SU1457124A1 - Three-phase a.c. to d.c. voltage converter - Google Patents
Three-phase a.c. to d.c. voltage converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1457124A1 SU1457124A1 SU874253258A SU4253258A SU1457124A1 SU 1457124 A1 SU1457124 A1 SU 1457124A1 SU 874253258 A SU874253258 A SU 874253258A SU 4253258 A SU4253258 A SU 4253258A SU 1457124 A1 SU1457124 A1 SU 1457124A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- windings
- transformer
- terminals
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс в сильноточных низковольтных источниках питани . Цель изобретени - упрощение и повышение КПД. Эффект в устройстве обусловлен как схемой соединени элементов, так и конструкцией примен емых трансформаторов. Преобразователь может быть выполнен на двух однофазных трансформаторах 7, 8 Ш1И .на боковых стержн х однофазноThe invention relates to electrical engineering and can be used in high-current low-voltage power sources. The purpose of the invention is to simplify and increase efficiency. The effect in the device is due to both the connection circuit of the elements and the design of the transformers used. The converter can be made on two single-phase transformers 7, 8 Ш1И. On the side rods and single-phase
Description
4J4J
шгАShgA
го броневого трансформатора, сечени которых могут иметь форму, приближающую периметр стержн к окружности , или на двух смежных со средним стержн х трехфазного трансформатора , причем сопротивление магнитной цепи трансформатора по крайней мере на одном из двух участков: на участке крайнего стержн , на участке между ос ми крайнего и среднего стержн больше, чем на участке среднего стержн . На вторичной стороне трансформаторов 7, 8 собраны однофазные выпр мительные схемы на диодах 9-12, подключенные параллельно к общей нагрузке. Первичные обмотки 13, 14 трансформаторов 7, 8 сдержат кажда промежуточный вывод , дел щий ее витки на равныеarmor transformer, the cross sections of which may have a shape approximating the perimeter of the rod to a circle, or on two three-phase transformer rods adjacent to the middle, with the resistance of the transformer’s magnetic circuit in at least one of the two sections: mi of the extreme and middle rod is larger than at the site of the middle rod. On the secondary side of the transformers 7, 8, single-phase rectifying circuits on diodes 9-12 connected in parallel to the common load are assembled. The primary windings 13, 14 of transformers 7, 8 will hold each intermediate pin dividing its turns into equal
части. Эти выводы соединены через двухполюсник на тиристорах 2, 5. Одна пара крайних выводов первичных обмоток 13, 14 подключена к разноименным фазным входным выводам А и С, а друга - через пару двухполюсников на тиристорах 1, 4 и 3, 6 - к свободному фазному входному выводу В Кроме указанной возможна модификаци устройства, в которой имеетс трехобмоточный уравнительный реактор , а также предлагаетс его выполнение с отпайкой. При этом дополнительно ввод тс три двухполюсника. От введени уравнительного реактора кратность частоты выходного напр жени увеличиваетс вдвое.10 з.п. ф-лы, 7 ил.parts. These pins are connected via a two-pole on thyristors 2, 5. One pair of extreme terminals of the primary windings 13, 14 is connected to opposite phase input terminals A and C, and the other through a pair of two-terminal circuits on thyristors 1, 4 and 3, 6 to a free phase input Conclusion B In addition to this, it is possible to modify the device, in which there is a three-winding balancing reactor, as well as its implementation with tap-off. In addition, three bipolar networks are additionally introduced. From the introduction of an equalizing reactor, the frequency ratio of the output voltage increases by half. 10 Cp. f-ly, 7 ill.
1 .one .
Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс в сил: ноточных низковольтных источниках питани The invention relates to electrical engineering and can be used in the forces of: low-voltage low voltage power sources.
Цель изобретени - упрощение и повышение КПД.The purpose of the invention is to simplify and increase efficiency.
На фиг.1 приведена принципиаль- на схема устройства, в котором первичные фазные обмотки подключены к выводам двухполюсников разноименными выводами; на фиг.2 - то же, в котором первичные фазные обмотки подключены к выводам двухполюсников одноименными выводами; на фиг;3 - то же, с введенными в двухполюсники обмотками трехобмоточного уравнительного реактора; на фиг.4 - то же, при имеющихс отводах на уравнительном реакторе и введенными в двухполюсники дополнительными встречно-параллельно соединенными управл емыми вентил ми; на фиг.5-7 - диаграммы токов и. напр жений при работе устройства .Figure 1 shows a schematic diagram of a device in which the primary phase windings are connected to two-terminal pins with opposite terminals; figure 2 - the same, in which the primary phase windings are connected to the outputs of the two-terminal of the same conclusions; Fig; 3 - the same, with windings of a three-winding balancing reactor introduced into two-pole windings; Fig. 4 shows the same, with the available taps on the surge reactor and additional counter-parallel-connected controlled valves introduced into the two-port networks; figure 5-7 - charts of currents and. stress during operation of the device.
Преобразователь по фиг.1 содержит вентили (тиристоры) 1-6, попарно обт разую1цие три двухполюсника, однофазные трансформаторы 7 и 8, диоды 9 - 12. Начало (конец) первичной обмотки 13 (14) трансформатора 7 (8) подключено к входному выводу фазы АThe Converter in figure 1 contains the valves (thyristors) 1-6, in pairs, two two-terminal, single-phase transformers 7 and 8, diodes 9 - 12. The beginning (end) of the primary winding 13 (14) of the transformer 7 (8) is connected to the input terminal phase A
(с). Отпайки первичных обмоток 13 и 14, дел щие витки каждой обмотки на равные части, соединены через двухполюсник , образованный встречно-параллельно включенной парой тиристоров 5 и 2. Конец (начало) первичной обмотки 13 (14) через встречно-параллельно включенную пару тиристоров 1 и 4 (3 и 6), образующую второй(with). Desoldering of the primary windings 13 and 14, which divide the windings of each winding into equal parts, are connected through a two-terminal, formed counter-parallelly connected pair of thyristors 5 and 2. The end (beginning) of the primary winding 13 (14) through the counter-parallel connected thyristor pair 1 and 4 (3 and 6) forming the second
0 (третий) двухполюсник, подключен к входному выводу фазы В. Начало вторичной фазной обмотки 15 (16) трансформатора 7 (8) подключено к катоду диода 9 (10), анод которого соединен0 (third) two-terminal, connected to the input terminal of phase B. The beginning of the secondary phase winding 15 (16) of the transformer 7 (8) is connected to the cathode of diode 9 (10), the anode of which is connected
с отрицательным выходным выводом 17 однофазного вьшр мител . Конец вторичной фазной обмотки 15 (16) трансформатора 7 (8) подключен к катоду диода 11 (12), анод которогоwith a negative output pin of 17 single-phase overhead switches. The end of the secondary phase winding 15 (16) of the transformer 7 (8) is connected to the cathode of the diode 11 (12), the anode of which
0 соединен с отрицательным выходным выводом 17 выпр мител . Положительный выходной вьшод 18 вьшр мител образован отпайками вторичных фазных обмоток 15 и 16, дел щими их витки0 is connected to the negative output pin 17 rectifier. The positive output of the output 18 of the top of the mitel is formed by the tapings of the secondary phase windings 15 and 16, which divide their turns
5 на равные части.5 into equal parts.
Устройство работает следующим об- , разом.The device works as follows.
Допустим, что открыт тиристор 1 от прикладываемого к нему напр жени сети ид2, между фазными входными выводами А и В и ток первичной фазнойSuppose that the thyristor 1 is open from the applied network voltage id2, between the phase input terminals A and B and the current of the primary phase
обмотки 13 протекает через тиристо 1 от ее начала к концу. Одновременн ток нагрузки (не показана) протекает через диод 11 от конца к отпайке вторичной фазной обмотки 15 и далее через нагрузку между выходными вьшодами 18 и 17.winding 13 flows through thyristic 1 from its beginning to the end. Simultaneously, the load current (not shown) flows through the diode 11 from the end to the tap-off of the secondary phase winding 15 and then through the load between the outputs 18 and 17.
Через 60 эл.град. отпираетс тиристор 2 от прикладьтаемого к нему напр жени сети Пдс между фазными входными выводами А и С, а тиристор 1 запираетс в результате автотрансформаторной св зи между полуобмотками первичной обмотки 13. Первичный ток протекает через тиристор 2 от начала к отпайке обмотки 13 и от отпайки к концу обмотки 14. Одновременно ток нагрузки протекает между выходными выводами 18 и 17, далее разветвл етс на две равные части, одна из которых протекает через диод 11 от конца к отпайке обмотки 15 а друга - через диод 12 от конца к отпайке обмотки 16Through 60 el.grad. the thyristor 2 is unlocked from the Grid network voltage applied to it between the phase input terminals A and C, and the thyristor 1 is locked as a result of the autotransformer connection between the primary winding half-windings 13. The primary current flows through the thyristor 2 from the beginning to the winding 13 and from the desoldering to the the end of the winding 14. At the same time, the load current flows between the output terminals 18 and 17, then splits into two equal parts, one of which flows through the diode 11 from the end to the tap of the winding 15 and the other through the diode 12 from the end to the tap of the winding 16
Через 60 эл.град. отпираетс тиристор 3 от прикладываемого к нему напр жени сети U между фазными входными выводами В и С, а к тиристору 2 прикладываетс запирающее разностное напр жение между фазными входными выводами В и А. Кроме того, при отпирании тиристора 3 потенциал анода относительно катода диода 12 становитс больше, чем у диода 11. Разность этих потенциалов прикладываетс к диоду 11 в обратном направлении. В результате трансформатор 7 обесточиваетс и весь ток нагрузки протекает через диод 12 от конца к отпайке обмотки 16, между выходными выводами 18 и 17, а ток первичной фазной обмотки 14 протекает от ее начала к концу через тиристор 3.Through 60 el.grad. the thyristor 3 is unlocked from the network voltage U applied to it between the phase input terminals B and C, and the blocking difference voltage between the phase input terminals B and A is applied to the thyristor 2. Moreover, when the thyristor 3 is unlocked, the potential of the anode relative to the cathode of diode 12 becomes more than diode 11. The difference of these potentials is applied to diode 11 in the opposite direction. As a result, the transformer 7 is de-energized and the entire load current flows through the diode 12 from the end to the tap-off of the winding 16, between the output terminals 18 and 17, and the current of the primary phase winding 14 flows from its beginning to the end through the thyristor 3.
Далее через 60 эл.град. отпираетс тиристор 4, включаетс диод 9 и запираютс диод 12 и тиристор 3.Further through 60 el.grad. thyristor 4 is unlocked, diode 9 is turned on and diode 12 and thyristor 3 are locked.
Очередность включени тиристоров 1-6 соответствует их нумерации. При этом очередность включени диодов следующа : 11, 11-12, 12, 9, 9-10, 10 (Uj показано сплошными лини ми на фир. 5 и 7).The sequence of turning on thyristors 1-6 corresponds to their numbering. In this case, the sequence of switching on the diodes is as follows: 11, 11–12, 12, 9, 9–10, 10 (Uj are shown in solid lines in Fir. 5 and 7).
Отсюда видно, что форма тока каждого диода или вторичной фазной полуобмотки образована двум ступеньками , кажда длительностью поThis shows that the shape of the current of each diode or secondary phase semi-winding is formed by two steps, each with a duration of
14571241457124
о , about ,
60 эл.град., причем, амплитуда одной и з них вдвое меньше другой.60 el.grad., Moreover, the amplitude of one and three of them is less than the other.
Следовательно, ток нагрузки распредел етс между диодами равномерно (iw сплошными лини ми на фиг.5Consequently, the load current is distributed evenly between the diodes (iw solid lines in Figure 5
30thirty
и 7).and 7).
Форма тока в первичных фазных по-- луобмотках W, и w совпадает с фор- 10 мой потребл емого преобразователем через фазные входные выводы линейного тока, полуволны которого образованы двум ступеньками равной амплитуды , кажда из которых имеет длитель- 15 ность 60 эл.град. (i, показано . сплошны и лини ми на фиг.5 и 7).The current form in the primary phase windings W, and w coincides with the form consumed by the converter through the phase linear current input pins, the half-waves of which are formed by two steps of equal amplitude, each of which has a duration of 60 al. (i, shown. solid and lines in figure 5 and 7).
Форма тока тиристоров совпадает с полуволной тока в первичных фазных полуобмотках w, и w (i показано 20 сплошными лини ми на фиг.5 и 7).The current form of the thyristors coincides with the half-wave current in the primary phase semi-windings w, and w (i is shown by 20 solid lines in figures 5 and 7).
В преобразователе по фиг.1 допу- каетс размещение обмоток каждого однофазного трансформатора на одном из боковых стержней однофазного бро- 25 невого трансформатора. Это не мен ет принцип работы преобразовател , хот и обеспечивает более эффективное запирание тиристоров в рабочем диапазоне регулировани , в области малых нагрузок вследствие некоторой индуктивной св зи между стержн ми. Например, при отпирании тиристора 4 (фиг.1) тиристор 3 и трансформатор 8 обеспечиваютс только за счет переключающих свойств диодов 12 и 9, так как обмотки трансформаторов 7 и 8 не имеют магнитной св зи. Однако при наличии указанной магнитной св зи диапазон регулировани напр жени не- 40 сколько сужаетс за счет в.стречно- го направлени индуктированной и приложенной ЭДС на первичной обмотке вступающего в работу стержн трансформатора (например, процесс отклю- 45 чени тиристора 3 при включении ти- .ристора 4). При размещении обмоток на боковых стержн х однофазного броневого трансформатора согласно расчетам диапазон регулировани сужаетс на 3 20 . Амплитуда магнитного потока каждого крайнего стержн при подключении его первичной обмотки или полуобмотки вдвое меньше, чем в среднем стержне, при включении тиристоров 2 и 5. Этим.обусловлено вдвое большее сечение среднего стержн относительно крайнего, чему удовлетвор ет конструкци однофазного броневого трансформатора.С ростом мощно35In the converter of FIG. 1, the windings of each single-phase transformer are allowed to be placed on one of the side rods of the single-phase power 25 transformer. This does not change the principle of operation of the converter, although it provides more efficient locking of the thyristors in the operating control range, in the area of small loads due to some inductive coupling between the rods. For example, when unlocking the thyristor 4 (Fig. 1), the thyristor 3 and transformer 8 are provided only by the switching properties of diodes 12 and 9, since the windings of transformers 7 and 8 do not have a magnetic connection. However, in the presence of the indicated magnetic coupling, the voltage control range is somewhat narrowed due to the throat direction of the induced and applied EMF on the primary winding of the transformer stem that comes into operation (for example, the thyristor 3 is turned off Ch. 4). When windings are placed on the side rods of a single-phase armored transformer, according to the calculations, the control range is narrowed by 3-20. The amplitude of the magnetic flux of each extreme rod when connecting its primary winding or half-winding is half the average rod when thyristors 2 and 5 are turned on. This results in a twice larger cross section of the middle rod relative to the extreme one, which the single-phase armor transformer satisfies.
5050
5555
5five
сти трансформатора растет требовани к росту коэффициента заполнени сталью площади внутри обмотки бокового стержн . Поэтому с ростом мощности трансформатора сечение боковых стержней должны иметь форму, приближающую периметр стержн к окружности , например пр моугольно- ступенчатую форму или круглую. От Transformer frequency requirements are growing for steel to fill the area inside the side bar winding. Therefore, as the transformer power grows, the cross section of the side rods should have a shape that approximates the rod perimeter to a circle, for example, a rectangular-step shape or a round one. From
изменени соотношени сопротивлений магнитной цепи трансформатораchanges in the ratio of the resistance of the magnetic circuit of the transformer
.например,на участке крайнего стержн относительно среднего стержн или на участке между ос ми крайнего и среднего стержней относительно. For example, in the region of the extreme rod relative to the middle rod, or in the section between the axes of the extreme and middle terminals in relation to
,среднего стержн или на обоих указанных участках относительно среднего стержн зависит степень упом нутого сужени диапазона регулировани .Напри мер, при размещении обмоток на крайних стержн х трехфазного трансформатора (трехстержневого)диапазон регулирова/ -5 с, the middle rod or in both specified areas relative to the middle rod depends on the degree of the mentioned narrowing of the control range. For example, when winding is placed on the extreme rods of a three-phase transformer (three-rod), the range is adjustable / -5 s
ни сужаетс ,согласно расчетам на о 35neither narrows according to about 35
Нар ду с этим уменьшаетс удельна Along with this decreases the specific
мощность, т.е. ухудшаютс массогаба- ритные показатели трансформатора, за счет упом нутого неравенства магнитных потоков среднего и крайнего стержней. При увеличении упом нутого соотношени сопротивлений магнитной цепи трансформатора, например, за счет соответствующего изменени высоты , ширины и окна магнитопровода, можно добитьс значительно меньше- го сужени - диапазона регулировани .power, i.e. The mass and size parameters of the transformer deteriorate due to the mentioned inequality of the magnetic fluxes of the middle and extreme rods. By increasing the above ratio of the resistances of the magnetic circuit of a transformer, for example, by a corresponding change in the height, width and window of the magnetic circuit, it is possible to achieve a much smaller contraction - the adjustment range.
Устройство по фиг.2 отличаетс от устройства по фиг.1 тем, чте начало первичной обмотки 13 (14) трансформатора 7 (8) подключено к вход- ному вьшоду фазы А (В). Отпайки первичных обмоток-13 и 14, дел щие витки каждой обмотки на равные части , соединены через двухполюсник, образованный встречно-параллельно включенной парой тиристоров 1 и 4. Конец первичной обмотки 13 (14) через встречно-параллельно включенную пару тиристоров 2 и 5 (3 и 6), образующую второй (третий) двухполюс- ник, подключен к входному выводу фазы С.The device of FIG. 2 differs from the device of FIG. 1 in that the start of the primary winding 13 (14) of the transformer 7 (8) is connected to the input of the phase A (B). Otpayki primary windings-13 and 14, dividing the turns of each winding into equal parts, are connected through a two-pole, formed oppositely connected in parallel pair of thyristors 1 and 4. The end of the primary winding 13 (14) through the counter-parallel connected thyristors 2 and 5 ( 3 and 6), forming the second (third) bipolar, is connected to the input terminal of phase C.
Соединение элементов на вторичной стороне организовано аналогично устройству по фиг„1.The connection of elements on the secondary side is organized similarly to the device according to fig „1.
Преобразователь по фиг.2 работает аналогично преобразователю по фиг.1. При этом очередность включени тиристоров 1-6 соответствуетThe converter of FIG. 2 operates in a manner similar to the converter of FIG. 1. In this case, the sequence of switching on thyristors 1-6 corresponds to
12461246
их нумерации, а очередность включени диодов соответственно следующа 11-10, 11, 12, 12-9, 9, 10 (Uj показано утолщенными лини ми на фиг,6their numbers, and the order of switching on the diodes, respectively, is the following 11-10, 11, 12, 12-9, 9, 10 (Uj is shown by thick lines in FIG. 6
Ток нагрузки распредел етс между IThe load current is distributed between I
вторичными фазными обмотками и соответствующими диодами также равномерно , как и в преобразователе по фиг.1 (ivv показано сплошными лини ми на фиг.6).the secondary phase windings and the corresponding diodes are also uniform, as in the converter of figure 1 (ivv is shown in solid lines in figure 6).
Форма линейного тока, потребл емго преобразователем по фиг.2 через фазные входные выводы, совпадает с формой тока в первичных фазных полуобмотках W, и w (i уу показано сплошными лини ми на фиг.6).The shape of the linear current consumed by the converter of FIG. 2 through the phase input terminals coincides with the shape of the current in the primary phase semi-windings W, and w (i yy is shown by solid lines in FIG. 6).
Форма тока тиристоров совпадает с полуволной тока в первичных фазных полуобмотках w{ и w (i,; показано сплошными лини ми на фиг.6).The current form of the thyristors coincides with the half-wave current in the primary phase semi-windings w {and w (i ;; is shown by solid lines in Fig. 6).
В преобразователе по фиг.2 допускаетс размещение обмоток трансфор на двух смежных со средним стержн х трехфазного трансформатора . Однако это приводит к несколько большему ограничению диапазона регулировани напр жени , чем в случае преобразовател по фиг.1 (согласно расчетам на 13 53) . Так же, как и в преобразователе по фиг.1, от аналогичного изменени соотношени сопротивлений магнитной цепи трансформатора зависит степень упом нутого ограничени диапазона регулировани . Например, при размещении обмоток на боковых стержн х однофазного броневого трансформатора, диапазон регулировани ограничиваетс согласно расчетам только на б 40 . Однако амплитуда магнитного потока в среднем стержне меньше, чем в крайнем стержне. Поэтому возможно даже некоторое уменьшение сечени среднего стержн относительно крайнего .In the converter of FIG. 2, the transformer windings are arranged on two adjacent three-phase transformer rods adjacent to the middle. However, this leads to a somewhat greater limitation of the voltage regulation range than in the case of the converter of FIG. 1 (according to calculations of 13 53). As in the converter of Fig. 1, the degree of control range limitation depends on a similar change in the ratio of the resistances of the transformer magnetic circuit. For example, when windings are placed on the side rods of a single-phase armored transformer, the control range is limited according to calculations only by 40. However, the amplitude of the magnetic flux in the average rod is less than in the extreme rod. Therefore, it is even possible to slightly reduce the cross section of the middle rod relative to the extreme one.
Преобразователь по фиг.З отличаетс от преобразовател по фиг.1 тем, что дополнительно содержит у уравнительный реактор 19 с трем индуктивно св занными обмотками 20-22, которые с парами тиристоров 1и4;2и5;3и6, в двухполюсниках и двум первичными фазными полуобмотками w и Wj - образуют соединение треугольник, а именно: начало обмотки 20 подключено к катоду тиристора 1 и аноду тиристора 4, а конец - к входному выводу фазыThe converter of FIG. 3 differs from the converter of FIG. 1 in that it additionally comprises an equalization reactor 19 with three inductively coupled windings 20-22, which are coupled to thyristor pairs 1 and 4; 2 and 5; 3 and 6, in two-pole and two primary half-windings w and Wj - form a triangle connection, namely: the beginning of the winding 20 is connected to the cathode of the thyristor 1 and the anode of the thyristor 4, and the end to the input terminal of the phase
10ten
1515
1457124 1457124
В и началу обмотки 22, конец которой соединен с анодом тиристора 3 и катодом тиристора 6; конец обмотки 21 подключен к катоду тиристора 2 и аноду тиристора 5, а начало - к отпайке первичной обмотки 14 трансформатора 8.In and the beginning of the winding 22, the end of which is connected to the anode of the thyristor 3 and the cathode of the thyristor 6; the end of the winding 21 is connected to the cathode of the thyristor 2 and the anode of the thyristor 5, and the beginning to the tap-off of the primary winding 14 of the transformer 8.
Устройство по фиг.З работает следующим образом.The device according fig.Z works as follows.
Тиристоры 1-6, подключающие к первичным обмоткам трансформаторов смежные по фазе напр жени , отпираютс попарно одновременно и к соответствующей паре обмоток уравнительного реактора 19 прикладываетс раз- ность мгновенных значений этих напр жений . ЭДС взаимоиндукции уравновешивает напр жени обмоток реактора и обеспечивает равенство протекающих через них токов, в соответствии с чем распредел ютс токи между обмотками трансформатора и вентил ми .Thyristors 1-6, connecting to the primary windings of transformers, phase-related voltages are unlocked in pairs simultaneously and the difference of the instantaneous values of these voltages is applied to the corresponding pair of windings of the surge reactor 19. The EMF of mutual induction balances the voltage of the reactor windings and ensures the equality of the currents flowing through them, in accordance with which the currents between the transformer windings and the valves are distributed.
Допустим, что открыты тиристоры 1 и 2, причем потенциал фазы В более отрицателен, чем потенциал фазы С относительно положительного потенциала фазы А. Под действием ЭДС. взаимоиндукции обмоток 20 и 21 реактора 19 первичный ток протекает между входными выводами А, В, С от начала к отпайке обмотки 13 трансформатора 7, далее разветвл етс на две равные части, одна из которых протекает от отпайки к концу обмоти 13, через тиристор 1, от начала концу обмотки 20 и затем к входноу выводу фазы В, а друга - через иристор 2, от конца к началу оботки 21, затем от отпайки к концу бмотки 14 и к входному выводу фазы . При этом напр жение,прикладьшаемое обмотке 13,равно напр жению, приклаываемому к сумме витков обмотки 13 от ачала до отпайки и обмотки 14 от тпайки до конца и составл ет - 1з /2 от инейного напр жени сети.Suppose that thyristors 1 and 2 are open, and the potential of phase B is more negative than the potential of phase C relative to the positive potential of phase A. Under the action of EMF. mutual induction of the windings 20 and 21 of the reactor 19, the primary current flows between the input terminals A, B, C from the beginning to the tap-off of the winding 13 of the transformer 7, then splits into two equal parts, one of which flows from the tap to the end of the winding 13, through the thyristor 1, from the beginning to the end of the winding 20 and then to the input terminal of phase B, and the other through the aristometer 2, from the end to the beginning of the winding 21, then from the tap to the end of winding 14 and to the input terminal of the phase. In this case, the voltage applied to the winding 13 is equal to the voltage applied to the sum of the windings of the winding 13 from the beginning to the desoldering and the winding 14 from the soldering to the end and amounts to 1 s / 2 of the mains voltage.
2020
2525
30thirty
но те от В те пр го вы ва прBut those from In those you go
ни ти фа отр Есл циа кла 22 сум жен фаз пр дам рис вхо ко 1 з ураni fa fa esl cyclical 22 sum of phases
пот 25 нос ке ке напр ми ф 40 стор ными стор межд как 45 запи напр уравsweat 25 nose ke ke nap fi 40 side turn between 45 like recording
обмо 50 . ные ми в от н сфор 55 конц част 22, отпа 8 и дcheating 50. ni mi in from n sfor 55 end part 22, otpa 8 and d
Равные по величине ЭДС, индуктируемые на вторичные обмотки транформаторов 7 и 8, отпирают диоды соответственно 11 и 12, которые параллельно подключаютс на общий ток нагрузки. Однако по условию соблюдени баланса ампер-витков на каждом трансформаторе амплитуда тока диода 11 втрое больше амплитуды тока диода 12.Equal in magnitude of the EMF induced on the secondary windings of the transformers 7 and 8 unlock the diodes 11 and 12, respectively, which are connected in parallel to the total load current. However, by the condition that the ampere-turns balance on each transformer is observed, the amplitude of the current of diode 11 is three times greater than the amplitude of the current of diode 12.
10ten
1515
5712457124
00
5five
00
8eight
Через 30 эл.град. от естественного угла отпирани тиристоров потенциал фазы С становитс более отрицательным, чем потенциал фазы В относительно положительного потенциала фазы А, и пол рность напр жени на обмотках уравнительного реактора измен етс , а на выходе выпр мител продолжаетс формирование пульсации 6-пульсного выпр мленного напр жени .Through 30 el.grad. from the natural thyristor unlocking angle, the potential of phase C becomes more negative than the potential of phase B relative to the positive potential of phase A, and the polarity of the voltage on the windings of the surge reactor changes, and at the output of the rectifier, the formation of a pulsation of 6-pulse rectified voltage continues.
Через 60 эл.град. после отпирани тиристоров 1 и 2 отпираетс тиристор 3. При этом потенциалы фаз А и В положительны относительно отрицательного потенциала фазы С, Если потенциал фазы А больше потенциала фазы В, то их полуразность,прикладываема к каждой обмотке 21 и 22 и индуктируема на обмотке 20, суммируетс на тиристоре 1 с напр жением Цдц между входными выводами фаз А и В, а на тиристоре - 3 с напр жением . между входными выводами фаз В и С и вычитаетс на тиристоре 2 от напр жени Цд;., между входными выводами фаз А и С. Однако так как U д U,,, то тиристор 1 запираетс , а ЭДС взаимоиндукции уравнивает напр жени Пдс- и Ugc Through 60 el.grad. after unlocking the thyristors 1 and 2, the thyristor 3 is unlocked. In this case, the potentials of phases A and B are positive with respect to the negative potential of phase C, If the potential of phase A is greater than the potential of phase B, then their half difference is applied to each winding 21 and 22 and is induced on the winding 20, It is summed up on thyristor 1 with the voltage DC between the input terminals of phases A and B, and on the thyristor - 3 with voltage. between the input pins of phases B and C and is subtracted on thyristor 2 from the voltage CDd;., between the input pins of phases A and C. However, since U d U ,, then the thyristor 1 is locked and the EMF of mutual induction equalizes the voltage Ugc
Если потенциал фазы В больше потенциала фазы А, то их полураз- 25 ность, прикладываема к каждой обмотке 22 и 21 и индуктируема на обмотт ке 20, вычитаетс на тиристоре 1 от напр жени , между входными выводами фаз А и В и суммируетс на тири- 40 сторе 2 с напр жением Од между входными выводами фаз А и С, а на тиристоре 3 вычитаетс от напр жени UBC между входными выводами фаз В и С.Так как при этом Ug ,то тиристор 1 45 запираетс еще большим обратным напр жением, а ЭДС взаимоиндукции уравнивает напр жени Цд и Ug.If the potential of phase B is greater than the potential of phase A, then their half-width, applied to each winding 22 and 21 and induced on winding 20, is subtracted from thyristor 1 from the voltage, between the input terminals of phases A and B, and added to the thyristor 40 stor 2 with voltage Od between the input terminals of phases A and C, and on thyristor 3 it is subtracted from the voltage UBC between the input terminals of phases B and C. Since, in this case, Ug, the thyristor 1 45 is locked by an even greater reverse voltage, and EMF of mutual induction equalizes the voltage of DC and Ug.
Под действием ЭДС взаимоиндукции обмоток 21 и 22 реактора 19, пер- 0 . ьй ток,разветвленный на две равные части, протекает между входными выводами фаз А, В и С: одна часть от начала к отпайке обмотки 13 трансформатора 7, через тиристор 2, от 5 конца к началу обмотки 21,а друга часть от начала к концу обмотки 22, через тиристор 3, от начала к отпайке обмотки 14 трансформатора 8 и далее по общей цепи от отпайкиUnder the action of the EMF of the mutual induction of the windings 21 and 22 of the reactor 19, the per- 0. ь current, branched into two equal parts, flows between the input terminals of phases A, B and C: one part from the beginning to the tap-off of the winding 13 of the transformer 7, through the thyristor 2, from the 5 end to the beginning of the winding 21, and the other part from the beginning to the end windings 22, through the thyristor 3, from the beginning to the tap-off of the winding 14 of the transformer 8 and further along the common circuit from the desolder
9191
к концу обмотки 14 и к входному выводу фазы С.by the end of the winding 14 and to the input terminal of phase C.
Вторичные токи протекают через те же диоды 11 и 12 под действием напр жений на обмотках, равных по амплитуде выпр мл емым напр жени м предыдущей пульсации и сдвинутых относительно них по фазе на 60 эл.град. Однако теперь амплиту- да тока диода 12 становитс втрое больше амплитуды тока диода 11.The secondary currents flow through the same diodes 11 and 12 under the action of voltages on the windings, which are equal in amplitude to the rectifying voltages of the previous pulsation and are shifted relative to them in phase by 60 al. However, now the amplitude of the current of diode 12 becomes three times the amplitude of the current of diode 11.
Очередность включени тиристоров 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-1 и соответственно диодов: 11-12, 11-12, , 9-12,9-10,9-10,10-11 CUj показано пунктирными лини ми на фиг.5).The sequence of inclusion of thyristors 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-1 and respectively diodes: 11-12, 11-12,, 9-12.9-10.9-10 , 10-11 CUj is shown by dashed lines in FIG. 5).
Отсюда видно, что форма тока каждого диода или вторичной фазной полуобмотки образована трем ступень нами,кажда длительностью 60 эл.град соотношение амплитуд которых равно 2:3:1, причем перва из указанных v ступенек формируетс при одновременной работе обмоток 13 и 14, напри- мер, при включении тиристоров 6 и 1 или 3 .и 4 (iw4 показано пунктирными лини ми на фиг,5).This shows that the shape of the current of each diode or secondary phase half winding is formed by three stages by us, each 60 electra duration, the amplitude ratio of which is 2: 3: 1, and the first of the specified v steps is formed during simultaneous operation of windings 13 and 14, for example measures when thyristors 6 and 1 or 3. and 4 are turned on (iw4 is shown by dotted lines in FIG. 5).
Форма тока в первичных фазных полуобмотках w, и w совпадает с формой потребл емого преобразователем через фазные входные выводы линейного тока, полуволны которого образованы трем ступеньками, кажда из которых имеет .длительность 60 эл.град., а амплитуда крайней равна половине амплитуды средней (iyy показано пунктирными лини миThe current form in the primary phase semi-windings w, and w coincides with the form consumed by the converter through the phase input terminals of the linear current, the half-waves of which are formed by three steps, each of which has a duration of 60 electrical degrees, and its amplitude is equal to half the amplitude of the average (iyy shown by dotted lines
на фиг.5).figure 5).
Форма тока тиристоров совпадает с полуволной тока в обмотках реактора , а также в первичных-фазных полуобмотках w; и w, и образована двум cTyneHbKaMtT, кажда из которых имеет длительность 60 эл.град, и амплитуду, равную амплитуде крайней ступени первичного линейного тока. Частота напр жени на реакторе равна тройной частоте напр жени сети (ivv, показано пунктир- ными лини ми на фиг,5),The form of the thyristor current coincides with the half-wave current in the reactor windings, as well as in the primary-phase semi-windings w; and w, and is formed by two cTyneHbKaMtT, each of which has a duration of 60 al. degrees, and an amplitude equal to the amplitude of the extreme step of the primary linear current. The frequency of the voltage on the reactor is equal to the triple frequency of the mains voltage (ivv, shown by dotted lines in FIG. 5)
Схема второго частного исполнени преобразовател с трехобмоточ- ным уравнительным реактором построена и работает аналогично первому частному исполнению, представленному на фиг.З, но на основе схемы по фиг.2, предусматривающей подключение первичных фазных обмоток кThe circuit of the second private version of the converter with a three-winding surge reactor is constructed and operates similarly to the first private version shown in FIG. 3, but based on the circuit in FIG. 2, which provides connection of the primary phase windings to
4four
10ten
выводам двухполюсников одноименными выводами.conclusions of two-terminal networks with the same conclusions.
Преобразователь по фиг.4 отличаетс от преобразовател Tfo фиг.З тем, что дополнительно содержит встречно-параллельно включенные пары тиристоров 23-28 и отпайку в каждой обмотке уравнительного реактора 19, дел щую ее витки в соо тно- гаении i4. Тиристоры 23, 26 (24, 27; 25, 28) включены в двухполюсниках параллельно тиристорам 1, 4 (2, 5; 3, 6) и большей части витков обмотки 20 (21, 22) реактора 19.The converter of FIG. 4 differs from the Tfo converter of FIG. 3 in that it additionally contains anti-parallel thyristor pairs 23-28 and a tap-off in each winding of the equalization reactor 19, dividing its turns in conjunction with i4. Thyristors 23, 26 (24, 27; 25, 28) are included in the two-terminal parallel to the thyristors 1, 4 (2, 5; 3, 6) and most of the turns of the winding 20 (21, 22) of the reactor 19.
Устройство по фиг.4 работает сле дующим образом.The device of FIG. 4 operates as follows.
Допустим, что открыты тиристоры 23 и 2, причем потенциал фазы В более отрицателен, чем потенциал фазы С относительно положительного потенциала фазы А. Под действием ЭДС взаимоиндукции части витков обмотки 20 и всей обмотки 21 реактора 19 певичный ток протекает между входными выводами фаз А, В, С от начала к отпайке обмотки 13 трансформатора 7, далее разветвл етс на две неравные части в отношении 1:(4 + 1), из которых протекает от отпайки к концу обмотки 13, через тиристор 23, от отпайки к концу обмотки 20 и затем к входному выводу фазы В, а меньша - через тиристор 2, от коца к началу обмотки 21, затем от отпайки к концу обмотки 14 и к входному выводу фазы С. При этом напр жение , -прикладываемое к обмотке 13, г равно напр жению, прикладываемому к сумме витков обмотки 13 от начал до отпайки и обмотки 14 от отпайки до конца, и составл ет 2- {3 СОЗ 15° от линейного напр жени сети.Suppose that thyristors 23 and 2 are open, and the potential of phase B is more negative than the potential of phase C relative to the positive potential of phase A. Under the action of the EMF of mutual induction of part of the windings 20 and the entire winding 21 of reactor 19, the singing current flows between the input terminals of phases A, B , C from the beginning to the tap-off of the winding 13 of the transformer 7, further splits into two unequal parts in the ratio 1: (4 + 1), from which it flows from the tap to the end of the winding 13, through the thyristor 23, from the tap to the end of the winding 20 and then to the input terminal of phase B, and less - through From thyristor 2, from the end to the beginning of the winding 21, then from the desoldering to the end of the winding 14 and to the input terminal of the phase C. At that, the voltage applied to the winding 13, g is equal to the voltage applied to the sum of the turns of the winding 13 from the beginning to tap and winding 14 from tap to the end, and is 2- {3 POPs 15 ° from the line voltage.
Равные по величине ЭДС,индуктируемые на вторичные обмотки трансфер- маторов 7 и В, отпирают диоды соответственно 11 и 12. Однако отношение амплитуды тока диода 11 к току диода 12 равно -2- +3.Equal in magnitude of the emf induced on the secondary windings of the transferors 7 and B unlock the diodes 11 and 12, respectively. However, the ratio of the amplitude of the current of the diode 11 to the current of the diode 12 is -2-3.
Переключение тиристоров происходит аналогично схеме преобразовател по фиг.З с той разницей, что попарно включаемые обмотки реактора имеют неравные числа витков и обтекаютс соответственно неравными токами, причем частота этих переключений вдвое больше. Частота разностного напр жени на реакторе, - т.е. напр жени , определ емого The switching of the thyristors occurs similarly to the converter circuit of Fig. 3 with the difference that the pairwise switched windings of the reactor have unequal numbers of turns and flow around correspondingly unequal currents, and the frequency of these switchings is twice as large. The difference voltage frequency at the reactor, i.e. voltage determined
ностью мгновенных значений смежных по фазе полуволн выпр мл емых напр жений, так же, как и в схеме по фиг.З, равна утроенной частоте ,сети, но амплитуда меньше.the instantaneous values of the phase-related half-wave rectifier voltages, as well as in the circuit of FIG. 3, are equal to the tripled frequency, the network, but the amplitude is smaller.
Очередность включени тиристоров: 1-28, 23-6, 23-2, 1-24, 3-24, 25-2, 25-4, 3-26, 5-26, 27-4, 27-6, 5-28 и соответственно диодов: 11-10, 11-10, 11-12, 11-12, 11-12, 11-12, 9-12, 9-12, 9-10, 9-10, 9-10, 9-10, (Uj показано пунктирными лини ми на фиг, 7).Thyristor switching on sequence: 1-28, 23-6, 23-2, 1-24, 3-24, 25-2, 25-4, 3-26, 5-26, 27-4, 27-6, 5- 28 and respectively diodes: 11-10, 11-10, 11-12, 11-12, 11-12, 11-12, 9-12, 9-12, 9-10, 9-10, 9-10, 9 -10, (Uj is shown by dashed lines in FIG. 7).
Форма тока каждого диода или вто- ричной фазной полуобмотки образована шестью ступеньками, кажда длительностью 30 эл.град., соотношение амплитуд которых равно 1: (л + - 1) : (+ 1,5) : (0,5- + 1,5): : (0, 0,5): 0,5 (i показано пунктирными лини ми на фиг.7 относительно сплошных линий, соответствующих кривым схемы по фиг.1).The form of the current of each diode or secondary phase semi-winding is formed by six steps, each 30 electr long, the ratio of amplitudes of which is 1: (l + - 1): (+ 1.5): (0.5- + 1, 5):: (0, 0.5): 0.5 (i is shown by dotted lines in FIG. 7 with respect to the solid lines corresponding to the curves of the circuit of FIG. 1).
Форма тока в первичных фазных- полуобмотках w и w, совпадает с формой потребл емого преобразователем через фазные входные выводы линейного тока, полуволны которого образованы ступеньками, расположен- ными по косинусоидеThe form of the current in the primary phase-semi-windings w and w coincides with the form consumed by the converter through the phase input terminals of the linear current, the half-waves of which are formed by steps located along the cosine
1 : (З 1) : (З 2) : Сл(з + 2): : ( + 1) : 11: (C 1): (C 2): Sl (C + 2):: (+ 1): 1
(, показано пунктирными лини ми на фиг.7).(shown in dotted lines in Figure 7).
Форма тока в первичных фазных полуобмотках w( и w совпадает с формой тока меньшей части витков ка дои обмотки уравнительного реактора и содержит в полуволне четыре ступеньки, кажда длительностью 30 эл.град,, соотношение амплитуд которых равно 1: (-0 + 1) ; (fj + + 1) : 1,причем две промежуточные ступеньки с Ш + 1) раз больше амплитудой одновременно совпадают по форме со ступеньками тока тиристоров 23-28, а две крайние ступеньки с -AlT раз меньшей амплитудой-- со ступеньками тока тиристоров 1-6 (i-wi показано пунктирными лини ми на фиг.7),The current form in the primary phase semi-windings w (and w coincides with the current form of the smaller part of the turns as far as the winding of the surge reactor and contains four steps in a half-wave, each 30 electr long, whose amplitude ratio is 1: (-0 + 1); (fj + + 1): 1, with two intermediate steps with W + 1) times more amplitude at the same time coincide in shape with the current steps of thyristors 23-28, and two extreme steps with -AlT times smaller amplitude-- with the current steps of thyristors 1 -6 (i-wi is shown by dotted lines in Fig. 7),
Схема второго частного исполне- ни преобразовател с трехобмоточным уравнительным реактором и введенными в двухполюсники дополнительнымиThe scheme of the second private version of the converter with a three-winding balancing reactor and the additional ones introduced into the two-terminal networks
Q Q
5 о 5 o
25 Q 25 Q
00
3535
00
24122412
встречно-параллельно соединенными управл емыми вентил ми построена и работает аналогично первому частному исполнению, представленному на фиг.4, но на основе схемы по фиг.2, предусматривающей подключение первичных фазных обмоток к выводам двухполюсников одноименными выводами.counter-parallel connected controllable valves are constructed and operate similarly to the first private version, shown in Fig. 4, but based on the circuit in Fig. 2, which provides for connection of the primary phase windings to the bipolar network terminals of the same name.
Согласно расчетам активные потери в меди трансформатора преобразовател с двухполюсниками, выполненными в виде основных встречно-параллельно включенных управл емых вентилей на 8,5% меньше, чем в трехфазном мостовом выпр мителе.According to the calculations, the active losses in the converter's copper with two-pole transformers, made in the form of main anti-parallel-connected controlled valves, are 8.5% less than in a three-phase bridge rectifier.
Техническим преимуществом предлагаемого преобразовател по сравнению с -известным вл етс возможность его выполнени на двух однофазных трансформаторах вместо трех и одновременно на четырех диодах вместо шести. Кроме того, уменьшаетс активные потери в меди трансформатора. При этом в преобразователе с двухполюсниками , выполненными в виде основных встречно-параллельных вклю- ченных управл емых вентилей, имеетс возможность работы на трансформаторе магнитосв зной системы, что позвол ет в частном случае (фиг.2) по сравнению с трехкатушечным трансформатором увеличивать объем обеих катушек в больших .пределах, не-переход на больший типоразмер магнитопро- водаThe technical advantage of the proposed converter as compared to the known one is the possibility of its implementation on two single-phase transformers instead of three and at the same time on four diodes instead of six. In addition, transformer copper loss is reduced. In this case, in the converter with two-pole, made in the form of the main counter-parallel included controlled valves, it is possible to work on the transformer of the magnetoconnection system, which allows in the particular case (Fig. 2) to increase the volume of both coils in comparison with the three-core transformer in large limits, non-transition to a larger size magnetic conductor
Кроме того,изобретение предусмат-: / ривает возможность включени трехоб- моточного уравнительного реактора, который усиливает эффект повьшени энергетических показателей преобразовател за счет дальнейшего уменьшени активных потерь в трансформаторе , т.е. повьш1ени КПД и в частности за счет образовани 12-пульсно-: го выпр млени вместо 6-пульсного. In addition, the invention provides for: the possibility of switching on a three-winding surge reactor, which enhances the effect of increasing the energy performance of the converter by further reducing the active losses in the transformer, i.e. Increase efficiency, and in particular by forming a 12-pulse: rectifying instead of a 6-pulse.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874253258A SU1457124A1 (en) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | Three-phase a.c. to d.c. voltage converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874253258A SU1457124A1 (en) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | Three-phase a.c. to d.c. voltage converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1457124A1 true SU1457124A1 (en) | 1989-02-07 |
Family
ID=21307450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874253258A SU1457124A1 (en) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | Three-phase a.c. to d.c. voltage converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1457124A1 (en) |
-
1987
- 1987-06-01 SU SU874253258A patent/SU1457124A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1251263, кл. Н 02 М 7/17, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1220086, кл. Н 02 М 7/17, 1983. Авторское свидетельство СССР № 995240, кл. Н 02 М 7/12, 1981. // О * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5148357A (en) | Auto-connected hexagon transformer for a 12-pulse converter | |
US6101113A (en) | Transformers for multipulse AC/DC converters | |
US8923026B2 (en) | Power conversion circuits | |
US5455759A (en) | Symmetrical, phase-shifting, fork transformer | |
US6650557B2 (en) | 18-pulse rectification system using a wye-connected autotransformer | |
US7049921B2 (en) | Auto-transformer for use with multiple pulse rectifiers | |
US8885372B1 (en) | Low harmonic content AC to DC power conversion | |
US4493016A (en) | Rectifier transformer | |
US5068774A (en) | 24-pulse hexagon-type AC/DC static converter | |
US3700925A (en) | Thyristor tap changer for electrical inductive apparatus | |
US4498127A (en) | Static converter with electric valves comprising a twelve-phase connection with two Graetz bridges for the suppression of harmonics 5 and 7 of network current | |
JPH04229077A (en) | Optimized 18 pulse type ac/dc or dc/ac converter | |
SU1457124A1 (en) | Three-phase a.c. to d.c. voltage converter | |
US3535617A (en) | Power source including alternating current transformer having output voltage adjustable in small increments | |
RU2469457C1 (en) | Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions) | |
SU1580508A1 (en) | Three-phase-to-dc voltage converter | |
RU2149495C1 (en) | Three-phase ac-to-dc voltage converter | |
RU2732193C2 (en) | Three-phase alternating voltage converter (embodiments) | |
SU1014109A1 (en) | Three-phase ac voltage-to-dc voltage converter | |
CN215682151U (en) | Multiphase flow energy transmission rectifier | |
Fuentes | Current distribution in paralleled thyristors-a comparative analysis of 5 real cases in high current transformer-rectifiers | |
SU997201A1 (en) | Ac-to-dc voltage converter | |
SU951604A1 (en) | Three-phase ac to dc voltage converter | |
SU1149358A1 (en) | A.c. voltage-to-d.c. voltage converter | |
SU968880A1 (en) | Three-phase ac voltage to dc voltage converter |