SU1142878A1 - Регулируемый преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Description

2L 2L 2i

2i 2i II

Фиг.1 Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может найти применение в качестве вторичных источников с широким диапазоном регулировани  выпр мленного напр же НИН, предназначенных дл  питани  ра личных технологических установок электролиза, гальваники, электрохим ческой равномерной обработки металлов , зар да аккумул торов и т.д. Швестны преобразователи перемен ного напр жени  в посто нное, содер жащие трёхфазный трансформатор и ве тильный мост с расширенным диапазоном регулировани  вьтр мленного напр жени  путем подключени  вентильн го моста к выводам вторичной обмотк трансформатора через трехполюсное переключающее устройство. При этом переключающее устройство может быть выполнено двух, трех и-позиционным, в зависимости от количества отпаек и свободных концов вторичной обмотки трансформатора, а вентильный мост может быть вьтолнен как на дио дах, так и на тиристорах Щ . При выполнении вентильного моста на диодах преобразователь обеспечивает только ступенчатое регулирование вьшр мленного напр жени . При использовании тиристоров - фазоступенчатое . Ступенчатое вследствие переключени  отпаек вторичной обмот ки трансформатора, и плавно в преде лах каждой ступени за счет фазового регулировани  угла включени  тиристоров . Данные преобразователи обладают широкими регулировочными- возможност ми при сохранении высоких техноло гических показателей: коэффициент мощности, уровень пульсации вьшр мленного напр ж ени  (тока) , установленна  мощность сглаживающего фильтра , КПД и т. Недостатком данного преобразовател   вл етс  повьшенна  конструктивна  сложность исполнени  при необходимости получени  большого количества ступеней регулировани  за счет усложнени  конструкции трансформатора и шинопровода преобразовател ,, привод щих в конечном счете к увеличению их массогабаритных пока зателей. Поэтому практическое применение наход т преобразователи максимум с двум -трем  ступен ми регулировани  выпр мленного напр жени . что  вл етс  не оптимальным вариантом . Наиболее близким к предложенному  вл етс  регулируемый преобразователь переменного напр жени  в посто нное , содержащий трехфазный трансформатор , выводы первичной обмотки которого формируют входные выводы, вторична  обмотка которого выполнена с одним дополнительным выводом, и выпр мительный мост, выводы переменного тока которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора через переключающий блок 2j . Трехфазный трансформатор обеспечивает согласование входного и выпр мленного напр жений, вентильный мост выпр мление трехфазного вторичного напр жени  в шестиимпульсное посто нное , переключающий блок - ступенчатое двухзонное регулирование вьшр мленного напр жени  вследствие переключени  вентильного моста к различным выводам вторичной обмотки трансформатора . Недостатками известного преобразовател   вл ютс  ограниченные регулировочные возможности и пониженные энерго-экономические показатели изза ограниченного количества ступеней регулировани  вьшр мленного напр жени . Цель изобретени  - расширение регулировочных возможностей преобразовател  и повьшеНие его энергоэкономических показателей путем увеличени  количества ступеней регулировани  выпр мленного напр жени  без какого-либо усложнени  конструкции трансформатора и самого преобразовател  . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регулируемом преобразователе переменного напр жени  в посто нное , содержащем трехфазный трансформатор , выводы первичной обмотки которого формирзпот входные выводы, вторична  обмотка которого выполнена с одним дополнительным выводом, и выпр мительный мост, выводы переменного тока которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора через переключающий блок, последний вьшолнен в виде двух групп ключей, при этом вход каждой фазы вентильного моста св зан с крайними выводами обмотки той же фазы через ключи первой группы, а крайний и дополнительньш выводы обмотки каждой фазы св заны с каждым выводом обмотки смежной фазы, через ключи второй группы.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2а, 8 , В , -2,А ,, позиции переключени  структуры преобразовател .

Выводы первичной обмотки трансформатора 1 образуют входные выводы преобразовател . Его вторична  обмотка выполнена разомкнутой с одним промежуточным выводом и подключена выводами через переключающий блок 2 к выводам выпр мительного моста 3, выводы посто нного тока которого образуют выходные выводы преобразовател .

Переключающий блок 2 выполнен восьмипози1щонным и содержит две группы ключей,ключи первой -группы которого подключены между входом моста 3 и с фазными концами вторичной обмотки трансформатора 1, а ключи второй группы между смежными по фазе выводами. При подаче на .вход преобразовател  сетевого напр жени , на его вторичньпс обмотках формируетс  вторичное напр жемте 112 величина которого определ етс  коэффициентом тpaнcфopмalUiи трансформатора 1 и величиной питающего напр жени  сети. Вследствие наличи  отпаек и переключающего устройства на вход вентильного моста 3 подаетс  восьмиступенчатое регулируемое напр жение, которое выпр мл етс  в посто нное шестиимпульсное .

При выполнении выпр мительного моста 3 на тиристорах последние могут обеспечивать плавное регулирование выпр мленного напр жени  в пределах каждой ступени.

Величина напр жени  каждой из восьми ступеней регулировани  выпр мленного напр жени  определ етс  соето нием переключающего блока 2 и выбранным коэффициентом делени  вторичной обмотки трансформатора 1 ее промежуточным выводом.

Максимальное вьшр мленное напр жение соответствует соединению вторичной обмотки трансформатора 1 в звезду (фиг. 2о,е , UJQ 2,34112)В этой позиции три ключа переключающего блока 2 -подключены между входом моста 3 и концами вторичной обмотки , начала которой с помощью трех

других ключей соединены в общую нулевую точку.

На фиг, 2 g три других ключа подключены ме;«ду смежными по фазе началами и концами вторичной обмотки трансформатора 1, обеспечива  ее соединение в треугольник с вьтр мленным напр жением Uj 1,17 Ug . На фиг. 2,г вторичные обмотки трансформатора 1 соединены в неполные треугольники с продленными сторонами путем подключени  трех ключей переключающего блока 2 между входом моста 3 и софазными началами или концами вторичной обмотки трансформатора 1, а три других ключа переключател  между их промежуточными выводами концами или началами смежных по фазе обмоток. При этом величина выпр мленного в схемах (26, о,У. напр жени  зависит от выбранного коэффициента делени  К витков вторичной обмотки трансформатора промежуточным выводом и определ етс  по формулам:

3-2k ii.1 .17 со5ес arcig

Ь - Cosec QrNctp

ito.

P N J

Ha фиг. 2й,е вентильный мост подключен трем  ключами переключающего блока 2 к промежуточным выводам BTOI чной обмотки трансформатора 1, три других ключа которого подключены мржду смежнь&ш по фазе началами или концами вторичных обмоток трансформатора , обеспечива  питание моста 3 либо от левых, либо от правых секций вторичных обмоток, соединенных в звезду. Такие положени  блока 2 позвол ют получить величину вьтр мленньзх напр жений:

U 2.34.kU ,

.34(1-k)U2.

На фиг. 2, Ту мост подключен трем  ключами блока 2 вторичной обмотки трансформатора 1, три других ключа которого подключены между указанными выводами и смежными по фазе началами или концами вторичных обмоток трансформатора. Путем подключени  выпр мленного моста либо к левым, либо к правым секци м вторичной обмотки обеспечиваетс  получение самых меньших по величине ступеней выпр мленного напр жени : Uj «1.17.kaa, Oj 1.17(1-k)U2., В таблице приведены относительные значени  всех восьми ступеней выпр мленного напр жени  дл  двух значений k . Из таблицы видно, что соответствующим подбором коэффициента делени  витков вторичной обмотки трансформатора 1 можно обеспечивать требуемую кратность регулировани  всего диапазона выпр мленного напр жени  и вели чины каждой из его ступеней напр жени . Таким образом, использование пред ложенного преобразовател  позвол ет увеличить число ступеней регулировани  выпр мленного напр жени  в 4 раза без увеличени  количества выводов вторичной обмотки трансформатора и ошиновки .преобразовател . Большее количество ступеней переключений увеличивает регулировочные возможности устройства, повьшает коэффициент мощности преобразовател , снижает уровень пульсации выпр мленного напр жени , уменьшает установленную мощность сглаживаницего фильтра преоб разовател , увеличивает его КПД и су щественно расшир ет область применени  фазоступенчатых преобразователей переменного напр жени  в посто нное (с выполнением выпр мленного блока на тиристорах) . В качестве переключающего блока могут быть использованы обычные перемычки, наборы реле или контакторов, контролеры и т.д Широко примен етс  на практике, например, в гальванике, ЭХРО регулирование вьтр мленного напр жени  по заранее заданным циклограммам - ступенчатое изменение выпp  iлeннoгo напр жени  со стабилизацией выпр мпенного напр жени  или тока в пределах каждой ступени. Аналогично и в зар дных вьтр мител х , предназначенных либо дл  ступенчатых режимой зар да либо дл  зар да нескольких типов аккумул торньк батарей, целесообразно применение многоступенчатого регулировани  выпр мленного напр жени  со стабилизацией в пределах каждой ступени тока напр жени  путем фазового регулировани  угла включени  тиристоров вентильного моста преобразовател  .

2,34 1,17 1,453 1,2018 0,78 1,56 2,34 1,17 1,5207 1,1456 0,585 1,755 0,39 0,78 0,29250,8775

Claims (1)

1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор, выводы первичной обмотки которого формируют входные выводы, о вторичная обмотка которого выполнена с одним дополнительным выводом, и выпрямительный мост, выводы перемен ного тока которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора через переключающий блок, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регули рования и повышения энергоэкономических показателей преобразователя, переключающйй блок выполнен в виде двух групп ключей, при этом вход каждой фазы вентильного моста связан с крайними выводами обмотки той же фазы, через ключи первой группы, а крайний и дополнительный выводы обмотки каждой фазы связаны с каждым выводом обмотки смежной фазы через ключи второй группы.

   Фиг.1 о