SU1035755A1 - Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage - Google Patents

Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage Download PDF

Info

Publication number
SU1035755A1
SU1035755A1 SU813311053A SU3311053A SU1035755A1 SU 1035755 A1 SU1035755 A1 SU 1035755A1 SU 813311053 A SU813311053 A SU 813311053A SU 3311053 A SU3311053 A SU 3311053A SU 1035755 A1 SU1035755 A1 SU 1035755A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bridge
valve
frequency
output voltage
section
Prior art date
Application number
SU813311053A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Михайлович Репин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1427
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1427 filed Critical Предприятие П/Я А-1427
Priority to SU813311053A priority Critical patent/SU1035755A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1035755A1 publication Critical patent/SU1035755A1/en

Links

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

1. МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОСТОЯННОЕ с п -кратной частотой.пульсации, содержащий Ми.исходных источников :дйЗосдвинутых: ЭДС при числе , формируемых, например, на разделенных на секции вентильных обмотках трансформатора, автотрансформатора, электрической машины, сфазированных генераторов, которые соединены между собой последовательно и топо- . логически образуют правильный замкнутый Г-гранник с числом , где ,3f..., и вентилей, соединенных в Лур чейковый вентильный мост, вь1воды которого по переменному току подключены посредством линий к Г-граннику, а выводы по посто нному току  вл ютс  выходами устройства , отличающийс  тем, что, с целью снижени  уровн  пульсации выходного напр жени , южда  секци  вентильных обмоток снабжена двум  отводами, к которым подключены Лц исходных и Л Л дополнительно введен шх линий, причем последние подключены к дополнительно введенным , вентил м, собранным в Л - чейковый вентильный мост, который гго цепи посто нного тока соединен параллельно однопол рно с исходным мостом и совместно с ним образует Л 2Л.1- чейковый вентильный мост.1. BRIDGE VOLTAGE VOLTAGE CONVERTER CONSTANT with n -frequency connectors between each other consistently and topo-. logically form a regular closed G-cell with a number where, 3f ..., and valves connected to the Lur-cell gate bridge, whose AC leads are connected via lines to the G-face and the DC outputs are the outputs of the device , characterized in that, in order to reduce the output voltage ripple level, the outer section of the valve windings is equipped with two taps to which the initials Lz are connected and LL additional wired lines, the latter connected to the additionally inputted, Collected in the L - cheykovy valve bridge which MGO circuit DC connected in parallel uni-angles with the source bridge and together with it forms 2L.1- cheykovy A valve bridge.

Description

2, Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, «то, с целью удвоени  кратности частоты пульсации выходного напр жени , каждый введенный -отвод равноудален от.ближнего к нему кра  секции вентильной об1035755 .2, the converter according to claim 1, wherein, in order to double the frequency ratio of the output voltage ripple, each input is equal to the distance from the adjacent edge of the valve section region.

мотки, причем с числом витков (К) от кра , равным О,25/cos в относительно общегр числа витков секции, где ( - полпериода .огибающей выходного напр жени ; - кратность частоты пульсации.coils, moreover, with the number of turns (K) from the edge equal to O, 25 / cos in a relatively common number of turns of the section, where (is a half-period of the bending output voltage; is the multiplicity of the pulsation frequency.

, , 1 Изобретение относитс  к электротехнике , . в частности к преобразовательной технике, и может быть исполь зовано в качестве источника электро питани  посто нного тока с повьшенной кратностью частоты пульсации. Известны мостовые преобразователи трехфазного переменного тока в ПОСТОЯННЫЙ с П-кратной частотой пульсации, содержащие силовой трехфазный трансформатор, снабженный одной основной (центральной) вторичной (схемной) обмоткой, соединенной в звезду, и р дом подключенных соответ ствующим образом к ее свободным кон цам дополнительных и вспомогательных секций схемных обмоток с отводами. Соединенные обмотки топологически образуют незамкнутый многоугольник, к которому посредством Л линий подключен Л-   чей ко вый вентильный мост. BыxoJt его по посто нному току  вл етс  выходом преобразовател . Достоинством известных преобразователей  вл етс  возможность построени  на одном трехфазном транс форматоре схемной структурыj обеспечивающей теоретически любую частотную кратность пульсации С 13-(J3 Однако снижение уровн  и повышен частоты пульсации достигаетс  путем введени  большого числа вспомогател ных обмоток и отводов от них при большом разнообразии чисел их витков , что значительно усложн ет схему и конструкцию преобразователей и  вл етс  существенным их недостатком . К числу недостатков относ тс  также большое число витков силовых (схемных) обмоток, обусловленное тем, что при больших значени  П цен ральна  трех{1)азна  обмотка дублирует остальные части обмоток, топологически включенные параллельнр основной , в св зи с чем  вл етс  практически лишней, и, как следствие этого, значительный расход активных материалов (меди, стали, алюмини  и пр.) в таком доминирующем по весу и габаритам функциональном устройстае преобразователей, каким  вл етс  силовой трансформатор; сложность схемных соединений, конструкции и технологии изготовлени ; существенно пониженна  (по отношению к теоретически ожидаемой) частота . пульсации ёыходного напр жени  и повышенный ее уровень из-за сильного про влени  асимметрии, привод ща  к увеличению массы и объема сглаживающих фильтров. Следствием всего  в/ь ютс  повышенные потери энергии, сравнительно низкие КПД и надежность, повышенна  стоимость. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  мостовой преобразователь переменных, напр жений в посто нное с П| -кратной частотой пульсации, содержащий М исходных.источников преобразуемых ЭДС, формируемых, например , на разделенных на секции схемных обмотках преобразовательного трансформатора, электрической машины , которые соединены между собой последовательно согласно и топологически образуют правильный замкнутый многоугольник (Г-гранник) и вентилей, собранных в Л - чейковый вентильный мост, выводы которого по переменному току подключены посредством линий к Г-граннику, а выводы по посто нному току  вл ютс  выходными выводами преобразовател С . Недостатком известного устройства  вл ет с  относительно небольшое равное ir/) число формируемых им диагональных ЭДС, как следствие , сравнительно высокий уровень и относительно низка  (равна  ,5 ( 3(1)1г) кратность частоты пульса ции переменной составл ющей выходного напр жени . Цель изобретени  - снижение уровн  пульсации выходного напр жени , а также удвоение ее частоты. Эта цель достигаетс  тем, что в мостовом преобразователе переменны напр жений в посто нное с Пу -кратной частотой пульсации, содержащем ис ходных источников фазосдвинутых ЭДС при числе М , формируемых, например на разделенных на секции вентиль ных обмогках трансформатора, автотрансформатора , электрической маuiHhftt , сфазированных генераторов, которые соединены между собой последовательно и топологически образуют правильный замкнутый Г-гранник с чис лом граней , где ,3..., и вентилей, соединенных в Лц- че ковый вентильный мост, выводы которо го по переменному току подключены -. посредством линий к .Г-граннику, а выводы по посто нному току  вл ютс  выходами устройства, кажда  секци  вентильных обмоток снабжена двум  отводами, к которым подключены Яи исходных и дополнительно введенных линий, причем последние подключены к дополнительно введенным вентил м, собранным в Л- чей ковый вентильный мост, который по це пи посто нного тока соединен параллельно однопол рно с исходным мостом и совместо с ним образует Л 2П  чейковый вентильный мост. Кроме того, каждый введенный отвод равноудален от ближнего к нему кра  секции вентильной обмотки, причем с числом витков К от кра , равт ным 0,25/cos Q относительно общего числа витков секции, где ( - пол периода ог ибающей выходного напр жени ; - кратность частоты пульсации На фиг.|1 а приведена принципиальна  ; схема 8 -  чейкового мостового преобра зовател , построенного на основе гранника; на фиг. 16 - соответствующа  ему векторна  диаграмма формировани  диагональных ЭДС, образующих выходное напр жение; на фиг. 2 и 3 - примеры реализации устройства, построенного на основе 6- и 12-гранников. Мостовой преобразователь (фиг.Т) содержит М(2 исходных источников переменных ЭДС, сдвинутых по фазе относительно друг друга наЭО эл.град. (ортогонально). Эти ортогональные ЭДС формируютс  на двух схемных обмотках 1 преобразовательного трансформатора (сетевые обмотки его на фиг. 1 не показаны) или обмотках 1 электрической машины. . Кажда  из двух обмоток разделена на две секции: 2.1; 3.1; .1; 5.1, которые, будучи соединенными между собой последовательно, топологически образуют правильный замкнутый Г-гранник . Секции 2.1; 3.1; .1; 5.1 имеют по два отвода (2.2; 2.3; 3.2; 3.3; .2; .З; 5.2; 5.3), которые посредством Л линий 6 () подключены к Л- чейковому вентильному мо- сту 7, k выходам 8 и 9 которого по посто нному току,  вл ющимс  выходами преобразовател , подключена нагрузка 10.. При этом каждый отвод выполнен , в частности, с числом витков от ближнего к отводу кра  соответствующей секции равным D,25/cos Q от общего числа витков секции, где ,5 -полпериода огибающей выходного напр жени . Лини  Т1 соединена с анодом вентил  12, катод вентил  13 - с линией И. Вентили 15 и 1б вход т в вентильный мост 7. На фиг. 16 векторы 17.1-20.3 по сн ют работу устройства, котора  осуществл етс  следующим образом. Две исходные ортогонал| ные ЭДС, поделенные кажда  на две секции и соединенные в правильный замкнутый f-rpaHHHK (в квадрат) формируют две диагональные ЭДС - векторы 17.1-19.1; 18.1-20.1 (.(-1)- Vl«2). При работе этих ЭДС на - чейковый вентильный мост на его выходе формируетс  пульсирующее незнакопеременное напр жение .1) с амплитудой Suqjfc, равной модулю вектора диагональной ЭДС (ДЭДС) 17.1-19.1. Кратность частоты пульсации при этом составл ет П,СЗ-(-Х) , а ее уровень равен йОц(Un/nottc iMM+i Юммокс j1-cb©K c0545rO ,«3 относительно Этот уровень относител но среднего значени  U выходного напр жени  U (коэффициент пульсации К) составл ет Qtg(Q/2)., 1 The invention relates to electrical engineering,. in particular, to converter equipment, and can be used as a source of direct current power supply with a higher frequency rate. Three-phase alternating current bridge converters with a P-frequency pulsation frequency are known, containing a three-phase power transformer equipped with one main (central) secondary (circuit) winding connected in a star, and a number of additional and additional connected to its free ends. auxiliary sections of circuit windings with taps. Topologically, the connected windings form an open polygon to which an L-gate bridge is connected by means of L lines. Its direct current output is the output of the converter. An advantage of the known converters is the possibility of constructing a circuit structure on one three-phase transformer that provides theoretically any frequency ratio of C 13- pulsation (J3) However, a decrease in level and an increased frequency of pulsation is achieved by introducing a large number of auxiliary windings and taps from them with a large variety of numbers of turns. , which significantly complicates the design and construction of the transducers and is their significant drawback. The drawbacks also include a large number of turns in power (circuit) windings, due to the fact that for large values of P, the center has three (1) as a winding, it duplicates the remaining parts of the windings that are topologically connected parallel to the main one, which is therefore almost unnecessary, and, as a result, consumption of active materials (copper, steel, aluminum, etc.) in such a dominant in weight and dimensions functional device converters, which is a power transformer; the complexity of circuit connections, design and manufacturing technology; significantly reduced (in relation to the theoretically expected) frequency. Output voltage ripple and its increased level due to strong asymmetry, leading to an increase in the mass and volume of the smoothing filters. The consequence of all is that the energy losses, the relatively low efficiency and reliability, and the increased cost are all increased. The closest to the proposed is a bridge converter of variables, voltages in constant with P | -fold pulsation frequency, containing M source sources of convertible EMFs, formed, for example, on the circuit windings of a converter transformer, electrical machine, which are interconnected in series consistently and topologically form a regular closed polygon (G-face) and gates assembled in L - a cell valve bridge, whose AC terminals are connected via lines to the G-socket, and the DC terminals are output terminals of the converter l c. A disadvantage of the known device is with a relatively small ir /) number of diagonal emfs generated by it, as a result, a relatively high level and a relatively low (equal to 5 (3 (1) 1g) frequency ratio of the variable component of the output voltage. the invention is to reduce the output voltage ripple level, as well as doubling its frequency. This goal is achieved by the fact that in a bridge converter voltage voltages are constant with a constant frequency pulsation containing the original sources of phase shift In the case of the number M, formed, for example, on transformer, autotransformer, electric mauiHhftt, phased generators, divided into sections, phased generators, which are interconnected in series and topologically, form a regular closed H-face with the number of faces, where, 3 ... and valves connected to an LC valve bridge, the AC terminals of which are connected - by means of lines to the H-junction box, and the DC outputs are device outputs each section of the winding sleepers It has two branches, to which the Yi of the source and additional input lines are connected, the latter being connected to the additionally introduced valves assembled into an L-valve bridge that is connected in parallel with the original bridge in parallel with the DC bridge and together with it forms a 2P cell valve bridge. In addition, each input tap is equidistant from the edge of the valve winding section nearest to it, moreover, with the number of turns K from the edge equal to 0.25 / cos Q relative to the total number of turns of the section, where (- is the period of the limiting output voltage; - the multiplicity of the pulsation frequency is shown in Fig. 1a, the diagram 8 is a cell bridge converter constructed on the basis of a faceted face, and Fig. 16 is the corresponding vector diagram of the formation of diagonal EMF forming the output voltage; Fig. 2 and 3 are implementation examples The TWA is constructed on the basis of 6- and 12-facets. The bridge transducer (Fig.T) contains M (2 initial sources of EMF variables that are phase-shifted relative to each other on the electrically EEG. (orthogonal). These orthogonal EMFs are formed on two circuit the windings 1 of the converter transformer (its network windings are not shown in Fig. 1) or the windings 1 of the electric machine .. Each of the two windings is divided into two sections: 2.1; 3.1; .one; 5.1, which, being interconnected in series, topologically form a regular closed Γ-face. Section 2.1; 3.1; .one; 5.1 each have two taps (2.2; 2.3; 3.2; 3.3; .2; .З; 5.2; 5.3), which are connected via L lines 6 () to L-cell valve bridges 7, k to outputs 8 and 9 of which Direct current, which is the output of the converter, is connected to a load of 10 .. In addition, each tap is made, in particular, with the number of turns from the edge of the corresponding section closest to the tap equal to D, 25 / cos Q of the total number of turns of the section, where, 5 - half period of the output voltage. The line T1 is connected to the anode of the valve 12, the cathode of the valve 13 is connected to the line I. The valves 15 and 1b enter the valve bridge 7. In FIG. 16 vectors 17.1-20.3 illustrate the operation of the device, which is performed as follows. Two source orthogonal | Each EMF divided into two sections and connected into a regular closed f-rpaHHHK (squared) form two diagonal EMF - vectors 17.1-19.1; 18.1-20.1 (. (- 1) - Vl «2). When these EMFs are in operation, a cell – valve gate bridge at its output generates a pulsating non-alternating voltage .1) with an amplitude Suqjfc equal to the modulus of the diagonal EMF vector 17.1-19.1. In this case, the frequency of the pulsation is P, NW - (- X), and its level is equal to YON (Un / nottc iMM + i Hummox j1-cb © K c0545rO, "3 relative to this level relative to the average value U of the output voltage U (ripple factor K) is Qtg (Q / 2)

32,5. Фазовый сдвиг ДЭДС равен32.5. The phase shift DSED is

При подключении 8- чейкового вентильного моста к отводам 2.2; 2,3l 3.2; 3.3; t.Z; «.3; 5.2; 5.3 схемных обмоток 1 на нагрузке 10 формируетс  пульсирующее незнакопеременное напр жение Uja образуемое новыми диагональными ЭДС - векторами 17.2-19.2; 18.3-20.3; 18.2-20.2; 19.3-17.3. Эти ДЭДС сдвинуты по фазе относительно друг друга нд определенный угол, .завис щий от числа витков отводов относительно общего числа витков секции. При амплитудно-фазовой симметрии ЭДС этот угол равен 2й 2Г/П 2Г/2Г 180Л +5 Амплитуда выходного напр жени  U равна в пределах этого угла модулю вектора соответствующей ДЭДС.When an 8-cell valve bridge is connected to the taps 2.2; 2,3l 3.2; 3.3; t.Z; “.3; 5.2; 5.3 of the circuit windings 1 on the load 10, a pulsating alternating alternating voltage Uja is formed by the new diagonal EMF - vectors 17.2-19.2; 18.3-20.3; 18.2-20.2; 19.3-17.3. These DEDS are phase-shifted relative to each other. A certain angle depends on the number of turns of taps relative to the total number of turns of the section. With an emf of amplitude and phase symmetry, this angle is equal to 2nd 2Г / П 2Г / 2Г 180Л +5 The amplitude of the output voltage U is equal within this angle to the modulus of the vector of the corresponding DEDS.

Кажда  ДЭДС имеет частоту, совпадающую с частотой преобразуемых ЭДС, и приложена (фиг. 1а) между анодом соответствующего вентил  катодной группы моста 7 и катодом вентил  его анодной группы, примем эти вентили принадлежат разным вентильным  чейкам.Each DSDS has a frequency that coincides with the frequency of the converted EMF, and is applied (Fig. 1a) between the anode of the corresponding valve of the cathode group of bridge 7 and the cathode of the valve of its anode group, let us take these valves belong to different valve cells.

Открываетс  вентилей этих групп, ДЭДС которых имеет в данный момент наибольшее значение.Например в момент времени, соответствующий действию вектора 17.2-19.2, на фазовой плоскости векторной диаграммы -(фиг. 16) наибольшее значение имеет проекци  векторы ДЭДС 17-.-219 .2.The valves of these groups are opened, the DEDS of which is currently the greatest value. For example, at the time point corresponding to the action of vector 17.2-19.2, on the phase plane of the vector diagram (Fig. 16), the projecting power of the DEDS 17 -.- 219 .2 .

При открытых вентил х образуетс  замкнутый контур прохождени  тока через нагрузку, а на остальных вентил х моста 7 создаетс  напр жение обратной пол рности (плюс на катоде и минус на аноде), в св зи с чем эти вентили оказываютс  закрытыми, Затем вступает в действие друга  ДЭДС, значение которой становитс  в данный момент наибольшим относительно выходов 8 и 9 преобразовател Происходит циклическа  смена контуров токопрохождени  и содержащихс  в них элементов. В рассматриваемой схемной реализации устройства таких контуров за период любой из ЭДС (преобразуемой или диагональной) восемь. Их число определ ет число пульсаций выходного напр жени  за период ЭДС (при амплитудно-фазовойWhen the valves are open, a closed loop is formed to pass the current through the load, and on the remaining valves of bridge 7 a reverse polarity voltage is created (plus on the cathode and minus on the anode), due to which these valves turn out to be closed. DEDS, the value of which is currently the largest with respect to the outputs 8 and 9 of the converter. The current passage circuits and the elements contained in them cyclically change. In the considered circuit implementation of the device of such circuits for the period of any of the EMF (convertible or diagonal) eight. Their number determines the number of ripples of the output voltage over the period of the EMF (with amplitude-phase

симметрии ДЭДС - кратность частоты пульсации).DEDS symmetry - frequency rate of pulsation).

Пользу сь векторной диаграммой фиг. 16 и/или схемой фиг. 1а, можно достаточно просто проследить пути тока нагрузки по различным контурам, вы вить их число, определить форму токов и напр жений на.элементах схемы, в том числе векторную и линейную временную диаграммы выходного напр жени . . Так, например, под действием ДЭДС вектора 17.2-19.2 ток через нагр-узку 10 протекает по следующему контуру (фиг. 1а): отвод 2.2, лини  11, вентиль 12, выход 8, нагрузка ТО, выход 9, вентиль 13, лини  Н, отвод 4.2.Using the vector diagram of FIG. 16 and / or the circuit of FIG. 1a, one can simply trace the paths of the load current along different circuits, find out their number, determine the shape of the currents and voltages on the circuit elements, including the vector and linear time diagrams of the output voltage. . So, for example, under the action of the DEDS of the vector 17.2-19.2, the current through the load-narrow 10 flows through the following loop (Fig. 1a): tap 2.2, line 11, valve 12, output 8, load TH, output 9, valve 13, line N , tap 4.2.

От отвода k,2 ток нагрузки разветвл етс  по двум параллельным, с равными сопротивлени ми цеп м, одна из которых содержит часть секции 4.1, секцию 5.1, часть секции 2.1, друга  - часть секции 4,1, секцию 3,1, часть секции 2.1.From branch k, 2, the load current branches out in two parallel, with equal resistance circuits, one of which contains part of section 4.1, section 5.1, part of section 2.1, the other part of section 4.1, section 3.1, part of 2.1.

Таким образом, благодар  замкнутому соединению обмоток в симметричный многоугольник, протекающий через них ток в данный момент меньше тока нагрузки, что важно при относительно повышенных значени х его. Равенство сопротивлений параллельных цепей (в отличие, например, от неравенства сопротивлений в соединений обмоток в треугольник), а также сравнительно малое число частей обмоток, их полна  одинаковость и простота соединени  обеспечивают по сравнению с известными преобразовател ми (1-3) более высокую симметрию пульсации выходного напр жени , улучшают массо-габаритные и стоимостные показатели сглаживающего фильтра и технологичность изготовлени  устройства.Thus, due to the closed connection of the windings into a symmetric polygon, the current flowing through them is currently less than the load current, which is important at relatively high values of it. The equality of the resistances of parallel circuits (as opposed, for example, to the inequality of resistances in the connections of windings in a triangle), as well as a relatively small number of winding parts, their full sameness and simplicity of connection provide a higher ripple symmetry compared to the known converters (1-3) output voltage, improve the mass-dimensional and cost parameters of the smoothing filter and the manufacturability of the device.

Через врем , равное в угловых единицахв /2Г Т/8 22 ,5 эл.град, значение диагональной ЭДС вектора 17.219 .2 становитс  меньше значени  ДЭДС вектора 18.3-20.3, и вентили 12 и 13 закрываютс , вентили 15 и 16 открываютс . Ток нагрузки проходит по контуру: отвод 3.3 - вентиль 15 выход 8 - нагрузка 10 - выход 9 вентиль 16 - отвод 5.3.After a time equal in angular units in / 2Г T / 8 22, 5 el. Degrees, the value of the diagonal emf of the vector 17.219 .2 becomes less than the value of the DEDS of the vector 18.3-20.3, and the valves 12 and 13 are closed, the valves 15 and 16 are opened. The load current passes through the circuit: drain 3.3 - valve 15 output 8 - load 10 - output 9 valve 16 - drain 5.3.

Далее процессы повтор ютс  с циклическим изменением контуров токопрохождени -и относ щихс  к ним обмотОк и вентилей. Как видно из фиг. 16, число диаг нальных ЭДСJопредел ющих частоту пу сации выходного напр жени , равно четырем (), что в два раза больше, чем в прототипе.. Соответственно , кратность П частоты пульса ции также удваиваетс  ( . Последнее достигаетс  при условии, если отводы равно удалены от .ближних к ним краев секций, причем с числом витков (к), равным 0,25/соз а 1/(.У2)о,293 относител но общего числа витков секции. Это число витков отводов определ етс  согласно теореме синусов из вектор , ного треугольника фиг. 16. Отсюда получаем ,5 . Следовательно, (180/22,, что и доказывает удвЬение частоты пульсации. Уровень пульсации в схемной реализации (фиг. 1а) составл ет Л Ц Ircos Q 1-COS 22,,076, коэф0ицйeнt пульсации К равен 7,81,. что примерно в k раза меньше уровн  0,293 и соответственно 32,5%, свойственного прототипу. При этом положительный эффект достигаетс  без введени  большого числа дополнительных и вспомогатель ных обмоток силового трансформатора при значительном разнообразии их чи сел витков, как это требуетс  в известных устройствах . Следовательно , по отношению к последним со свойственной им схемно-конструкторско-технологической сложностью И плохими массо-габаритными показател ми сглаживающих фильтров вследствие сильного про влени  низкочастотной модул ции выходного напр жени , данное техническое решени  вл етс  во всех отношени х значите но более простым. При другом числе исходных преобразуемых ЭДС, линий и граней (М, Л, г) схемные реализации мостового преобразовател  с пониженным уровне и удвоенной частотой пульсации по сравнению с прототипом осуществл ют с  аналогично. На фиг. 2а, За топологически изобFurther, the processes are repeated with a cyclic change in the circuits of the current passage and their associated windings and valves. As can be seen from FIG. 16, the number of diag- nostic emfs determining the frequency of the output voltage, is four (), which is two times more than in the prototype .. Accordingly, the multiplicity P of the pulse frequency also doubles (. The latter is achieved under the condition that the taps are equally removed from the adjacent edges of the sections, with the number of turns (k) equal to 0.25 / cos a 1 / (. Y2) o, 293 relative to the total number of turns of the section. This number of turns of taps is determined according to the sine vector theorem , of the triangle of Fig. 16. From this we obtain, 5. Therefore, (180/22 ,, which proves that Pulsation frequency: The pulsation level in the circuit implementation (Fig. 1a) is L Ir Ircos Q 1-COS 22,, 076, the pulsation coefficient K is 7.81, which is approximately k times less than the level of 0.293 and accordingly 32.5 % of the prototype. In this case, a positive effect is achieved without introducing a large number of additional and auxiliary windings of a power transformer with a significant variety of their number of turns, as is required in known devices. Consequently, with respect to the latter, with their inherent circuit design and technological complexity, and poor mass-dimensional indicators of smoothing filters due to the strong manifestation of low-frequency modulation of the output voltage, this technical solution is in all respects meaningful but simpler. With a different number of initial convertible emfs, lines and edges (M, L, g), circuit implementations of a bridge converter with a reduced level and a double pulsation frequency compared to the prototype are carried out with a similar method. FIG. 2a, topologically izob

ражены схемные структуры преобразователей , в которых секции преобразуемых переменных ЭДС соединены соответственно в 6- и 12-гранник. Векторные диаграммы дл  них, показывающие .55 (подобно диаграмме (фиг. 16) формирование диагональных ЭДС в фазовой плоскости, даны на фиг. 26, 36.There are transformer circuit structures in which sections of convertible EMF variables are connected, respectively, into 6- and 12-faces. Vector diagrams for them, showing .55 (like a diagram (Fig. 16), the formation of diagonal EMF in the phase plane, are given in Fig. 26, 36.

смотр  на кажущуюс  процентную незначительность такого повышени , оно имеет существенное значение, особенно в автономных (например, на подвижных объектах) системах с мощностью/; , соизмеримой с мощностью потребител , или в сравнительно мощных энергосистемах. Из фиг, 2 и 3-видно, что -кратность частоты пульсации в этих реализаци х при числе витков отводов равном, соответственно, 1/(24-|Гз)0,2б8 и 0,25 относительно числа витков секции составл ет 12 и 2, что в 2 раза выше, чем в прототипе. Коэффициент пульсации в том и другом случа х уменьшен примерно в k раза. Масса, объем и стоимость устанавливаемых в этом случае сглаживающих фильтров снижаютс  в единицы раз. Например, требуемое при проектировании произведение L С дл  разрабатываемого индуктивно-емкостного Г-образного фильтра снижаетс  примерно в (П/Пл) раз или, при , примерно в 16 раз, что также  вл етс  преимуществом устройства. Кроме того, повышение частотной кратности пульсации повышает качество потребл емой и транспортируемой энергии, снижа  уровень нежелательных гармоник в спектрах выходного напр жени  и входного тока. В частности , форма последнего при наличии сглаживающих фильтров индуктивного характера (когда в качестве первого элемента фильтра в его продольной ветви установлен дроссель) от резко ступенчатой приближаетс  к синусоидальной.. Синусоидальна  форма потребл емого тока  вл етс , как известно, наиболее выгодной при преимущественно синусоидальной форме питающих напр жений, поскольку более просто снижает уровень сетевых индустриальных помех и оптимально обеспечивает наилучший коэффициент искажени  и коэффициент использовани  мощности первичного источ+ника энергии. Так, например, вентильный преобразователь с 12-кратной частотой пульсации и фильтром индуктивного характера, основанный на сочетании двух фазосдвинутых 6-фазных схем, имеет коэффициент мощности, равный примерно 0,,958, против 0,88-0,915 дл  преобразовател  с 6-кратной частотой пульсации. НеПереход от преобра зователей с низкой частотной кратностью пульсации на преобразователи с повышенной частотой в р де случаев не требует увеличени  капиталовложени , но приводит к снижению эксплуатационных расходов. Экономическа  эффективность повышени  коэффициента мощности обусловлена снижением потерь , энергии в питающей энергосис теме за счет уменьшени  потоков реактивной мощности, что особенно полезно дл  упом нутых выше cViCTeM. Так, например, внедрение преобразователей с 12-кратной частотой пульса ции .вместо преобразователей с 6-кратной частотой на т говых подстанци х железнодорожного транспорта одного из сибирских регионов обеспечило, по подсчетам специалистов, экономию электроэнергии около 500-600 МВт-ч в год на каждой из них, что имеет исключительно важное народнохоз йственное значение, особенно в услови х намечающегос  кризиса энергоресурсов .looking at the apparent percentage insignificance of such an increase, it is essential, especially in autonomous (for example, mobile objects) systems with a power of /; , commensurate with the power of the consumer, or in relatively powerful power systems. From FIGS. 2 and 3, it can be seen that the multiplicity of the pulsation frequency in these realizations with the number of turns of taps equal to 1 / (24- | Gz) 0.2b8 and 0.25, respectively, relative to the number of turns of the section is 12 and 2 , which is 2 times higher than in the prototype. The pulsation coefficient in either case is reduced by about a factor of k. The mass, volume, and cost of the smoothing filters installed in this case are reduced by a factor of one. For example, the design of the product LС required for designing an inductive-capacitive L-shaped filter is reduced by about (P / PL) or, for about 16 times, which is also an advantage of the device. In addition, increasing the frequency ratio of the pulsation improves the quality of the consumed and transported energy, reducing the level of unwanted harmonics in the output voltage and input current spectra. In particular, the shape of the latter in the presence of smoothing filters of an inductive nature (when a choke is installed as the first element of the filter in its longitudinal branch) approaches a sinusoidal one from a sharply stepped one. The sinusoidal form of current consumption is, as is known, the most advantageous for a predominantly sinusoidal form supply voltage, because it more simply reduces the level of network industrial interference and optimally provides the best distortion and power utilization the primary source of energy. For example, a valve converter with a 12-fold pulsation frequency and an inductive filter, based on a combination of two phase-shifted 6-phase circuits, has a power factor of about 0,, 958, against 0.88-0.915 for a converter with 6-fold pulsation frequency. Non-transfer from converters with a low frequency ratio of pulsation to converters with an increased frequency in some cases does not require an increase in capital investment, but leads to a decrease in operating costs. The economic efficiency of increasing the power factor is due to the reduction of losses in the energy supply system by reducing the reactive power fluxes, which is especially useful for the cViCTeM mentioned above. So, for example, the introduction of converters with a 12-fold pulsation frequency instead of converters with a 6-fold frequency at the railway substations of one of the Siberian regions provided, according to specialists, energy savings of about 500-600 MWh per year each of them, which is of crucial national importance, especially in the conditions of the emerging energy crisis.

Таким образом, в соответствии с . изобретением реализуетс  мостовой преобразователь переменных напр жений в посто нное, в котором достигаетс  снижение уровн  пульсации выходного напр жени , а также удвоение ее частоты, что применительно к схемным структурам вентильных преобразователей энергии, основанных на схемнтопологическом построении источников преобразуемых ЭЛС по типу Правильный многогранник, обеспечивает решение важных современных задач в области Электропитани  поулучшению качества передаваемой и потребл емой энергии, снижению уровн  индустриальных помех.; .экономии энергии первичных источников, улучшению маеСО-габаритных показателей сглаживаю-щих фильтров и преобразовател  в целом .Thus, in accordance with. The invention implements a bridge converter of alternating voltages into a constant, in which the output voltage ripple level is reduced, and its frequency doubled, which, as applied to the circuit structures of the valve power converters based on the circuit topological construction of the EBWS transformed according to the correct polyhedron, provides a solution important modern tasks in the field of power supply to improve the quality of transmitted and consumed energy, reduce the level of industrial interference .; . saving energy of primary sources, improving the MayO-overall indicators of smoothing filters and converter as a whole.

При этом положительный эффект достигаетс  без усложнени  схемной топологии соединени  источников преобразуемых ЭДС и, следовательно, без сопутствующего этому ухудшени  коэффициента полезного действи , надежности , массы и объема.In this case, a positive effect is achieved without complicating the circuit topology of the connection of the sources of converted EMFs and, therefore, without the concomitant deterioration of the efficiency, reliability, mass and volume.

Все это обеспечивает предлагает мому преобразователю соответствующий технико-экономический эффект и практическую полезность применени ;All this provides my converter with the appropriate technical and economic effect and practical utility of use;

Mu ,Hf(t2; Я-, ,25 Mu, Hf (t2; Я-,, 25

гл.5ch.5

Claims (2)

<57) 1. МОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОСТОЯННОЕ с η -кратной частотой.пульсации, содержащий Ми.исходных источников :$а£осдвинутых.* ЭДС при числе Мит 1, формируемых, например, на разделенных на секции вентильных обмотках трансформатора, автотрансформатора, электрической машины, сфазирован- ных генераторов, которые соединены между собой последовательно и топо- . логически образуют правильный замкнутый Г-гранник с числом граней Г—2к, где к=2,3,..., и ВМ=2Г вентилей, соединенных в Лурячейковый вентильный мост, выводы которого по переменному току подключены посредством Лц=Г линий к Г-граннику, а выводы по постоянному току являются выходами устройства, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня пульсации выходного напряжения, каждая секция вентильных обмоток снабжена двумя отводами, к которым подключены Лц исходных и Л =Лдополнительно введенных линий, причем последние подключены к дополнительно введенным Вл=2Лц вентилям , собранным в Л’-ячейковый вентильный мост, который по цепи постоянного тока соединен параллельно однополярно·' с исходным мостом и совместно с ним образует Л*=2Л^-ячейковый вентильный мост.<57) 1. A BRIDGE CONVERTER OF AC VARIABLE VOLTAGES TO CONSTANT with an η-fold frequency of pulsation, containing Mi source sources: $ a £ shifted. * EMF with number М and т 1, formed, for example, on transformer valve windings divided into sections , autotransformer, electric machine, phased generators, which are interconnected in series and topo. logically form a regular closed Γ-facet with the number of faces — — 2k, where k = 2,3, ..., and В M = 2 Г of valves connected to the Luryacheykovy valve bridge, the terminals of which are connected by alternating current through Л = Г lines to H-facets, and the DC outputs are the outputs of the device, characterized in that, in order to reduce the ripple level of the output voltage, each section of the valve windings is equipped with two taps, to which are connected Lts of the source and L = Additional input lines, the latter being connected to additionally In ennym n = 2Lts valves collected in K-Cellular valve bridge, which in the DC circuit is connected in parallel unipolarity · 'with source bridge and together with it forms an L * = 2N -yacheykovy valve bridge. * SU 1035755* SU 1035755 2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что, с целью удвоения кратности частоты пульсации выходного напряжения, каждый введенный -отвод равноудален от. ближнего к нему края секции вентильной обмотки, причем с числом витков (К) от края, равным 0,25/cos & относительно общегр числа витков секции, где ОЯ/П - полпериода огибающей выходного напряжения; П=2Г=2Пц - кратность частоты пульсации.2. The converter according to π. 1, characterized in that, in order to double the frequency of the ripple of the output voltage, each input-tap is equidistant from. the edge of the section of the valve coil adjacent to it, and with the number of turns (K) from the edge equal to 0.25 / cos & relative to the total number of turns of the section, where ОЯ / П is the half-period of the envelope of the output voltage; P = 2G = 2Pc - the frequency rate of the ripple.
SU813311053A 1981-07-03 1981-07-03 Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage SU1035755A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813311053A SU1035755A1 (en) 1981-07-03 1981-07-03 Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813311053A SU1035755A1 (en) 1981-07-03 1981-07-03 Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1035755A1 true SU1035755A1 (en) 1983-08-15

Family

ID=20966760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813311053A SU1035755A1 (en) 1981-07-03 1981-07-03 Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1035755A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779181A (en) * 1986-08-18 1988-10-18 Almond Instruments Company, Inc. Multiphase low harmonic distortion transformer
US5068774A (en) * 1990-09-28 1991-11-26 Westinghouse Electric Corp. 24-pulse hexagon-type AC/DC static converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779181A (en) * 1986-08-18 1988-10-18 Almond Instruments Company, Inc. Multiphase low harmonic distortion transformer
US5068774A (en) * 1990-09-28 1991-11-26 Westinghouse Electric Corp. 24-pulse hexagon-type AC/DC static converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2174295C (en) Voltage source type power converting apparatus
Tolbert et al. Multilevel PWM methods at low modulation indices
US10972016B2 (en) Multilevel converter circuit and method
Kulka Sensorless digital control of grid connected three phase converters for renewable sources
SU1035755A1 (en) Bridge-type converter of a.c. voltage to d.c. voltage
CN108649779A (en) A kind of control method inhibiting PWM current source type rectifier common-mode voltages
RU2332776C1 (en) Alternating voltage/constant voltage converter with twelvefold pulse frequency
SU1228200A1 (en) Versions of controlled bridge electric power source
US3525922A (en) Current-balancing systems for parallel diodes
RU217101U1 (en) Thyristor frequency converter for a single-phase two-winding asynchronous electric motor with a pronounced DC link
CN104201906B (en) 2N+2 switches set MMC AC AC converters and its control method
SU1370706A1 (en) A.c. to d.c. voltage converter
RU187622U1 (en) REVERSE MULTI-PHASE RECTIFIER
RU181223U1 (en) LOW FAN INVERTER
SU1145429A1 (en) Method of control of three-phase direct fraquency converter
SU1334318A1 (en) Electric supply source
SU1691923A1 (en) A 3-phase matched 5-beam converter
SU1156227A2 (en) Converter of d.c.voltage to quasi-sinusoidal three-phase voltage
SU1018187A1 (en) Dc voltage source
SU1053240A1 (en) Three-directional a.c.-to-d.c. voltage converter
RU31074U1 (en) DC voltage source with 12x ripple frequency
SU1319204A1 (en) Autotransformer source of electric power
SU1345299A1 (en) Bridge-type voltage converter
UA150917U (en) Three-phase two-bridge compensation converter
SU1156218A1 (en) Three-phase a.c.voltage-to-d.c.voltage converter