SU1288861A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в к & с качестве источника питани  посто нного напр жени  преимущественно при повышенных токах и различных напр жени х нагрузки. Цель изобретени  - расширение области применени i За счет того, что шестиугольник вентильных обмоток 15, подключенных к мосту 13 на преобразовательных элементах (вентил х) 1-12, содержит дополнительные витки, амплитуда выходного напр жени  на нагрузке 20 повышаетс . При этом за счет возможной вариации соотношений чисел витков можно чить любые изменени  выходного напр жени . 6 ил. ZO ю 00 00 00

Description

1 1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве управл емого (стабилизированного ) или неуправл емого вторичного источника электропитани  преиму щественно при повышенных токах и различных напр жени х нагрузки, а также в тех практических случа х, когда требуетс  иметь сравнительно небольшое значение третьей и кратных ей гармоник в токах сетевых и вентильны обмоток силовых трансформаторов, электрических машин и других электрос трехфазными

магнитных аппаратов переменными ЭДС.

Цель изобретени  - расширение области применени .

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема преобразовател ; на фиг. 2 - векторна  диаграмма ЭДС вентильньпс обмоток или, что то же, адекватна  ей мнемоническа  структура их соединени  (сплошные линии), а также формируемые между свободными выводами обмоток диаго нальные ЭДС (ДЭДС) Зд (fU 1,3) - пунктирные линии; на фиг. 3 - в фа зовой плоскости векторы Sn, (ш 1,6) выходного напр жени  U и его огибающа , показанна  точками; на фиг. 4 и 5 - линейные диаграммы мгновенных значений тех же 5, Sju, U в виде функций безразмерного времени -) CDt (со- частота преобразуемых ЭДС) дл  случа  неуправл емого режима; на фиг. 6 - вентильно-топологичес- кие структуры всех шести контуров прохождени  тока нагрузки, циклически смен ющихс  во времени за период ЭДС, как и фиг. 2-4, иллюстрирующие принцип действи  преобразовател .

Преобразователь содержит преобразовательные элементы, например вентили 1-12, образующие шести чекковый вентильньй мост 13, которьш посредством шести линий (л) 14 (Л 6) подключен своими выводами переменного тока к вентильным обмоткам 15 одного трехфазного (например, на пространст- венном марнитопроводе 16) или трех однофазных, в Том числе магнитоуп- равл емых, трансформаторов 17. Его сетевые обмотки могут быть соединены например, в треугольник, а выводы посто нного тока моста 13 образуют вьжодные выводы 18 и 19, к которым подключена нагрузка 20.

При этом кажда  фазна  обмотка 15 разделена на две секции а, а ; b,b , с, с . Одними выводами р, т, k, а также точками г, t, п соответствующие пары этих секций соединены в правильньй замкнутый шестиугольник ktmnpr (фиг. 1 и 2). Другие выводы а, а , Ь, Ь , с, с подключены к

соответствующим  чейкам шести чеико- вого вентильного моста.

Устройство работает следующим образом.

На трехфазных обмотках образуютс  три переменные ЭДС, симметрично сдвинутые по фазе на 120 эл. град., что при указанном соединении обмоток 15 обеспечивает получение трех ДЭДС 8д.|(аЬ , be , са , фиг. 2) и, соответственно , шести токообразующих ЭДС S.J, равных по амплитуде с S. . при 11 1,6. После выпр млени  посредством моста 13 эти ЭДС формируют выходное напр жение Ug с шестикратной частотой пульсации (П 6, фиг. 3-5).

При этом в каждом, ш -м контуре токопрохождени  (фиг. 5, ш 1,6), циклически смен ющемс  во времени за период ЭДС, в работе участвуют все шесть секций обмоток, соединенных в шестиугольник.

По сравнению с известным преобразователем , формирующим выходное нап

р жение с амплитудой U

апр

не превы5

0

шающей напр жение между вершинами шестиугольника, амплитуда U напр жени  на выводах 18 и 19 предлагае - мого устройства, равна  амплитуде ДЭДС, больше ид„р(фиг. 2 и 6) .

Этим обеспечиваетс  более широка  область применени  устройства, что иллюстрируют его схемные реализации, получаемые .путем вариации отношени  числа ток к числу w витков

W. дополнительных витков обмоW витков ее равных сек-

5 ций: % : W(, sin q :sin(60 - q ) (0,43/2):(4з /2,0). При изменении угла tf в пределах О & (у 60° можно получить любые изменени  указанных напр жений: U., :U -j3/2sin(60°0 -с) 1,00). f

Причем, несмотр  на такие широкие возможности, суммарное число раздельных частей вентильных обмоток сохранено в предлагаемом устройстве, а перераспределение тока нагрузки по различным част м витков осуществлено путем изменени  присоединений одних из выводов частей обмоток к отводам

20

31288861

соответствукщих разноименных по фазе частей (в частности, к средним их точкам).против присоединени  к выводам этих частей в известном устройстве .5

Шести чейковый вентильный мост 13 может быть заменен на два 3- чейковых или три 2- чейковых моста, что позвол ет при необходимости соединить их между собой через магнитно св занные tO или несв занные между собой индуктивности , т.е. через уравнительный реактор или фильтровые дроссели, и означает , что и в данном смысле предлагаемое устройство не имеет принципиаль- -5 ных ограничений.

Дальнейшего улучшени  свойств и расширени  области применени  можно достичь, если снабдить источник по крайней мере еще одним вентильным преобразователем, обеспечивающим синфазные либо сдвинутые по фазе огибающие выходных напр жений.

I .

При этом выходные выводы преобразователей могут быть использованы дл  автономных нагрузок либо соединены между собой последовательно раз- нопол рными (в высоковольтных источниках ) или параллельно однопол рны- ми (при сильноточной нагрузке) выводами . Причем при последовательном (ступенчатом) включении каждый преобразователь или их определенна  совокупность могут быть дополнительно зашунтированы конденсатором или св заны через более сложный филЬтр, подключены на общую или автономные нагрузки либо св заны разнопол рны- ми выводами через отдельные части нагрузки, обтекаемые последовательно общим током, а при параллельном вклю25

30

35

40

и к п

э п п е н

тр с пр в на ше ти ка ды чт ме ка се с  и че ти

0

5

tO -5

5

0

5

0

чении соединены непоср дственно или и через соответствующие индуктивности на общую или/и автономные нагрузки , имеющие либо не имеющие общие потенциальные точки.

Во всех реализаци х преобразовател  в качестве преобразовательных элементов могут быть установлены любые .приборы, как электронные,- так и полупроводн жовые, неуправл емые или/и управл емые, одно- или двухпо- зиционные, в том числе с малым падением пр мого напр жени , например МДП Транзисторы, приборы на эффекте Шоттки и пр. Это дополнительно обеспечивает экономичность .-.и надежность преобразовател , расшир ет область его применени  в сторону диапазона низких напр жений.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь переменного нал- р жени  в посто нное, содержащий трехфазньш электромагнитный аппарат с первичной и вторичной обмотками, при этом три разноименные по фазе вторичные обмотки, поделенные кажда  на две секции, соединены в замкнутый шестиугольник, шести чейковый вентильный мост, выводы посто нного тока которого образуют выходные выводы , отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени , кажда  секци  дополнена витками , которые образуют продолжение секций в каждой из трех чередующихс  через одну вершин шестиугольника и своими свободными выводами подключены к выводам переменного тока вентильного моста.

   а

   XXj

   С -

   . У

   /

   / ff° .

   $A2 /

   $y $42

   Фаг . J

   ad.Qc be b aca сЪ ab

   Uo

   Uo

   XS)(J

   V / у V

   A/

   i l/ / V V

   у

   V V ,

   231

   W

   Фиг. 5

   о)

   б)

   г)

   $1,

   д) г

   Редактор А.Козориз

   Составитель Е.Мельникова

   Техред, А.Кравчук Корректор Е.Сирохман

   Заказ 7822/56Тираж 683Подписное

   БНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   Фиг. 6