SU832675A1 - Трехфазный преобразователь переменногоНАпР жЕНи B пОСТО ННОЕ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть ис- i пользовано в качестве источника посто нного напр жени . Известны устройства дл  выпр млени  многофазного напр жени  содержащие вентильные мосты с приложенными к ним системами многофазных напр жений с взаимным сдвигом на 30 эл. град с помощью силовых трансформаторов, первичные обмотки которых присоединены к многофазной сети l и 12.

Недостатком этих выпр мительных , устройств  вл етс  относитель ное ухуд шение энергетических показателей по мере роста нагрузки, что обусловлено соответствующим возрастанием угла коммутации; Это вытекает из особенностей работы вентильного MOCTeiV св зывающего многофазное напр жение питающей сети с нагрузкой, описываемых схемой замещени  из системы ключей, поочередно подключающих приемник посто нного тока к различным фазам питающей сет и.-Обычный алгоритм переключени  этих ключей обуславливает бестоковые интервалы на входе каждой из вентильных ветвей многофазного мое та длительностью в шестую часть периода промышленной частоты. Поскольку

к вентильной ветви выпр мителей- присоединена только соответствующа  фаза вторичной обмотки питающего трансформатора , ток в этой фазе вторичной

обмотки трансформатора должен также иметь форму меандра в виде знакопеременных пр моугольников, чередуелых с бестоковыми паузами, что нереализуемо из-за электромагнитной инерции

обмотки. Под воздействием энергии магнитного пол , запасенной ранее в ин- дуктивном сопротивлении рассе ни  этой фазы вторичиой обмотки пита1ацего трансформатора , происходит зат гиЕайие откршюго состо ни  вентил  соответств ощей фазы вентильных ветвей при одновременном отпирании другого вентил  той же вентильной группы моста. Следстви ми такого коммутационного

процесса  вл ютс  увеличение угла

сдвига по фазе между основными составл юцта напр жени  и тока в фазах обмоток питающего трансформатора и соответствующее ухудшение его энереретических показателей.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  трехфазный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий три выпр мител , в каждом

из которых .вентили соединены по трех-, фазной мостовой схеме, три конденсатора , соеДиненньгх в треугольник и че тыре трехфазных трансформатора, из которых первичные бмотки первых- дву подключены к трехфеГзной питаквдей сети , вторична  обмотка первого трансформатора соединена в звезду: и под лючена последовательно в каждом фаз соединенной в звезду, к первичной об мотке третьего трансформатора, а к их общим точкам оединени  подключен вход переменного тока первого выпр мит л , вторична  обмотка второго трансфор матора соелинена в треугольник, каж да  из верШин которого соединена с со ответствуквдей вершиной, соединенной в треугольник первичной обмотки четвертого трансформатора и их общим точкам соединени  подключен вход переменного тока третьего вьшр мител , вторичные обмотки третьего и четвертого трансформаторов- в ка здой фазе соединены последовательно с обратным чередованием фаз и к свободным концам вторичной обмоткн третьего транс Форматора подключен вход переменного тока второго выпр мител , а все выпр мители по выходу соединены параллельно , причем со стороны одних од-, ноименных выводов силовых электродов вентилей выпр мители соединены непосредственно , а со стороны других через дроссели р. Недостатки известного преобразовател  заключаютс  в невозможностк создани  режима непрерывного тока в цепи вторичных обмоток первых двух трансформаторов на основной частоте, большом угле коммутации вентилей, невозможности получени  любой заданной величины входного коэффициента мовд НОСЧИ и, т. д. Цель изобре-гени  - улучшение энергетических показателей. Поставленна  цель достигаетс  тем что в преобразсвателе третий и четвер тый трансформаторы сиабжены каждый одной дополнительной трехфазной об-. моткой, причем .дополнительнак обмот ка третьего тран(рформатора соединена., в звезду и свободными концами подключена последовательно с обратным че редованием фаз к соответствующим фазным концам дополнительной обмотки четвертого трансформатора, из других концов которой подключен к .соответетвугаадей вершине треугольника конденсатороа, а свободны концы вторичной обмотки четвертого трансформатора объединены. На чертеже схематически изображен предлагаемый преобразователь. Преобразователь содержит трансформаторы 1 и 2, вшф мктели 3 и 4, собранные на вентил х по трехфазной мост вой схеме, входы переменного тока которых присоединены к вторичным обмоткам 5 и б траисформаторов 1 и 2, первичные обмотки 7 к 8 которых подключены к трехфазной сети. Первична  обмотка 9 трансформатора 10 соединена в звезду и подключена к обмотке 5, соединенной также в звезду. Первична  обмотка 11 трансформатора 12 соединена в треугольник и подключена к соединенной в -треугольник вторичной обмотке б трансформатора 2. Вторичные обмотки 13 и 14 трансформаторов 10 и 12 соединены пофазно-последовательно и одними свободными концами подключены к входу выпр мител  15 пе-, ременного тока, собранного по трехфазной мостовой схеме на вентил х, а их другие концы объединены. К выходу параллельно соединенных выпр мителей подключена нагрузка 16. Каждый из трансформаторов 10 и 12 снабжен дополнительной обмоткой 17 и 18, .соответственно . Причем дополнительна  обмотка 17, соединена в звезду и свободными концами подключена последовательно с обратными чередованием фаз к соответствующим одним фазным концам дополнительной обмотки 18, каждый из других концов которой подключен к соответствующей вершине треугольника конденсаторов 19. Фазы обмоток 7, 14 и 17 соответствуют фазам обмоток 8, 13 и 18 трансформаторов 1, 2, 10 и 12. При этом к одним и тем же линейным проводам питанвдей сети присоединены те же фазы обмоток 7 и 8. Соответствующие фазы обмоток 13 и 14 соединены последовательно , причем характер магнитной св зи указанных обмоток, например трансформатора 10, протиноположен характеру этой св зи соответствующего трансформатора 1. В последовательное соединение ормоток 17 и 18 вход т те же фазы, которым соответствуют присоединенные к одним проводам питающей сети фазы первичных обмоток 7 и 8 трансформаторов 1 и 2. Из разметки одноименных зажимов обмоток 17 и 18 и и обмоток 13 и 14 следует взаимно противоположный характер магнитной св зи в обмотк,ах 13 и 18, вход щих в последовательное соединение обмоток 13 и 14, или 17 и 18. К соединенным треугольником конденсаторам 19 приложено трехфазное несинусоидальное напр жение, содержащее нар ду с основной гармоникой также одиннадцатую, тринадцатую, двацать третью гармонику и гармоники более высокого пор дка. К входу выпр мител  15 переменного тока приложено несинусовдапьное напр жение, не имеющее основной составл ющей, а его наименьшими гармониками  вл ютс  п та  и седьма . Работа выпр мител  в идеальном случае должна характеризоватьс  шестью тактами поочередного подключени  нагрузки к различным парам фаз вторичной обмотки питающего трансформатора с помощью соответствующих пар

вентилей этого моста. При этом крива  тока каждой фазы вторичной обмотки , питающей выпр митель, должна выражатьс  меандром, содержащим также бестоковые паузы продолжительностью в шестую часть периода кгшда  Така  крива  входного тока выражаетс  суммой основной составл ющей и 1нечетных гармоник, некратных трем.

Включение параллельно вторичной обмотке 5 трансформатора 1 обмотки 9 трансформатора 10, а параллельно вторичной обмотке б трансфо:рматора 2 обмотки 11 трансформатора 12 позвол ет ;

а) избежать зат гивание коммутационного процесса в вентил х соответствующих выпр мителей 3 и 4, поскольку энерги  магнитного пол , запасенна  в индуктивном сопротивлении рассе ни  обесточиваемой фазы вторичной ка сдого из трансформаторов 1 и 2, передаетс  соответствующим трансфор1 аторам 10 и 12 через обмотки 9 и 11, а затем через обмотки 17 и 18 этих трансформаторов - конденсаторной батареей 19;

б) отводить значительную часть энергии п той, седьмой и некоторых других гармоник на входе вьтр мителей 3 и 4 в цепь параллельно соединенных с ними обмоток 9 и 11 трансфоматоров 10 и 12, откуда она через посредство последовательно с5оединенных обмоток 13 и 14 этих трансформаторов передаетс  на вход выпр мител  15, а после выпр млени  в нем соответ- ствующих гармониче.ских составл ющих напр жени  - в нагрузку 16.

Изобретение обеспечивает:

а)повышение коэффициента мощност за счет существенного уменьшени  угла коммутации,-обусловленное передачей в цепь обмоток 17 и 18 и конденсатора 19 энергии магнитного пол , запасаемой в индуктивных сопротивлени х рассе ни  обесточиваемых фаз втричных обмоток 5 и 6 трансформаторов 1, 2;

б)увеличение коэффициента полезнго действи  за счет утилизации значительной части энергии п той, седьмой

и некоторых других высших гармоник входного тока основных вентильных мостов.

в)предотвращение повторного отпир ани  того вентил  выпр мител  3 или 4, который в соответствии- с алгоритмом переключений вместе с последовательно соединенной фазой вторичной обмотки трансформатора 1 или 2 должен проходить бестоковую паузу в продолжение шестой части цикла коммутации или периодапитающей сети.

Причиной повторного отпирани  вентил   вл етс  наличие запаса энергии в магнитном поле индуктивности рассе ни  фазы вторичной обмотки одного из трансформаторов 1 и 2 к моменту

предполагаемого начала ее бестоковой паузы. Повторное отпирание вентилей предотвращаетс  благодар  отводу части энергии магнитного пол  индуктивности рассе ни  вторичной обмотки одного из трансформаторов 1 и 2 на вход выпр мител  15 на частотах п той и седьмой гармоник и отводу другой части этой энергии в конденсаторы 19 на основной частоте с последуквдим ее возвращением на входы выпр мителей 3 и 4 и дальнейшей, передачей нагрузки посто нного тока. Это способствует улучшению входного коэффициента мощности и вместе с утилизацией энергии наиболее значитель5 ных высших гармонических приводит к улучшению энергетических показателей.

Claims (3)

1. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи,. 1956, Госэнергоиздат , с. 26-33. 4.1.

2.-Авторское свидетельство СССР 114549, ют. Н 02 М 7/06, 1958,

3. Авторское сйидетельство СССР по за вке № 2685587, кл. Н02М7/06, .1978.