SU913529A1 - Three-phase ac-to-dc voltage converter - Google Patents

Three-phase ac-to-dc voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU913529A1
SU913529A1 SU802919982A SU2919982A SU913529A1 SU 913529 A1 SU913529 A1 SU 913529A1 SU 802919982 A SU802919982 A SU 802919982A SU 2919982 A SU2919982 A SU 2919982A SU 913529 A1 SU913529 A1 SU 913529A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
winding
phase
sections
bridge
Prior art date
Application number
SU802919982A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ilmar E Ranne
Vello V Sarv
Yurij E Sooyarv
Original Assignee
Inst Termofiziki Elektrofiziki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Termofiziki Elektrofiziki filed Critical Inst Termofiziki Elektrofiziki
Priority to SU802919982A priority Critical patent/SU913529A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU913529A1 publication Critical patent/SU913529A1/en

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания с регулируемым выпрямленным напряжением, где требуется повышенное качество выходного и входного токов. *The invention relates to a conversion technique and can be used in power supply systems with adjustable rectified voltage, where higher quality of the output and input currents is required. *

Известен трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное с повышенным качеством выходного и входного токов, выполненный путем параллельного соединения трехфазных» мостовых .схем, и питания их от системы напряжений с увеличенным числом фаз [1].Known three-phase AC to DC converter with improved quality of the output and input currents, made by parallel connection of three-phase "bridge. Circuits, and supplying them from a voltage system with an increased number of phases [1].

Недостаток этого преобразователя потребность в специальном трансформаторе для увеличения числа фаз.The disadvantage of this converter is the need for a special transformer to increase the number of phases.

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий управляемый вентильный мост и цепочку из двух последовательно соединенных вентилей, подключенную параллельно указанному мосту, причем средняя •точка цепочки вентилей соединена с нуле2 вой точкой питающей системы. Этот преобразователь характеризуется тем, что для катодной и анодной групп управляемых вентилей имеются отдельные нулевые диоды. В результате этого становится возможным независимое и поочередное управление вентилями катодной и анодной групп, что позволяет уменьшить пульсацию выходного выпрямленного тока и улучшить форму потребляемого от сети переменного тока по сравнению с мостовым выпрямителем как без шунтирующих диодов, так и с одним шунтирующим диодом [2].Closest to the proposed is a three-phase AC to DC converter containing a controlled valve bridge and a chain of two series-connected valves connected in parallel with the specified bridge, with the middle • point of the valve chain connected to the zero point of the supply system. This converter is characterized by the fact that for the cathode and anode groups of controlled valves there are separate zero diodes. As a result of this, it becomes possible to independently and alternately control the valves of the cathode and anode groups, which makes it possible to reduce the ripple of the output rectified current and improve the shape of the AC consumed from the mains as compared to a bridge rectifier both without shunt diodes and with one shunt diode [2].

Недостатком преобразователя является то, что он может работать только вThe disadvantage of the converter is that it can only work in

3-пульсном и 6-пульсном режимах. В результате этого в выходном выпрямленном токе появляется 3—я и 6-я гармоники, а в переменном токе питания 5-я и 7—я гармоники частоты питания, что затрудняет сглаживание входного и выходного токов.3-pulse and 6-pulse modes. As a result of this, the 3rd and 6th harmonics appear in the output rectified current, and the 5th and 7th harmonics of the power frequency appear in the alternating current supply, which makes it difficult to smooth the input and output currents.

913529 4913529 4

Цель изобретения — улучшение формы| потребляемого из сети тока и уменьшение пульсаций выходного выпрямленного напряжения.The purpose of the invention is the improvement of form | current consumed from the network and reducing ripple of the output rectified voltage.

Поставленная цель достигается тем, 5 что трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной управляемый вентильный мост и цепочку из двух последовательно соединенных вентилей, подключен- ю ную параллельно основному управляемому вейтильному мосту, при этом выходные выводы образованы объединенными анодами и катодами указанного моста, снабжен двумя дополнительными управляемы- 15 ми вентильными мостами, соединенными параллельно по входу с основным управляемым вентильным мостом, а также делителем тока, обмотка которого расположена на одном сердечнике и имеет две 20 последовательно-согласно соединенные секции с отводом от точки соединения секций, причем этот отвод подключен к точке соединения вентилей указанной цепочки, начало обмотки соединено с 25 объединенными анодами и катодами одного дополнительного управляемого вентильного моста, а конец обмотки подключен к объединенным анодам и катодам другого дополнительного управляемого вен- Зд тильного моста.The goal is achieved by the fact that the three-phase inverter 5 AC to DC comprising a controlled main valve bridge and a chain of two series-connected valves, the connected parallel to the main w hydrochloric controlled veytilnomu bridge, the combined output terminals formed anodes and cathodes of said bridge is provided with two additional controllable 15 valve bridges connected in parallel at the input to the main controlled valve bridge, as well as a current divider otka which is arranged on one core and has two 2 0 consistently according connected sections with approach from the point sections a compound, wherein the outlet is connected to the point valves connecting said chain, the beginning of the winding is connected to 25 combined anodes and cathodes of the additional control valve bridge, and end of the winding is connected to the combined anode and cathode of another additional managed the Vienna W d threshing bridge.

Кроме того, для полного устранения высших гармоник ниже 11-ой в токе, потребляемом из сети, отношением чисел витков секций обмотки делителя тока выбрано равным 0,7 32:0,268.In addition, to completely eliminate the higher harmonics below the 11th in the current consumed from the network, the ratio of the number of turns of the sections of the windings of the current divider is chosen to be 0.7 32: 0.268.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжения питания одной фазы, тока питания одной фазы и напряжения нагрузки при полностью сглаженном токе, а также таблица включенного состояния управляемых вентилей. 45 In FIG. 1 shows a schematic diagram of a three-phase AC to DC converter; in FIG. 2 is a time diagram of the supply voltage of one phase, the supply current of one phase and the load voltage with a completely smoothed current, as well as a table of the on state of the controlled valves. 45

Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное (см. фиг. 1) содержит основной управляемый вентильный мост с управляемыми вентилями 1-6, два дополнительных управляемых 50 вентильных моста с управляемыми вентилями 7 - 12 и 13 - 18 соответственно, трехфазные входы этих мостов подключены к зажимам питания 19 - 21, выходные выводы преобразователя 22 и 55 23, нагрузку 24, цепочку из последовательно соединенных диодов 25 и 26, делитель 27 тока, обмотка которого расположена на одном сердечнике и имеет начало 28, конец 29 и отвод 30. Отвод 30 подключен к точке соединения диодов 25 и 26, начало 28 обмотки подключено к объединенным анодам и катодам дополнительного управляемого вентильного моста 7 — 12, а конец 29 обмотки подключен к объединенным анодам и катодам дополнительного управляемого вентильного моста 13 - 18.The three-phase AC to DC converter (see Fig. 1) contains the main controlled valve bridge with controlled valves 1-6, two additional controlled 50 valve bridges with controlled valves 7-12 and 13-18, respectively, the three-phase inputs of these bridges are connected to the terminals power supply 19 - 21, the output terminals of the converter 22 and 55 23, the load 24, a chain of series-connected diodes 25 and 26, a current divider 27, the winding of which is located on one core and has a beginning 28, end 29 and branch 30. Branch 30 is connected to then junction of the diodes 25 and 26, the beginning 28 of the winding is connected to the combined anodes and cathodes of the additional controlled valve bridge 7 - 12, and the end 29 of the winding is connected to the combined anodes and cathodes of the additional controlled valve bridge 13 - 18.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В каждый момент времени во включенном состоянии находятся только три вентиля, находящихся в разных фазах и в разных трехфазных мостах. При этом, , когда в основном вентильном мосте 1 6 включен вентиль катодной группы, то в дополнительных вентильных мостахAt each moment in time, only three valves are located in different phases and in different three-phase bridges. Moreover, when the valve of the cathode group is turned on in the main valve bridge 1 6, then in the additional valve bridges

-12 и13-18 включенные вентили находятся в анодной группе и наоборот.-12 and 13-18 the included valves are in the anode group and vice versa.

В результате этого ток основного вентильного моста 1-6 равен сумме токов дополнительных вентильных мостов 7 -12 и 13 - 18. Отношение токов определяется отношением чисел витков секций обмотки делителя тока. Так как токи в обмотке делителя тока являются переменными и накопление энергии в делителе тока не требуется, то его сердечник может быть изготовлен без немагнитного зазора, что позволяет при анализе работы пренебрегать намагничивающим током. Соответственно суммарная намагничивающая сила двух секций равна нулю и токи в секциях (и, следовательно, в соответствующих дополнительных вентильных мостах) обратно пропорциональны числам витков секций.As a result of this, the current of the main valve bridge 1-6 is equal to the sum of the currents of the additional valve bridges 7 -12 and 13 - 18. The ratio of currents is determined by the ratio of the number of turns of the sections of the winding of the current divider. Since the currents in the current divider winding are variable and energy storage in the current divider is not required, its core can be made without a non-magnetic gap, which allows the magnetizing current to be neglected when analyzing the operation. Accordingly, the total magnetizing force of the two sections is zero and the currents in the sections (and, therefore, in the corresponding additional valve bridges) are inversely proportional to the number of turns of the sections.

В целях исключения из тока питания высших гармоник ниже 11-ой, целесообразно выбрать отношение чисел витков секций обмотки делителя тока равным 005 45°: со5 75° = 2,73, что соответствует числу витков секций 0,732 и 0,268 от суммарного числа витков обмотки делителя тока.In order to exclude higher harmonics from the supply current below the 11th, it is advisable to choose the ratio of the number of turns of sections of the winding of the current divider equal to 005 45 °: co5 75 ° = 2.73, which corresponds to the number of turns of sections 0.732 and 0.268 of the total number of turns of the winding of the current divider .

Рассмотрим интервал работы, когда включены вентили 4,9 и 14. В этом случае начало 28 обмотки делителя 27 тока соединено через вентиль 9 и зажим с фазой С системы питания, конец 29 обмотки — через вентиль 14 и зажим с фазой В, а отвод 30 обмотки через диод 25, нагрузку 24, вентиль 4 и зажим 21 с фазой А системы питания. Пренебрегая падениями напряжений на Включенных вентилях, напряжение на обмотке делителя тока равно линейному напряжению питания . Обозначая числа витков и напряжения обмотки между зажимами 28, 29 и 30 соответственно через ^00'ЭОИ 00-19 ’ %-30 И 5 УЭО-0.9 можем написать ^ОВ-ЗО _ Че-ьо . ю ^10-19, и10-19 ^ΐθ-19 _υ30-19 ^00-19 υ10-Ί9 15Consider the operation interval when valves 4.9 and 14 are turned on. In this case, the beginning 28 of the winding of the current divider 27 is connected through valve 9 and the terminal to phase C of the power system, the end 29 of the winding is connected through valve 14 and the terminal to phase B, and branch 30 windings through diode 25, load 24, valve 4 and terminal 21 with phase A of the power system. Neglecting the voltage drops on the On valves, the voltage on the winding of the current divider is equal to the linear supply voltage. Denoting the number of turns and the voltage of the winding between the terminals 28, 29 and 30, respectively, through ^ 00'EO AND 00-19 '% -30 AND 5 For EO-0.9, we can write ^ OV-ZO _ Che-lo. y ^ 10-19, and 10-19 ^ ΐθ-19 _ υ 30-19 ^ 00-19 υ 10-Ί9 15

Учитывая, что в рассматриваемом интервале = С& » а напряжение нагрузки равняется напряжению и114-гоА-ао”иАв!19-зо * с учетом оптимального отношения чисел витков секций «аа-зс-Чотм-0·73210·268 · получим для мгновенного значения жения нагрузки υ«’%09-?)0= иА6+ О|,2Ь8 ибС ·Given that the interval = C &"and the load voltage equal to the voltage and 114th = and A-ao 'and Ag + and! 19-LP * based optimal ratio of numbers of turns of the sections" aa-sc-Chotm- 0 · 73210 · 268 · we obtain for the instantaneous value of the load υ «% + and 09 -?) 0 = and A6 + O |, 2b8 and bS ·

2,73, напряЕсли линейные напряжения и зо являются синусоидальными, то в рассматриваемом интервале и мгновенное напряжение на нагрузке изменяется по отрезку синусоиды.2.73, strains. If the linear voltages and zo are sinusoidal, then in the considered interval the instantaneous voltage at the load changes along a section of a sinusoid.

Для получения 12-пульсного режима 35 работы выпрямителя необходимо, чтобы напряжение нагрузки выпрямителя формировалось из одинаковых отрезков синусоид, сдвинутых между собой на 30°. Требуемые сдвинутые синусоидальные 40 полуволны для формирования 12-пульсно— го выпрямленного напряжения можно получить выбором подходящих комбинаций включенных вентилей. Очередность замыкания вентилей 1-18, обеспечивающая . 45 12-пульсный режим работы схемы (см. фиг. 1, приведена в таблице на фиг. 2).For the 12-pulse rectifier operation mode 35 is necessary to load voltage rectifier formed of identical segments of sinusoids that are shifted between themselves by 30 °. The required shifted sinusoidal 40 half-waves for the formation of a 12-pulse rectified voltage can be obtained by choosing suitable combinations of the included valves. The sequence of closure of valves 1-18, providing. 45 12-pulse mode of operation of the circuit (see Fig. 1, is shown in the table in Fig. 2).

Изменение величины выпрямленного напряжения осуществляется сдвигом фазы замыкания заданных комбинаций вентилей, $0 а тем самым и фазы тока питания относительно фазы напряжения питания. При этом регулирование возможно как с отстающим, так и с опережающим током питания. Временные диаграммы напряже— ния питания и д , тока питания (д и напряжения нагрузки 9 ц (см. фиг. 2) |соответствуют полностью сглаженному 1выходному току Зо , равному амплитуде тока ( д , и сдвигу фазы Ц д “ 60® между напряжением и током питания.The rectified voltage is changed by shifting the closing phase of the given valve combinations, $ 0 and thereby the phase of the supply current relative to the phase of the supply voltage. Moreover, regulation is possible both with lagging and with leading feed current. Timing diagrams of the supply voltage and d, supply current (d and load voltage of 9 C (see Fig. 2) | correspond to a completely smoothed 1 output current Zo equal to the current amplitude (d, and phase shift C d “60® between voltage and power supply current.

Сдвиг фаз во всех фазах одинаков, т.е. 1{деЦ>^ г г . На фит. 2 показана также временная диаграмма максимального напряжения нагрузки'0соответствующая сдвигу фазы = 0°. Регулирование выходного напряжения от максимума до нуля соответствует изменение фазы Ч< в пределах·от О°- 90е. При полностью сглаженном токе нагрузки У0 форма тока питания во всем диапазоне регулирования остается неизмененной. Соответственно не изменяется и спектральный состав тока питания. В результате того, что ток в обмотках, делителя тока жестко связан с током питания, его форма также не изменяется, причем этот ток имеет прямоугольную форму и утроенную частоту. Амплитуда прямоугольного тока через отвод 30 равна току нагрузки Зо · Под действием делителя тока, прямоугольный ток через отвод ЗО распределяется на два прямоугольных тока с амплитудами, обратно пропорциональными числам витков секций обмотки делителя тока. При активной нагрузке форма выходного тока совпадает с формой выходного напряжения, а первичный ток имеет характерную для 12пульсного режима работы форму.The phase shift in all phases is the same, i.e. 1 {deC> ^ r g. On fit. 2 also shows the time diagram of the maximum load voltage '0 corresponding to the phase shift = 0 °. The regulation of the output voltage from maximum to zero corresponds to a phase change <<within · from 0 ° - 90 e . With a fully smoothed load current Y 0, the shape of the supply current remains unchanged in the entire control range. Accordingly, the spectral composition of the supply current does not change. As a result of the fact that the current in the windings of the current divider is rigidly connected to the supply current, its shape also does not change, moreover, this current has a rectangular shape and a triple frequency. The amplitude of the rectangular current through the outlet 30 is equal to the load current ЗО · Under the action of the current divider, the rectangular current through the branch of the ЗО is distributed into two rectangular currents with amplitudes inversely proportional to the number of turns of the sections of the winding of the current divider. Under active load, the shape of the output current coincides with the shape of the output voltage, and the primary current has a shape typical of a 12-pulse operation mode.

Положительным свойством преобразователя является существенное улучшение спектрального состава как потребляемого из сети переменного тока, так и выпрямленного выходного тока. Это достигается тем, что в схеме преобразователя применяются два дополнительных трехфазных управляемых вентильных моста и индуктивный делитель тока с отводом, сдвинутым с центра обмотки, в результате чего можно осуществлять 12—пульс ный режим работы без необходимости применения фазопреобразователя или специального входного трансформатора. Работа индуктивного делителя тока на утроенной 'Частоте способствует уменьшению его массо-габаритных показателей.A positive property of the converter is a significant improvement in the spectral composition of both the AC consumed from the network and the rectified output current. This is achieved by the fact that two additional three-phase controlled valve bridges and an inductive current divider with a tap shifted from the center of the winding are used in the converter circuit, as a result of which a 12-pulse operation mode can be carried out without the need for a phase converter or a special input transformer. The operation of the inductive current divider at the tripled 'Frequency helps to reduce its mass-dimensional indicators.

Claims (2)

Фор мула изобретенияClaim 1. Трехфазный преобразователь переменного напряженияв постоянное, содержащий основной - управляемый вентильный мост и цепочку из двух последовательно соединенных вентилей, подключенную параллельно основному управляемому. вентильному мосту, при этом выходные вы913529 воды, образованы объединенными анодами и катодами указанного моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы потребляемого из сети тока и уменьшения пульсаций вы прям- . ленного напряжения, он снабжен двумя дополнительными управляемыми вентильными мостами, соединенными параллельно по $ходу с основным управляемым вентильным мостом, а также делителем ι тока, обмотка которого расположена на одном сердечнике и имеет две последовательно-согласно соединенные секции с отводом от точки соединения секций, причем этот отвод подключен к точке сое- , динения вентилей указанной цепочки, начало обмотки соединено с объединенными анодами и катодами одного дополнительного управляемого вентильного моста, а конец обмотки подключен к ? объединенным анодам к катодам другого дополнительного управляемого вентильного моста.1. A three-phase AC-to-DC converter, containing the main - controlled valve bridge and a chain of two series-connected valves connected in parallel with the main controlled one. valve bridge, while the output of water 913529, formed by the combined anodes and cathodes of the specified bridge, characterized in that, in order to improve the shape of the current consumed from the network and reduce ripple you are direct. voltage, it is equipped with two additional controlled valve bridges connected in parallel along the main drive valve bridge, as well as a current divider, the winding of which is located on one core and has two series-connected sections with a tap from the connection point of the sections, moreover this tap is connected to the point of connection of the valves of the specified chain, the beginning of the winding is connected to the combined anodes and cathodes of one additional controlled valve bridge, and the end of the winding and is connected to? combined anodes to the cathodes of another additional controlled valve bridge. 2. Преобразователь по π. 1, о т л и· чающийся тем, что, с целью полного устранения высших гармоник ниже 11-ой в токе, потребляемом из сети, отношение чисел витков секций обмотки делителя тока вобрано равным Ь,732 :0,268.2. The converter according to π. 1, due to the fact that, in order to completely eliminate the higher harmonics below the 11th in the current consumed from the network, the ratio of the number of turns of the sections of the winding of the current divider is set equal to b, 732: 0.268.
SU802919982A 1980-05-08 1980-05-08 Three-phase ac-to-dc voltage converter SU913529A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802919982A SU913529A1 (en) 1980-05-08 1980-05-08 Three-phase ac-to-dc voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802919982A SU913529A1 (en) 1980-05-08 1980-05-08 Three-phase ac-to-dc voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU913529A1 true SU913529A1 (en) 1982-03-15

Family

ID=20893873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802919982A SU913529A1 (en) 1980-05-08 1980-05-08 Three-phase ac-to-dc voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU913529A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT395793B (en) * 1989-07-13 1993-03-25 Siemens Ag Oesterreich CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REVERSE CONVERTERS WITH TWO COMPACT THREE-PHASE BRIDGES IN COUNTERPARALLY CIRCUIT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT395793B (en) * 1989-07-13 1993-03-25 Siemens Ag Oesterreich CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REVERSE CONVERTERS WITH TWO COMPACT THREE-PHASE BRIDGES IN COUNTERPARALLY CIRCUIT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2925318B2 (en) DC / DC power transformer
US4021721A (en) AC-to-DC converter
SU913529A1 (en) Three-phase ac-to-dc voltage converter
EP0012648B1 (en) Single-pole commutation circuit
US4455600A (en) Single phase, double-ended thyristor inverter with choke-coupled impulse commutation
RU2340073C1 (en) Three-phase ac-to-dc voltage transducer (versions)
RU2604829C1 (en) Three-phase alternating voltage converter into direct voltage (versions)
Wang et al. A new auxiliary pulse multiplication scheme for harmonic suppression of the 12-pulse rectifier
RU2359394C1 (en) Converter of three-phase ac voltage into dc voltage
SU1001380A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
SU736298A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
SU961073A1 (en) Direct frequency triplier
SU1056397A1 (en) Three-phase a.c. voltage/d.c. voltage converter
SU169663A1 (en) THREE-PHASE VENTILATED FREQUENCY CONVERTER
SU1149358A1 (en) A.c. voltage-to-d.c. voltage converter
SU1022269A1 (en) Three-phase ac-to-dc voltage converter
SU1116507A1 (en) Compensated a.c.voltage-to-d.c.voltage converter
RU2389126C1 (en) Three-phase ac voltage converter
SU752703A1 (en) Compensated reversible ac voltage-to- dc voltage converter
EP0106546B1 (en) Dual output power supply
SU989708A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
RU2396687C1 (en) Alternating voltage converter (versions)
SU48756A1 (en) Device for converting direct current into alternating current
SU886168A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
SU714592A1 (en) Ac-to-dc converter