SU1014109A1

SU1014109A1 - Three-phase ac voltage-to-dc voltage converter

Info

Publication number: SU1014109A1
Application number: SU813319288A
Authority: SU
Inventors: Ариф Гасан оглы Аслан-заде
Original assignee: Азербайджанский Политехнический Институт Им.Чингиза Ильдрыма
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-04-23

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор, начала первичных фазных обмоток которого подключены к входным выводам. а концы - к входу первого трехфазного мостового выпр мител , выполненного на управл емых вентил х, выводы посто нного тока которого соединены с одними выводами двух уравнительных реакторов, выполненных каждый в виде двух последовательно соединенных обмоток, причем общие точки соединени обоих реакторов св заны между собой , а другие выводы реакторов под- . ключены к разноименным электродам вентилей, свободные электроды которых объединены и подключены к нулевому входному выводу, вторичные фазные обмотки соединены в шестилучевую и подключены к второму и третьему i неуправл емым трехфазным мостовым (Л выпр мител м, соединенным параллельно по выходу, отличающийс тем, что, с целью уменьшени массогабаритных показателей, между общими точками соединени уравнительных реакторов включен сглаживающий дроссель .THREE-PHASE VOLTAGE VOLTAGE CONVERTER TO PERMANENT, containing a three-phase transformer, the beginnings of which primary phase windings are connected to the input terminals. and the ends to the input of the first three-phase bridge rectifier made on controllable valves, the DC outputs of which are connected to the same terminals of two equalization reactors, each made in the form of two series-connected windings, and the common connection points of both reactors are interconnected and other reactor leads are under-. The keys are connected to opposite electrodes of the valves, the free electrodes of which are combined and connected to the zero input terminal, the secondary phase windings are connected to a six-beam one and connected to the second and third i by uncontrolled three-phase bridge (L rectifiers connected in parallel along the output, characterized in that in order to reduce the weight and size parameters, a smoothing choke is included between the common points of connection of the equalization reactors.

Description

Изобретение относитс к преобразо вательной технике и может быть использовано пр,и многопульсном выпр млении трехфазного переменного напр жени . Известен преобразователь переменного напр жени в посто нное, содерж щий управл емый вентильный мост, к входу которого пoдклJ9чeнa первична обмотка трехфазного трансформатора, а к выходу - сглах ива1ощий дроссель и неуправл емый вентильный мост, к входу которого подключена вторична обмотка указанного трансформатора , а к выходу - нагрузка tl Этот преобразователь не обеспечивает 12-пульСного выпр млени , а форма тока, протекающего через сглаж вающий дроссель, содержит всего 6 пульсаций за период. Это преп тствует снижению габаритов дроссел . Известен преобразователь трехфазного переменного напр жени е посто нное , содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными , совместно с вентил ми, по схеме двенадцатипульснОго выпр мител , с первичными обмотками, подключенными одними выводами к фазным входным выводам,а другими - к входу управл емого вентильного моста, к вы ходу которого подключена индуктив-; на катушка, два дополнительных управл емых вентил , подключенных разноименными электродами к нулевому входному выводу, при этом общие точки электродов разноименных вентильных групп управл емого моста соедине ны кажда с одноименным свободным электродом одного из указанных допол нительных управл емых вентилей 2j Недостатком этого преобразовател вл етс то, что форма тока, протекающего через сглаживающий дроссель хот и содержит 12 пульсаций за пери од, однако по фазе пульсации этого тока, при строгой симметрии формы выпр мленного тока, отличаютс по амплитуде на величину разности , равной (2-УЗ)Зу„ Kvf, где амплитуда тока нагрузки, К - коэффициент трансформации. Наличие указанной модул ции в токе дроссел отрицательно сказываетс на его габаритах . Кроме того, преобразователь имеет неудовлетворительное использование по мощности трансформатора и вентилей. Известен преобразователь трехфазного переменного напр жени в посто нное , содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными , совместно с вентил ми, по схеме двенадцатипульсного выпр мител , с первичными обмотками, подключенными одними выводами к фазным выХОДНЦ1М выводам, а другими - к управл емым вентил м, образующим две разноименные группы, и дополнительные управл емые вентили, подключенные общей точкой разноименных электродов к нулевому входному выводу, кроме того, кажда обща точка электродов разноименных вентильных групп соединена с свободным электродом соответствующего дополнительного управл емого вентил через последовательно соединенные обмотки двух двухобмоточных уравнительных реакторов, причем общие точки каходой пары обмоток объединены между собой Этот преобразователь имеет лучшее использование по мощности трансформатора и вентилей за счет включени в схему уравнительных реакторов. Однако применение последних одновременно и дл сглаживани пульсаций выпр мленного тока приводит, вследствие роста сечени магнитопровода, к существенному увеличению их габаритов , а включение отдельного сглаживающего дроссел в цепь нагрузки приводит при сильноточном выпр млении к еще большому увеличению габаритов этого дроссел . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс преобразователь переменного напр х(вни в посто нное, содержащий трансформатор с вторичнши фазными обмоткамиv подключенными к выпр мителю, с первичными фазными обмотками, подключенными одними одноименными выводами к фазным входным выводам, а другими к входу трехфазного управл емого вентильного моста, обща точка катодов (анодов) которого подключена к катоду (аноду; дополнительного управл емого вентил через уравнительный реактор, причем обща точка разноименных электродов дополнительных управл емых вентилей подключена к нулевому входному выводу С t . Недостаток известного преобразовател заключаетс в большом значении массогабаритных показателей из-за того, что-уравнительный реактор в нем 1 выполн ет также функции сглаживающего дроссел , Целью изобретений вл етс уменьшение массо-габаритных показателей. Эта цель достигаетс тем, что в преобразователе трехфазного перемен ного напр жени в посто нное , содержащем трехфазный трансформатор, начала первичных фазных обмоток которого под к/тючены к входным выводам, а концы - к входу первого трехфазного мостового выпр мител , выполненно го на управл емых вентил х, выводы посто нного тока которого соединены с одними выводами двух уравнительных реакторов, выполнейных каждый в виде двух последовательно соединенных обмоток, причем общие точки соединени обоих реакторов св заны меж ду собой, а другие выводы реакторов подключены к разноименным электродам вентилей, свободные электроды которых объединены и подключены к нулевому входному выводу, вторичные фазные обмотки соеди 1ены в шестилучёвую звезду и подключены к второму и третьему неуправл емым трехфазным мостовым выпр мител м, соединенным параллельно по выходу, между общими точками соединени указанных уравнительных реакторов включен сглаживающий дроссель. На фиг. 1 приведенапринципиальна схема преобразовател ; на фиг. 2 - вариант его возможного осуществлени . Преобразователь содержит трехфазный трансформатор 1с первичными фаз ными обмотками 2-, подключенными на чалами к фазным входном выводам А,В, С, а концами - к входу первого трехфазного мостового выпр мител на управл ек||рх вентил х 5-tО, выводы посто ннбго .тока которого соединены с одними выводами двух уравнительных реакторов, один из которых выполнен в виде двух последовательно соединен ных обмоток 11 и 12, а другой - в виде двух последовательно соединенны обмоток 13 и . Другие выводы указанных реакторов подключены к разноименным электродам вентилей 15 и 16, свободные электроды которых объединены и подключены к нулевому входному выводу 0. Вторичные фазные обмотки соединены в шестилучевую звезду и подключены к второму и третьему трехфазным мостовым выпр мител м на диодах 23-3+. Указанные вы094 пр мители соединены Нараллел но, к их выводам подключаетс нагрузка Сглаживающий дроссель 36 вкг очен между общими точками соединени обмоток 11, 12и13, If. Соотношение чисел витков вторичных фазных обмоток , подключенных к разным выпр мительным мостам, равно 0,732. Устройство работает следукздим образом . В любой момент времени пёрвичнцй ток трансформатора 1 протекает через обе обмотки одного из уравнительных реакторов, например, через обмотки 11 и 12 или 13 и k и одну из обмоток другого уравнительного реактора, соответственно 13 или 11. Когда один из уравнительных реакторов обеспечивает деление протекающего через его обмотки тока на две равные части, то другой насыщаетс и пропускает через свою обмотку сумму этих .токов. В результате форма тока, протекаг:иего через сглаживающий дроссель 36, включенный между средними выводами обмоток уравнительных реакторов, содержит 12 симметричных-пульсаций, повтор ющих форму тока на нагрузке. Очередность включени вентилей преобразовател : , 5-16-10, 5-10-15, 15-10-7, 7-10-16, 7-16-6, 7-6-15, 15-6-9, 9-6-16, 9-16-8, 9-8-15. Преобразователь (фиг. 2) содержит трехфазный трансформатор 37 с первичными фазными обмотками 38-jO , подключенными началами к фазным входным выводам А, В,.С, а концами - к входу управл емого вентильного Mocta на тиристорах 1-i6, обща точка катодов (анодов) которых через уравнительный реактор с обмотками kj и 8 (Э и 50) подключена к катоду (аноду) тиристора 51 (52), анод (катод) которого соединен с нулевым входным, выводом О через первичную обмотку 53 однофазного трансформатора 5. Вторичные фазные обмотки 55-58 обоих трансформаторов соединены концами в общую точку, а началами подключены к входу четырехфазного выпр мительного моста на вентил х 59-66, к выходу которого подключена нагрузка 67. Мехаду средними выводами обмоток i7, 18 и Э, 50 уравнительных реакторов включен сглаживающий дроссель 68. Функции сглаживающего дроссел выполн ютс в этой схеме аналогично приведенной на фиг. 1, причем часто5lOlMThe invention relates to a conversion technique and can be used with a multi-pulse rectifier and a three-phase alternating voltage. Known inverter alternating voltage to constant, containing conductive controllable valve bridge, to the input of which podklJ9chena primary winding three-phase transformer, and to the output - sglah iva1oschy throttle and uncontrolled emy valve bridge, to the input of which is connected to the secondary winding of said transformer, and to the output - load tl This converter does not provide 12-pulse rectification, and the form of the current flowing through the smoothing choke contains only 6 pulsations per period. This prevents the reduction of droplet dimensions. A three-phase alternating voltage converter is constant, containing a three-phase transformer with secondary windings connected, together with valves, according to a twelve-pulse rectifier circuit, with primary windings connected by one terminal to the phase input terminals, and the other to the input of a controlled valve the bridge to which you go inductive; on the coil, two additional controlled valves connected by opposite electrodes to the zero input terminal, while the common points of the electrodes of the opposite valve groups of the controlled bridge are connected to the same free electrode of one of the above optional controlled valves 2j The disadvantage of this converter is that the shape of the current flowing through the smoothing choke, although it contains 12 pulsations during the period, however, in the pulsation phase of this current, with a strict symmetry of the shape, is straightened of the current, differ in amplitude by the magnitude of the difference, equal to (2-UZ) Kvf, where the load current amplitude, K is the transformation ratio. The presence of this modulation in a throttle current adversely affects its dimensions. In addition, the converter has an unsatisfactory use of the transformer and valves. The known converter of a three-phase alternating voltage to a constant, containing a three-phase transformer with secondary windings, connected, together with valves, according to the twelve-pulse rectifier circuit, with primary windings, connected by one outputs to the phase VOKhTNTs1M conclusions, and the other to controllable valves , forming two opposite groups, and additional controlled valves, connected by a common point of opposite electrodes to the zero input terminal, moreover, each common point of the electrodes is different The connected valve groups are connected to the free electrode of the corresponding additional controlled valve through the series-connected windings of two two-wind equalization reactors, and the common points of the pair of windings are connected to each other This converter has the best use of transformer power and valves by including equalizing reactors in the circuit. However, the use of the latter at the same time for smoothing the pulsations of the rectified current leads, due to the growth of the cross section of the magnetic circuit, to a significant increase in their dimensions, and the inclusion of a separate smoothing throttle in the load circuit leads to a large increase in the size of this throttle during a high current rectification. The closest in technical essence to the invention is an alternating voltage converter (see permanent, containing a transformer with secondary phase windingsv connected to a rectifier, with primary phase windings connected by the same terminals to the phase input terminals, and others to the three-phase control input valve bridge, the common point of the cathodes (anodes) of which is connected to the cathode (anode; an additional controlled valve through a balancing reactor, and the common point of the opposite electrons) The additional control valve electrodes are connected to the zero input terminal C t. A disadvantage of the known converter is the large value of the mass and size parameters due to the fact that the equalization reactor in it 1 also performs the functions of a smoothing throttle. The aim of the inventions is to reduce the mass and size parameters This goal is achieved by the fact that in the converter of a three-phase alternating voltage into a constant voltage containing a three-phase transformer, the beginnings of the primary phase windings of which are connected to / t to the input pins, and the ends to the input of the first three-phase bridge rectifier, made on controlled valves, the DC outputs of which are connected to one of the findings of two equalizing reactors, each in the form of two series-connected windings, and common connection points Both reactors are interconnected, while other reactor leads are connected to opposite valve electrodes, the free electrodes of which are combined and connected to the zero input terminal, the secondary phase windings are connected into a six-star and are connected to the second and third uncontrolled three-phase bridge rectifiers connected in parallel along the outlet, a smoothing choke is connected between the common points of connection of these equalization reactors. FIG. 1 shows the principle converter circuit; in fig. 2 is a variant of its possible implementation. The converter contains a three-phase transformer 1 with primary phase windings 2- connected at the beginning to the phase input terminals A, B, C, and the ends to the input of the first three-phase bridge rectifier on the control of || px valves 5-tО, the outputs are constant The current of which is connected to one of the conclusions of two equalization reactors, one of which is made in the form of two series-connected windings 11 and 12, and the other in the form of two series-connected windings 13 and. Other terminals of these reactors are connected to opposite electrodes of valves 15 and 16, the free electrodes of which are combined and connected to zero input terminal 0. Secondary phase windings are connected to a six-star and connected to the second and third three-phase bridge rectifiers on diodes 23-3 +. These terminals are connected to Narrallel, a load is connected to their terminals. The smoothing choke 36 vkg is very wide between the common connection points of the windings 11, 12 and 13, If. The ratio of the number of turns of the secondary phase windings connected to different rectifying bridges is 0.732. The device works in the following way. At any time, the fast current transformer 1 flows through both windings of one of the equalization reactors, for example, through windings 11 and 12 or 13 and k and one of the windings of the other equalization reactor, respectively 13 or 11. When one of the equalization reactors ensures the division of the flowing through its current winding into two equal parts, the other is saturated and passes through its winding the sum of these currents. As a result, the shape of the current flowing through the smoothing choke 36, connected between the middle leads of the windings of the equalization reactors, contains 12 symmetric pulsations, repeating the shape of the current on the load. The sequence of switching on the converter valves: 5-16-10, 5-10-15, 15-10-7, 7-10-16, 7-16-6, 7-6-15, 15-6-9, 9- 6-16, 9-16-8, 9-8-15. The converter (Fig. 2) contains a three-phase transformer 37 with primary phase windings 38-jO, connected to the phase input terminals A, B, .C, and the ends to the input of the controlled Mocta on thyristors 1-i6, the common point of the cathodes ( anodes) which through an equalization reactor with windings kj and 8 (E and 50) is connected to the cathode (anode) of thyristor 51 (52), the anode (cathode) of which is connected to zero input, output O through the primary winding 53 of single-phase transformer 5. Secondary phase windings 55-58 of both transformers are connected by ends to a common point, and the beginnings are connected to the input of a four-phase rectifying bridge on valves 59-66, to the output of which load 67 is connected. The mehad is provided by the middle terminals of windings i7, 18 and E, 50 of the balancing reactors 68 is used to smooth the throttle in this The circuit is similar to that shown in FIG. 1, and often 5lOlM

та пульсаций дроссел также равна 12- i где f - частота сети.This drossel pulsation is also equal to 12 i where f is the mains frequency.

Очередность включени тиристоров преобразовател : 51-1t- 1, И-44-52, s 1 1-52-46, , , З-+б-52 , 1 3-52-12, , , |5-42т52, kSS2-, .The sequence of switching on the thyristors of the converter: 51-1t- 1, I-44-52, s 1 1-52-46,,, Z- + b-52, 1 3-52-12,,, 5-42t52, kSS2- ,

Таким образом, в преобразователе (относительно известных) уменьшение о габаритов сглаживающего дроссел реализуетс за счет новой схемы егоThus, in the converter (relatively known), the reduction of the dimensions of the smoothing throttle is realized due to the new scheme of its

094094

включени в цепь первичного тока, при котором обеспечиваетс не только уменьшение пропорционально коэффициенту трансформации величины протекающего через дроссель тока (в случае низковольтного выпр млени ), не только увеличение числа пульсаций этэго тока, но и симметрирование его фор .мы, т,.е. повышение вдвое частоты пульсации . Последний из указанных факторов , независимо от других, обеспечивает уменьшение габаритов дроссел .switching on the primary current in the circuit, in which not only a reduction is proportional to the transformation ratio of the current flowing through the choke (in the case of low-voltage rectifying), not only an increase in the number of pulsations of this current, but also balancing its shape, t ,.e. double the ripple frequency. The last of these factors, regardless of the others, provides a reduction in the size of the throttles.

ОABOUT

Фиг1Fig1

Claims

THREE-PHASE AC VOLTAGE CONVERTER TO CONSTANT, containing a three-phase transformer, the beginnings of the primary phase windings of which are connected to the input terminals, and the ends - to the input of the first three-phase bridge rectifier, made on controlled gates, the DC terminals of which are connected to one terminals of two equalizing reactors each made in the form of two series-connected windings, and the common connection points of both reactors are interconnected, and the other conclusions of the reactors are sub-. connected to the opposite electrodes of the valves, the free electrodes of which are combined and connected to the zero input terminal, the secondary phase windings are connected to a six-beam star and connected to the second and third g uncontrolled three-phase bridge rectifiers connected in parallel to the output, characterized in that, in order to reduce overall dimensions, between the common points of the connection of equalization reactors included smoothing dros-; village

SU „„ 1014109

1 1014109 i