SU1001379A1 - Преобразователь переменного тока в посто нный - Google Patents

Description

(5.4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕААЕИНОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ

1

Изофетение относитс  к электротехнике и может быть использовано в других отрасл х народного хоз йства, где в качестве источников посто нного тока используютс  трехфазные источники переменного тока с разделенными выходными фазными обмотками совместно с резонансными индуктивно-емкостными контурами и вентильно-конденсаторными вьшр мител ми - умножител ми напр жени .

Известно устройство дл  питани  нагрузки , содержащее трехфазный источник переменного тока, управл емый трехфаэный двухполупериодный мостовой вьшр митель , к выходу которого подключена нагрузка, и шесть линейных дросселей. Мостовой выпр митель содержит три подключенные параллельно нагрузке цепочки , кажда  из которых состоит на двух полупроводниковых элементов, например двух тиристоров, между анодом одного и катодом другого которых ntx;ледовательно-согласно двв инейных дроссел , обща  точка соедини ни  которых подключена к соответствующему выходному выводу трехфазного источника питани 

В данном устройстве завышенное количество управл емых полупроводниковых элементов, равное шести, приводит к значительному усложнению блока управлени  ими. Сравнительно небольшой диа-пазон регулировани  напр жени  на нагрузке , максимальное значение которого не превьпиает амплитуду линейного напр жени  источника, ограничивает применение этого устройства в различных системах электропитани  С 1 3 .

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий трехфазный источник переменного тока, например трансформатор, три линейных дроссел , o&vfOTKa каждого из которых отводом от части витков разделена на две секции - первую и вторую, п ть конденсаторов , три из которых включены между I началом фазной обмотки трансформат ра и отводом от части витков соответствующих обмоток трех линейных дросселей , четвертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго линейных дросселей, два полупроводниковых элемента, например два диода , один из которых катодом подключен к концу первой фазной обмотки трансфор матора и концу обмотки первого линейного дроссел , а своим анодом подключен к концу второй фазной обмотки тран форматора и концу обмотки второго ли-1 нейного дроссел , а также блок контрол  напр жени  и управлени , при этом конец третьей фазной обмотки трансформ тора соединен с концом обмотки третьего линейного дроссел , а на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции, непосредственно соединенной с соответствующей фазной обмоткой трансформатора, обмотки линейных дросселей .по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора, непосредственно соединенного с соответствующей секцией обмогтч линейных дросселей 2 . Однако регулирование выпр мленного напр жени  на нагрузке осуществл етс  двум  тиристорами, что отрицательно сказываетс  на массе и габаритах блока управлени  иэ-за усложнени  схемы управлени  тиристорами по сравнению со схемой управлени  одним тиристором Кроме того, известное устройство имеет недосТЕГгочный диапазон регулировани  вьшр мленного напр жени  на нагрузке, максимальное значение которого равно всего лишь 21/3 (где К - коэффициент трансформашга обмоток линейных дросселей; Q - добротность индуктивно-емкостного резонансного контура; амплитуда фазного напр жени  на вторичных обмотках трехфазного тран форматора). Все это ухудщает энергетические показатели. Цель изобретени  - улучшение энерг тических показателей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь переменного тока в посто нный, содержащий трехфазный источник переменного тока с трем  раз деленными фазными обмотками, три линейных дроссел , обмотка каждого из к торых отводом от части витков разделе на на две секции - первую и вторую, п ть конденсаторов, три из которых вкл чены между началом фазной обмотки и о водом от части витков соответствующих бмоток трех линейных дросселей, четертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго лиейных дросселей, два диода, один из оторых катодом подключен к концу перой фазной обмотк 1 и концу обмотки перого линейного дроссел , а своим анодом одключен к концу второй фазной обмотки и концу обмотки второго линейного дроссел , а также блок контрол  напр ени  и управлени , при этом конец третьей фазной обмотки соединен с концом обмотки третьего линейного дроссел  , а на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции обмотки каждого линейного дроссел , непосредственно соединенной с соответствующей фазной обмоткой, по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора, непосредственно соединенного с соответствующей секцией обмотки упом нутых линейных дросселей, дополнительно снабжен тиристором , которыйсвоим анодом подключен через нагрузку к концу обмотки первого линейного дроссел , а катодом соединен с началом обмотки третьего линейного дроссел  и анодом другого диода , катод которого подключен к началу обмотки второго линейного дроссел , при этом п тый конденсатор включен между концами обмоток второго и третьего линейных дросселей. На чертеже изображена принципиальна  электрическа  схема преобразовател  переменного тока в посто нный. Преобразователь содержит трехфазный источник переменного тока со входными выводами 1-6 трех вторичных обмоток 7-9, три контура, каждый из которых вьтолнен соответственно на одной вторичной обмотке 7 (8,9) первой секции обмотки линейг1ых дросселей 10 (11, 12) и одном конденсаторе 13 (14, 15), два диода 16 и 17, два конденсатора 18 и 19, тиристор 2О, нагрузку 21 и блок 22 контрол  напр жени  и управлени  тиристорами. Диод 16 и соединенный с его анодом конденсатор 19 образуют одну последовательную цепочку, у которой катод диода 16 подключен к выводу 1 и нагрузке 21, анод диода 16 к выводу 3, а свободна  обкладка конденсатора 19 - к выводу 5 обмотки 9. Диод 17 и соединенный с его катодом конденсатор 18 образукгг другую последовательную цепочку, причем Вывод вто рой секции линейного дроссел  Ю подключен к свободной обкладке конденса51 тора 18, вывод второй секшш линейного дроссел  11 - к катоду диода 17, а вьшод второй секции линейного дроссел  12 - к аноду диода 17 и катоду тиристора 20, анод которого соединен с нагрузкой 21. Преобразователь переманного тока в посто нный работает следукщим образом . Кажда  вторична  фазна  обмотка 7 (8,9), конденсатор 13 (14,15) и перва  секци  линейного дроссел  1О(11,.12) образуют последоЬательные LC. -контуры, индуктивные и емкос ные сопротивлени  которых на частоте источника переменного тока равны по м дулю между собой, в результате чего в этих цеп х имеет место резонанс напр жений , при котором мгновенные значени напр жений на индуктивных и емкостных элементах равны по величине и противоположны по фазе. При добротности конту ра пор дка 20-ЗО падением напр жени  на индуктивном сопротивлении рассе ни  фазной обмотки 7 (8, 9) можно пренебречь и считать, что все напр жение пад ет на конденсаторе 13 (14, 15) и первой секции линейн ого дроссел  10 (11, 12), а амплитуды этих напр жений равн по модулю 01Е,ф . В результате использовани  трехфазного источника переменного тока, напр жени  на одинаковых .элементах всех трех контуров сдвинуты 120 эл. град. При закрытом тиристоре 20 электрома1 нитные процессы, имеющие место в преобразователе, происход т следующим офазом. При использовании отвода от части витков напр жение на каждом линейном дросселе 10 (11, 12) будет равно KGlEjj,. В промежуток времени, когда , мгновенное значение суммарного напр жени , складывак цеес  из мгновенных значений напр жений на линейных дроссел х 1О и 11, приложено к диоду 16 и положительно, зар жаетс  конденсатор 18донапр жени ,равного1/ЭК( по цепи: дроссель 11 - диод 16 - дроссел Ю - диод 18. В промежуток времени, в Течение которого мгновенное значение суммарного напр жени  на линейных дроссел х 11 и 12 приложено к диоду 17 и положите ьно, до напр жени , равного Т/ЭК QE, о дети: дроссель 12 диод 17 - дроссель 11 - диод 19 будет зар жатьс  конденсатор 19. При огг ытии тиристора 2 О линейный дроссель 11 оказываетс  включенным встречно двум другим линейным дроссел м Ю и 12-, 79 поэтому напр жение, прикладываемое к нагрузке, будет определ тьс  суммой напр жений на конденсаторах 18 и 19 и линейных дроссел х Ю -12, котора  равна 2 (1 + 1)KSE ф. Ток при этом течет по цепи: тиристор 2О - дроссель 12 - конденсатор 19 - дроссель - 11 конденсатор 18 - дроссель 10 - нагрузка 21. Блок 22 осуществл ет контроль напр жений на всех трех выходных обмотках 7,8 и 9 и на нагрузке 21, а также подачей импульсов на тирис 2О обеспечивает регулирование величины напр жени  на нагрузке 21. Схема управлени  тиристором 2 О может быть вьшолнена по любой из известных схем управлени .. Таким образом, преобразователь переменного тока в посто нный по срнвнению с прототипом имеет в два раза меньшее количество управл емых полупроводниковых элементов - тиристоров, что упрощает схему управлени  тиристором , массу и габатиры блока управлени  при одновременном увеличении более чем в 1,5 раза диапазона регулировани  выпр мленного напр жени  на нагрузке, что улучшает энергетические показатели . рмула изобретени  Преобразователь переменного тока в ПОСТОЯ1ШЫЙ, содержащий трехфазный источник переменного тока с трем  разделенными фазными обмотками, три г линейных дроссел , обмотка каждого из которых отводом от части витков разделена на две секции - первую и вторую, п ть конденсаторов, три из которых включены между началом фазной о& -ютки и отводс  от части витков соответствующих обмоток трех линейных селей, четвертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго линейных дросселей, два диода, один из которых катодом подключен к концу первой фазной обмотки ,и концу обмотки первого линейного дроссел , в своим анодом подключен к концу второй фаэной обмотки и концу обмотки второго линейного дроссел , а также блок контрол  напр жени  и управлени , при этомконец третьей фазной соединен с концом третьего линейного дроссел , а на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции обмотки каждого линейного

дроссел , непосредственно соединенной с соответствующей фазной о& юткой, по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора,непосредственно соединенного с соответствующей секцией обмотки упом нутых линейных дросселей, отличающийс   тем, что, с целью улучшени  энергетических показателей путем увеличени  диапазона регулировани  напр жегш  на нагрузке, он дополнительно снабжен тиристором, которой своим анодом подключен через нагрузку к концу обмотки первого линейного дроссел , а катодом

соединен с началом обмотки третьего линейного дроссел  и анодом другого диода , катод которого подключен к началу обмотки второго линейного дроссел , при этом п тый конденсатор включен между концами обмоток второго и третьего линейных дросселей.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 279784, кл. Н О2 М 7/12, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2918718, кл. Н О2 М 7/12, 28.04.8О.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный источник переменного тока с тремя разделенными фазными обмотками, три т линейных дросселя, обмотка каждого из которых отводом от части витков разделена на две секции - первую и вторую, пять конденсаторов, три из которых включены между началом фазной обмотки и отводом от части витков соответствующих “обмоток трех линейных дросселей, четвертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго линейных дросселей, два диода, один из которых катодом подключен к концу первой фазной обмотки ,и концу обмотки первого линейного дросселя, а своим анодом подключен к концу второй фазной обмотки и концу обмотки второго линейного дросселя, а также блок контроля напряжения и управления, при этомконец третьей фазной обмотки соединен с концом обмотки третьего линейного дросселя, а на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции обмотки каждого линейного дросселя, непосредственно соединенной с соответствующей фазной обмоткой, по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора,' непосредственно соединенного с соответствующей секцией обмотки упомянутых линейных дросселей, отличаюшийс я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем увеличения диапазона регулирования напряжения на нагрузке, он дополнительно снабжен тиристором, которой своим анодом подключен через нагрузку к концу обмотки первого линейного дросселя, а катодом соединен с началом обмотки третьего линейного дросселя и анодом другого диода, катод которого подключен к началу обмотки второго линейного дросселя,

   5 при этом пятый конденсатор включен между концами обмоток второго и третьего линейных дросселей.