диодный выпрямитель, входные выводы которого через соответствующие дроссели соединены с первыми выводами выходных трехфазных обмоток, заземленными через соответствующие дополнительные конденсаторы, а также через электронные ключи, выполненные с двусторонней проводимостью, заземлены вместе со вторыми выводами указанных обмоток и нейтральным выходным зажимом. ! 2. Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что группы выходных трехфазных обмоток электромагнитного источника шестифазного напряжения выполнены со взаимным 30-градусным фазово-временным сдвигом, причем при использовании в качестве указанного источника трехфазного трансформатора с первичной трехфазной обмоткой, подключенной к питающей сети, каждая из обмоток второй группы его выходных обмоток содержит две последовательно соединенные между собой равновитковые секции, расположенные на различных п
Description
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при разработках автономных или вторичных систем электроснабжения, в частности -транспортных, на базе магистральных синхронных генераторов, а также стационарных, с питанием от трехфазной сети через трансформатор.
Известно устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока состоящее из многофазного синхронного генератора, выходные трехфазные обмотки которого подключены к двум группам зажимов питания нагрузок переменного тока и через трансформаторно-выпрямительный блок - к зажимам питания нагрузок постоянного тока (Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов под редакцией С.А.Грузкова. Том 1. Системы электроснабжения летательных аппаратов. - М.: Издательство МЭИ, 2005 г. - 568 с., стр.485, рис.14.4а).
Недостатком известного устройства комбинированного электропитания переменного и постоянного тока является низкое качество питающей электроэнергии, а именно:
большие нелинейные искажения (несинусоидальность) переменных напряжений и большие пульсации постоянных (выпрямленных) напряжений из-за воздействий диодных коммутаций в выпрямителях и импульсных возмущений со стороны нагрузок постоянного тока.
Известно устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока, содержащее многофазный синхронный генератор с двумя группами якорных трехфазных обмоток, выводы которых подключены к соответствующим группам зажимов питания нагрузок переменного тока и через управляемую схему выпрямления на базе тиристоров с фазовым управлением - к плюсовому и минусовому зажимам питания нагрузок постоянного тока, соединенные через соответствующие первый и второй конденсаторы с нейтральным выходным зажимом, а также схему управления, выходы которой подключены к управляющим выводам тиристоров (С.Резников, Д.Чуев. Эффективные структуры транспортных каналов генерирования постоянного повышенного напряжения с электротрансмиссионной системой запуска силовых установок. Ж.Силовая электроника, №2, 2006 г., с.24-25, стр.24, рис.1).
Недостатком известного устройства комбинированного электропитания переменного и постоянного тока является относительно низкое качество питающей электроэнергии, а именно:
а) большие нелинейные искажения (несинусоидальность) переменных напряжений и большие пульсации постоянных (выпрямленных) напряжений из-за воздействий тиристорных коммутаций в выпрямителях и импульсных возмущений со стороны нагрузок постоянного тока, а также
б) отсутствие симметрии относительно единой заземленной нейтрали из-за невозможности одновременного заземления нулевых точек якорных обмоток генератора, соединенных в звезду, и нейтрального выходного зажима (при отсутствии дополнительного развязывающего трансформатора).
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является последний из двух вышеуказанных известных устройств комбинированного электропитания переменного и постоянного тока.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение качества питающей электроэнергии, а именно: улучшение формы (снижение искажений и пульсаций) переменных и постоянных напряжений и их симметрии относительно единой заземленной нейтрали.
Указанный результат обеспечивается благодаря тому, что в устройстве комбинированного электропитания переменного и постоянного тока, содержащем электромагнитный источник шестифазного напряжения с двумя группами выходных трехфазных обмоток, первые выводы которых подключены к соответствующим группам зажимов питания нагрузок переменного тока и через управляемую схему выпрямления с электронными ключами - к плюсовому и минусовому зажимам питания нагрузок постоянного тока, соединенным через соответствующие первый и второй конденсаторы с нейтральным выходным зажимом, а также схему управления, выходы которой подключены к управляющим выводам электронных ключей, управляемая схема выпрямления содержит шестифазный мостовой диодный выпрямитель, входные выводы которого через соответствующие дроссели соединены с первыми выводами выходных трехфазных обмоток, заземленными через соответствующие дополнительные конденсаторы, а также через электронные ключи, выполненные с двусторонней проводимостью, заземлены вместе со вторыми выводами указанных обмоток и нейтральным выходным зажимом, а также благодаря тому, что группы выходных трехфазных обмоток электромагнитного источника шестифазного напряжения выполнены со взаимным 30ти - градусным фазово-временным сдвигом, причем при использовании в качестве указанного источника трехфазного трансформатора с первичной трехфазной обмоткой, подключенной к питающей сети, каждая из обмоток второй группы его выходных обмоток содержит
две последовательно соединенные между собой равновитковые секции, расположенные на различных попарно-чередующихся стержнях трехстержневого магнитопровода и имеющие каждая число витков, в √3 раз меньше, чем каждая обмотка первой группы.
По существу технический результат обеспечивается благодаря выполнению управляемой схемы выпрямления по схеме шестифазного выпрямителя с широтно-импульсным корректором коэффициента мощности со средней выходной точкой, эквипотенциальной с общей нулевой точкой выходных трехфазных обмоток электромагнитного источника.
Дополнительным техническим результатом предложения является расширение области его применения, а именно - не только в автономных системах электроснабжения на базе магистральных синхронных генераторов, но и во вторичных, с питанием от трехфазной сети через трансформатор. В последнем случае обычно используются две вторичные обмотки по схеме типа « звезда - треугольник », не имеющей общей нулевой точки для заземления вместе с нейтральным выходным зажимом.
Лабораторные испытания подтверждают возможность широкого промышленного использования предложенного устройства комбинированного электропитания переменного и постоянного тока.
На фиг. приведена принципиальная схема силовой части предлагаемого устройства комбинированного электропитания переменного и постоянного тока.
Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока содержит электромагнитный источник (1) шестифазного напряжения с двумя группами (2, 3) выходных трехфазных обмоток. Первые выводы обмоток подключены к соответствующим группам (4, 5) зажимов питания нагрузок переменного тока и через управляемую схему выпрямления (6) с электронными ключами (7) с двусторонней проводимостью на базе встречно соединенных транзисторов - к плюсовому (8) и минусовому (9) зажимам питания нагрузок постоянного тока, соединенным через соответствующие первый (10) и второй (11) конденсаторы с нейтральным выходным зажимом (12). Выходы схемы управления (13) подключены к управляющим выводам электронных ключей. Управляемая схема выпрямления содержит шестифазный мостовой диодный выпрямитель (14), входные выводы которого через соответствующие дроссели (15) соединены с первыми выводами выходных трехфазных обмоток, заземленными через соответствующие дополнительные конденсаторы (16), а также через электронные ключи заземлены
вместе со вторыми выводами указанных обмоток и нейтральным выходным зажимом. Группы выходных трехфазных обмоток электромагнитного источника шестифазного напряжения выполнены со взаимным 30ти - градусным фазово-временным сдвигом. Для этого в случае использования в качестве указанного источника трехфазного трансформатора с первичной трехфазной обмоткой (17), подключенной к питающей трехфазной сети, каждая из обмоток второй группы его выходных обмоток содержит две последовательно соединенные между собой равновитковые секции, расположенные на различных попарно-чередующихся стержнях трехстержневого магнитопровода и имеющие каждая число витков, в √3 раз меньше, чем каждая обмотка первой группы. В случае использования в качестве электромагнитного источника синхронного шестифазного генератора с роторным магнитоэлектрическим или электромагнитным возбудителем (18) с приводом постоянной частоты вращения (со) выходные, т.е.якорные обмотки могут быть реализованы аналогичным образом или по известной двухгрупповой схеме «звезда - звезда» со взаимным 30™ - градусным (в электрических градусах) пространственным сдвигом (по аналогии с прототипом). Схема управления (13) выполнена с возможностью широтно-импульсной модуляции своих выходных сигналов в функции соответствующих отклонений мгновенных значений токов в дросселях (15) и напряжений на дополнительных конденсаторах (16) от заданных синусоидальных форм с помощью цепей обратных связей.
Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока работает следующим образом. На первых выводах каждой из двух групп (2, 3) выходных трехфазных обмоток электромагнитного источника (1) шестифазного напряжения индуцируется трехфазная система ЭДС (Еа′b′с и Еа"b"с"). Взаимный 30ти - градусный фазово-временной сдвиг этих двух систем ЭДС обеспечивается тем, что, например, ЭДС Еа= является фазной по отношению к обмоткам группы 2, а ЭДС - линейной по отношению к двум последовательно соединенным между собой секциям одной из обмоток группы 3, т.к. секции расположены с пространственным сдвигом в 120 эл. градусов. При этом амплитуды ЭДС Ea′m и Еа"m равны между собой благодаря тому, что число витков каждой секции, а следовательно и ЭДС в ней в √3 раз меньше, чем число витков одной обмотки группы 2, тогда как линейная ЭДС для пары этих секций в √3 раз больше фазной ЭДС в каждой секции. Таким образом трехфазные и однофазные нагрузки переменного тока, подключенные к группам (4) и (5) выходных зажимов, могут использовать два трехфазных канала питания с единой заземленной нейтралью (зажимы 0 на фиг.).
При отсутствии нагрузок постоянного тока на выходных зажимах (8, 9), т.е. на
выходных выводах шестифазного мостового диодного выпрямителя (14) возникает постоянное напряжение ±U, по абсолютной величине равное удвоенному амплитудному значению амплитуды фазных ЭДС, т.е. U=2Eam, т.к. выпрямитель (14) с конденсаторами (10, 11) представляет собой известную многофазную схему удвоения амплитуды фазного напряжения (наподобие известного трехфазного Виенна-выпрямителя). При этом потенциалы выходных зажимов (8) и (9) симметричны относительно заземленного нейтрального выходного зажима (12) (с нулевым потенциалом), что дает возможность запитывать также нагрузки с напряжением 0.5U, существенно не нарушая симметрии потенциалов на зажимах (8) и (9) относительно заземленной нейтрали.
При подключении нагрузок постоянного тока из-за коммутаций диодов выпрямителя (14), а также из-за возможных импульсных возмущений со стороны нагрузок происходят отклонения мгновенных значений токов в дросселях (15) и напряжений на дополнительных конденсаторах (16) от заданных синусоидальных форм, соответствующих коэффициенту входной мощности выпрямителя близкому к единице. При этом существенно снижается качество питающей электроэнергии, а именно: возникают большие нелинейные искажения (несинусоидальность) переменных напряжений на зажимах (4, 5) и большие пульсации постоянных напряжений на зажимах (8, 9), а также повышается нескомпенсированная реактивная мощность, развиваемая дросселями (15). С целью демпфирования и компенсации указанных явлений с помощью цепей отрицательных обратных связей производится автоматическое широтно-импульсное регулирование выходных сигналов схемы управления (13), поступающих на управляющие выводы электронных ключей (7) способных с высокой частотой заземлять входные выводы выпрямителя, т.е. осуществлять широко известное повышающее импульсное широтно-импульсное регулирование (циклонвертирование в пределах каждого полупериода низкочастотных ЭДС обмоток 2, 3). Управление относительными длительностями выходных импульсных сигналов схемы (13) производится автоматически благодаря наличию датчиков тока и напряжения в фильтрующих цепочках с дросселями (15) и конденсаторами (16).
Claims (2)
1. Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока, содержащее электромагнитный источник шестифазного напряжения с двумя группами выходных трехфазных обмоток, первые выводы которых подключены к соответствующим группам зажимов питания нагрузок переменного тока и через управляемую схему выпрямления с электронными ключами - к плюсовому и минусовому зажимам питания нагрузок постоянного тока, соединенным через соответствующие первый и второй конденсаторы с нейтральным выходным зажимом, а также схему управления, выходы которой подключены к управляющим выводам электронных ключей, отличающееся тем, что управляемая схема выпрямления содержит шестифазный мостовой диодный выпрямитель, входные выводы которого через соответствующие дроссели соединены с первыми выводами выходных трехфазных обмоток, заземленными через соответствующие дополнительные конденсаторы, а также через электронные ключи, выполненные с двусторонней проводимостью, заземлены вместе со вторыми выводами указанных обмоток и нейтральным выходным зажимом.
2. Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что группы выходных трехфазных обмоток электромагнитного источника шестифазного напряжения выполнены со взаимным 30-градусным фазово-временным сдвигом, причем при использовании в качестве указанного источника трехфазного трансформатора с первичной трехфазной обмоткой, подключенной к питающей сети, каждая из обмоток второй группы его выходных обмоток содержит две последовательно соединенные между собой равновитковые секции, расположенные на различных попарно-чередующихся стержнях трехстержневого магнитопровода и имеющая каждая число витков, в √3 раз меньше, чем каждая обмотка первой группы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009104210/22U RU83878U1 (ru) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009104210/22U RU83878U1 (ru) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU83878U1 true RU83878U1 (ru) | 2009-06-20 |
Family
ID=41026343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009104210/22U RU83878U1 (ru) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU83878U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172182U1 (ru) * | 2016-12-21 | 2017-06-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Импульсный преобразователь напряжения |
-
2009
- 2009-02-09 RU RU2009104210/22U patent/RU83878U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172182U1 (ru) * | 2016-12-21 | 2017-06-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Импульсный преобразователь напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tarisciotti et al. | Modulated model predictive control for a seven-level cascaded H-bridge back-to-back converter | |
US5283726A (en) | AC line current controller utilizing line connected inductance and DC voltage component | |
US20100327793A1 (en) | Power transmission method and power transmission apparatus | |
de Freitas et al. | Performance evaluation of a novel hybrid multipulse rectifier for utility interface of power electronic converters | |
RU2673250C1 (ru) | Полупроводниковый выпрямитель | |
Ahmed et al. | Single-phase symmetric-bipolar-type high-frequency isolated buck-boost AC–AC converter with continuous input and output currents | |
US20140204614A1 (en) | Rectified high frequency power supply with low total harmonic distortion (thd) | |
JP3200283B2 (ja) | インバータ制御方法及びインバータ制御装置 | |
US9425696B2 (en) | Rectifying circuit and method for an unbalanced two phase DC grid | |
Toh et al. | DC traction power substation using eighteen-pulse rectifier transformer system | |
WO2006079968A2 (en) | Method and inverter for converting a dc voltage into a 3-phase ac output | |
RU83878U1 (ru) | Устройство комбинированного электропитания переменного и постоянного тока | |
RU2357352C1 (ru) | Трехфазный высоковольтный преобразователь переменного напряжения | |
RU2013120515A (ru) | Система электроснабжения | |
RU139772U1 (ru) | Трехфазный выпрямитель с улучшенными массогабаритными показателями | |
Singh et al. | Modeling & simulation of multi-pulse converters for harmonic reduction | |
Rivera et al. | Three-Phase AC-DC Converters with Passive, Active and Hybrid Current Injection Circuits-Part I | |
Biswas | A new static converter for the operation of three-phase motors on single-phase supply | |
RU2534749C1 (ru) | Обратимый преобразователь частоты | |
RU176888U1 (ru) | Полупроводниковый выпрямитель | |
Moussa et al. | Design and control of a diode clamped multilevel wind energy system using a stand-alone AC-DC-AC converter | |
Sarakhanova et al. | Cycloconverter based on bridge circuit for power supply systems of autonomous objects | |
RU63994U1 (ru) | Трехфазный инвертор тока | |
KR102269005B1 (ko) | 발전기 시스템 | |
Sarali et al. | Mitigation of harmonics using thyristor based 12 pulse voltage source PWM rectifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160210 |