SU1661944A1

SU1661944A1 - Двухфазный источник электропитани с дес тикратной частотой пульсации

Info

Publication number: SU1661944A1
Application number: SU894654033A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Михайлович Репин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1427
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс в качестве средневольтного вторичного источника электропитани , в частности при использовании двух фаз из трех при питании от типовой трехфазной сети. Цель изобретени - расширение области применени . Устройство содержит дес ть преобразовательных элементов 1 - 10, собранных в п ти чейковый вентильный мост 11, выводы 12 и 13 посто нного тока которого образуют выходные выводы, а к выводам переменного тока подключены п ть выводов секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитного аппарата 15. Две секции первой и три секции второй фаз соединены при соответствующих соотношени х так, что на подход щих к мосту 11 лини х формируетс п ть диагональных ЭДС, в результате выпр млени которых с помощью моста 11 на нагрузке 14 обеспечиваетс дес тикратна частота пульсации, не кратна трем, в том числе и при использовании двух фаз из трех типового трехфазного первичного источника. 3 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания, в частности при использовании двух фаз из трех при питании от ти- 5 повой трехфазной сети.

Цель изобретения - расширение области применения.

На фиг. 1 представлены принципиальная электрическая схема двухфазного ис- 10 точника электропитания с десятикратной частотой пульсации выходного знакопостоянного напряжения (П=10); на фиг. 2 - то же, при упрощенном изображении соединения секции, двухфазной вентильной обмотки 15 (ВО) электромагнитного аппарата (ЭМА) в топологическом, а пятиячейкового вентильного моста - в блочном виде; на фиг. 3 десятилепестковая диаграмма знакопостоянных импульсов 5_л(д = 1,10), иллюстриру- 20 ющая в фазовой плоскости форму выходного напряжения U_o, причем для удобства понимания при S _M указаны номера токопроводящих в данный момент (открытых естественным образом) 25 преобразовательных элементов (ПЭ) моста, а также выводы секций ВО, между которыми в данный момент образуется наибольшая разность потенциалов. Эта разность отражает из всех линейных действие соответст- 30 вующих диагональных ЭДС (ДЭДС).

Приняты обозначения: т_и ~ число исходных ЭДС; <раь - фазовый сдвиг между преобразуемыми ЭДС исходных фаз а и Ь; Чг ~ число секций ВО или секций двухфаз- 35 ного источника переменных напряжений; Мд - общее число линейных ЭДС, формирующихся между соответствующими парами линий, соединяющих секций ВО с мостом: Мд - число ДЭДС; В - общее число ПЭ; В_п 40 - число ПЭ, последовательно соединенных между собой в каждом из десяти контуров 'протекания тока нагрузки в течение одного периода преобразуемых исходных ЭДС: П частотная кратность пульсации; К_п - коэф- 45 фициент пульсации по полному ее размаху относительно среднего значения V_o выходного напряжения в режиме XX; Wjr_a - суммарное число витков ВО относительно амплитуды Uao напряжения U_o. 50

Устройство содержит десять ПЭ 1-10, собранных в пятиячейковый вентильный мост 11, выводы 12 и 13 постоянного тока которого образуют выходные выводы, К ним подключается нагрузка 14. . 55

Источник электропитания содержит также ЭМА 15, двухфазная ВО которого разделена в первой фазе на две(а1Х1, агхг). а во . второйфазе-натри(Ь1у1, Ьгуг. Ьзуз) секции.

Причем первая секция biyi второй фазы снабжена одним (bi¹). а первая секция aixi первой фазы двумя (ai¹, ai^T1) отводами.'

Разноименные выводы ai и yi этих первых секций aixibiyi разных фаз подключены к двум из пяти выводам переменного тока указанного моста 11, а первый отвод ai¹первой секции aixi первой фазы выполнен между вторым ее отводами ai¹¹ и присоединенным к мосту выводом 31.

Первая секция biyi второй фазы присоединена своим выводом bi встречно к второму отводу аг первой секции aixi первой фазы, к первому отводу ai которой подключена согласно выводом уз дополнительная третья секция Ьзуз второй фазы. Вторая ее секция Ьгуг своим выводом уг, одноименным выводу уз третьей секции Ьзуз, присоединена встречно к выводу χι первой секции aixi первой фазы. .Вторая ее секция, агх2 выводом присоединена встречно к отводу Ьг первой секции biyi второй фазы, а выводы Ьг. Ьз второй и третьей секций Ьгуг и Ьзуз второй фазы и вывод хг второй секции агх2 первой фазы подключены к трем остальным выводам пятиячейкового моста 11.

При этом первая секция а 1x1 первой фазы й ее часть ai ¹at¹¹ между отводами аг и ai¹, равная одинаковым между собой первой (biyi) и третьей (Ьзуз) секциям второй фазы, а также вторая секция Ьгуг. равная части Ь1Ь1¹ первой ее секции biyi от отвода Ь? до вывода Ь1, присоединенного к первой секции а 1X1 первой фазы, и, кроме того, две ее части aiai¹, ai¹¹xi от первого отвода а? до присоединенного к мосту вывода ai и,от второго отвода а?¹ до другого вывода χι и вторая секция агхг могут быть установлены в соотношениях а 1X1 :(а 1¹аг¹¹= biyi= Ьзуз)(Ьгуг = = Ь1Ь1¹):а 1 а 1¹ :а 1¹¹ χι :агх2 = =-sln 42^o:0.5:sin18°:2sin6°sin18°: :sin6°:2sin18°sin42° 0.66913:0,5:0.309:0,0646:

• 0,10453:0,41355, что относительно амплитуды Uao выходного напряжения U_o в режиме XX соответствует 0.77261:0.57735:0,3568:0,0746:0,1207: '0,47753.

Действующие значения напряжений на этих секциях и частях, требующиеся на практике относительно задаваемого потребителем среднего значения У_о указанного напряжения нагрузки, при этом составляют 0.5554:0,415:0,2565:0,05758:0,08677:0,34327.

Устройство работает следующим образом.

Благодаря формированию (фиг, 2) пяти ДЭДС, образующихся между соответствующими парами присоединенных к мосту выводов ВО, на его выходе создается квазипостоянное напряжение U_o, содержащее за один период ЭДС (фиг. 3) десять примыкающих друг к другу импульсов ^SJ4 (μ = 1,10). Причем максимум первого импульса Si сдвинут по фазе на 18 эл.град. относительно максимума ЭДС первой фазы на секциях aixi или а₂х₂.

При указанных соотношениях длительность импульсов и фазовый сдвиг последующего импульса относительно предыдущего составляет 36 эл.град., а амплитуды всех десяти импульсов равны между собой. Возможное явление коммутации или одновременной параллельной работы внутренних ветвей (контуров) и асимметрия их сопротивлений из-за десимметрирующих факторов не учитываются.

В результате переменная составляющая огибающей выходного напряжения колеблется с частотой в 10 раз больше частоты преобразуемых ЭДС (П=10), а уровень пульсации составляет около 5% по полному размаху относительно постоянной составляющей V_o.

Причем в случае выполнения источника управляемым (регулируемым, стабилизированным) по выходному постоянному напряжению или при исполнении устройства в качестве инвертора возможен упрощенный алгоритм управления ПЭ, что обусловлено тем, что сигналы управления от вводимой системы управления достаточно подавать лишь на один ПЭ из десяти в каждом циклически сменяющемся контуре токопрохождения. Согласно фиг. 3 и при установленной нафиг. 1 нумерации ПЭ сигналы управления в дискретные моменты времени, соответствующие формированию десяти импульсов выходного напряжения в течение одного периода ЭДС, достаточно подавать периодически в последовательности на ПЭ 1,4, 3, 6, 5, 7, 10, 9 и 2 при естественном вступлении ПЭ в работу и выборе первого импульса в’ качестве исходного.

Тем самым впервые при наличии источника лишь двух переменных ЭДС с фазовым сдвигом 120 эл. град, создано устройство с не кратной трем частотной кратностью пульсации, что обеспечивает переход в не традиционный спектр гармонических выходного напряжения и потребляемого тока, изменение протекающих электромагнитных процессов при одновременном упро щении за счет уменьшения в 1,2 раза числа ПЭ, числа выводов ВО и числа линий присоединения ВО с мостом, снижения в 1,14 раза суммарных витков ВО, упрощения электрических связей, конструктивно-технологического исполнения и. как следствие, расширение области применения в средневольтных ВИП, в том числе преимущественно многоканальных.

Claims

Формула изобретения

Двухфазный источник электропитания с десятикратной частотой пульсации, содержащий электромагнитный аппарат, двухфазная вентильная обмотка которого при фазовом сдвиге ее ЭДС, равном 120 эл. град., разделена в каждой фазе на две секции с одним и соответственно с двумя отводами в первых секциях второй и первой фаз, причем одни разноменные выводы этих первых секций разных фаз подключены к двум из пяти выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, а первый отвод первой секции первой фазы выполнен между вторым ее отводом и присоединенным к месту выводом, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, первая секция второй фазы присоединена своим свободным выводом встречно к второму отводу первой секции первой фазы, к первому отводу которой подключена согласно одним выводом дополнительно введенная третья секция второй фазы, вторая секция которой присоединена встречно своим одноименным подключенному выводу третьей секции выводом к свободному выводу первой секции первой фазы, вторая секция которой одним выводом присоединена встречно к отводу первой секции второй фазы, а свободные выводы второй и третьей секций второй фазы и второй секции первой фазы подключены к трем свободным выводам переменного тока указанного пятиячейкового вентильного моста, при этом первая секция первой фазы и ее часть между отводами, равная одинаковым между собой первой и третьей секциям второй фазы, а также вторая ее секция, равная части первой ее секции от отвода до вывода, присоединенного к первой секции первой фазы, две ее части от первого отвода до присоединенного к мосту вывода и от второго отвода до другого вывода и вторая секция первой фазы установлены в соотношениях sin42°:0,5:sin18^o:2sin6°sin 18°:sin6°:2sin18° sin42°.

Фиг.2

U_o П*Ю , ί 2. )S₁₀ —_>ζ— S₁ (OfXf ,1,2)

9.10) S_a <-1 \xy '-N S₂(b,x,;

^f’⁴)

Sut j S, (9) bi; /'^ιχ'κ2

7.10) \/ /“\X) 3fi) ^’(χ,α,-,ί,Μι SslbiO,,5,6) ³'^Si фиг.З