SU920995A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Description

, Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может найти применение в низковольтных и сильноточных вторичных источниках посто нного тока.

Применительно к выходным напр жени м пор дка 6 - 48 В и токам в , тыс чи и дес тки тыс ч ампер (дл  электросварки, гальваники, электролиза , электрохимической обработки металлов и т.д.) наиболее предпочтительными из известных схем  вл ютс  шеетифазные преобразователи переменногонапр жени  в посто нное , выполненные на основе трехфазного трансформатора с двум , вторичными обмотками, подключенными объединенными софазными началами и концами через трехфазный уравнительньп реактор к одному из выЛодныХ выводов преобразовател , а свободными началами и концами через вентили - ко второму в|лходному выводу преобразовател . Основными дортоинствами их  вл ютс  хороший коэффициент использовани  вентилей по току благодар  большой (в течение 180 эл,. град.) длительности провод щего состо ни , а также относительно высокое значение вторичнего напр жени  по отйошению к выходному (l,il BO) - показатель очень важный при проектировании низковольтных преобразователей (1.

Недостатками преобразователей переменного напр жени  в посто нное, выполненных по так называемой трижды двухфазной схеме с трехфазньм уравнительным реакторе,  вл ютс 

10 их практическа  неработоспособность при соединении первичной обмотки трансформатора в звезду из-за наличи  третьей гармоники, высока  установленна  мощность трансформатср15 но-дроссельного оборудовани 

(1,35 РО + 0,19 РО ) и повышенные массогабарифные показатели уравнительного реактора из-за наличи  подмагничивающего посто нного потока в его магиитопроводе5

Наиболее близким к за вленн 1у  вл етс  преобразователь переменного напр жени  в посто нное, выполненный на основе трехфазного трансформатора с двум  вторичными обмотками , одни начала и концы которых подключены через вентили к одному из выходных выводов преобразовател , а второй выходной вывод преобразовател  образован объединенными

средними выводами трехфазного уравнительного реактора, смежные по фазе пары начал и концов обмоток которого подключены к свободным невентильным синфазным началам и концам вторичных обмоток трансформатора. наличи  трехфазного уравнительного реактора преобразователь работает в режиме тртгжды дёухфазного выпр млени  с проводимостью вентилей обмоток трансформатора по 180 эл.град. и не имеет посто нного подмагничивающего потока в магнитопроводе реактора за счет выполнени  обмоток последнего с отпайками 2.

Недостатками этого преобразовател   вл ютс  повышенна  установленна  мощность трансформаторного оборудовани  за счет однотактного режима работы вторичных обмоток трансформатора (1/35 Ра) и практически неработоспособность преобразовател  при соединении его первичной обмотки в звезду.

Цель изобретени  - снижение установленной мощности оборудовани .

Эта цель достигаетс  тем, что .в преобразователе переменного напр жени  в посто нное, содержащем трехфазный трансформатор с двум  вторичнь ми обмотками, начала одной из которых и концы другой подключены -через вентили к одному из входных выводов, и трехфазный уравнительный реактор, средние выводы обмоток которого подключены ко второму выходному выводу, начала и концы обмоток уравнительного реактора подключены к софазныг вентильным началам и концам вторичных обмоток трансформатора.

Вторичные обмотки трансформатора могут быть соединены в пр мой и обратный треугольники.

Вторичные обмотки трансформатора также могут быть соединены в пр мую и обратную звезды.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема преобразовател ; на фиг. 2а - ж - диаграммы токов и напр жений , характеризующие его работу.

Преобразователь содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой .2 и двум  вторичными 3 и 4, вентили 5 10 и уравнительный реактор 11-.

Концы первичной обмотки i2 трехфазного трансформатора 1, соединенные , например, в звезду, образуют входные зажимы преобразовател . Вторичные обмотки 3 и 4 трансформатора 1 соединены в пр мой и обратный треугольники (либо звезды) и подключены началами и концами через вентили 5 - 7 и 8-- 10 к одному из выводов и через софазные полуобмотки уравнительного реактора

11 - ко второму выходному выводу преобразовател .,

Пусть преобразователь работает на, активно-индуктивную нагрузку (не показана).

При подаче переменного напр жени  на вход преобразовател  на вторичных обмотках-3 и 4 трансформатора 1 формируютс  пр ма  и обратна  системы Трехфазных вторичных напр жений (фиг. 2 а). Благодар  жесткой магнитной св зи между фазньми полуобмотками уравнительного реактора преобразователь обеспечивает шестиимпульсный режим выпр млени  в

5 триждыдвухфазном режиме с однотактным режимом работы всех полурбмоток уравнительного реактора с длительностью тактового досто ни  по 180 эл, град. Это означает, что

Q фазные полуобмотки уравнительного реактора 11 провод т ток величиной в 1/3 от полЕюго выпр мленного тока по очереди в -течение 180 эл.град. При этом первые гармоники всех трех

5 Фэз уравнительного реактора сдвинуты между собой по фазе на 120 эл.град. (фиг. 26,в,г).

Соответственно по 180 эл.град. в провод щем состо нии наход тс  и вентили 5 - 10, пропуска  ток величиной в 1/3 1й поочередно через 60 эл.град.в пор дке 5,10, 6.8, 7 и 9.(фиг. 26,в,г).

через вторичные обмотки 3 и 4

5 трансформатора 1 токораспределение оказываетс  несколько отличным.

Пусть в момент времени по фазе Aji (фиг. 1) формируетс  положительна  полуволна -напр жени 

0 (фиг. 2а). Выпр мленна  (и сглаженна ) полуволна тока протекает по контуру: вентиль 5 - фаза А, шунтированна  последовательно соединенны1 1и фазами Eg, Cj - полуобмотг ка (нижн   лева ) уравнительного реактора 11 и выходные зажимы с нa 7pyзкoй. В цепи фазных Бторичных обмоток трансформатора ток вентил  5 и полуобмотки реактора 11, равный 1/3 1о , делитс  в соотношении 2:1 между фазой АЗ и фазами Bgr С (фиг. 2ж). Аналогичные контуры протекани  выпр мленного тока образуютс  и при по влении поочередно через 120 эл.град. положительных

5 полуволн напр жени  на фазах ВдИ Cj. Следовательно, результирующий ток каждой-из фаз вторичной обмотки 3 складываетс  из основной положительной полуволны тока в 2/9 IB

0 длительностью в 180 эл.град. и двух дополнительных отрицательных полуволн тока в 1/9 Те длительностью в 180 эл.град, и следующих через интервалы в 120 эл.град. Сумма этих

5 импульсов тока представл ет собой

двухпол рные, двухступенчатые симметричные импульсы тока общей длительностью по 180 эл.град с длительностью ступеней по 60 эл.град. и величиной тока первой ступени в 1/9 1в и второй ступени в 2/9 1в.(фиг. 2д,е,ж).

Такие же токи протекают и через фазы вторичной обмотки 4. За счет того, что в предлагаемой схеме вторичные обмотки трансформатора работают в двухтактном (а не в одиотакном ) режиме, установленна  мощность трансформатора в них снижаетс  с 1,35 РО до 1,05 РО:. , т.е. примерно на 30 % (как в трансформаторах извес ных мостовых схем).

Поскольку врезультирующем токе, протекающем по вторичным обмоткам трансформатора, отсутствует треть  гармоника, преобразователь работоспособен и при соединении первичной обмотки трансформатора в звезду . Отсутствует и подмагничивание магнитопровода уравнительного реактора.

Дополнительным конструктивно тёхнологическим эффектом можно считать снижение действующего значени  тока во вторичнЕлх обмотках трансформатора , за счет перераспределе«и  его по фазам, позвол ющее упростить конструктивное выполнение обмоток трансформатора при больших выходных токах преобразовател , когда требуютс  провода (шины) большого ; сечени .

При необходимости согласовани  напр жений, например увеличени  выходного напр жени , вторичные обмотки трансформатора могут быть соединены в пр мую и обратную звезды. При этом выходное напр жение увеличитс  в 1,73 раза, но установленна  мощность трансформатора останетс  такой же, равной 1,05 РООднако дл  низких выходных напр жений более целесообразно соединение вторичных обмоток -в треугольники за счет большого (в 1,73 раза вольт на виток) и меньшего (в 1,73 раза) сечени  проводов вторичных обмоток.

Claims (3)

1.Преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий трехфазный трансформатор с двум  вторичными обмотками, начала одной из которых и концы другой подключены через вентили к одному из входных выводов,и трехфазный уравнительный реактор, средние выводы обмоток которого подключены ко второму выходному выводу, отлич ающий с   тем, что, с целью снижени  установленной мощности оборудовани , начала и концы обмоток уравнительного реактора подключены к софазньм вентильным началам и концам вторичных обмоток трансформатора.

2.Преобразователь по п. 1, о т личающийс  тем, что вторичные обмотки трансформатора соединены в пр мой и обратный треугольники .

3.Преобразователь по п. 1, от личающийс  тем, что вторичные обмотки трансформатора соединены в пр мую и обратную звезды.

Источники информации, прин тые во внимание ири экспертизе

1, Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. М., Вь1сша  школа , 1967, с. 62.

2. Авторское свидетельство СССР по за вке 2702213,кл.Н 02 М 7/08, 20.12.78.

V.

a

АЗ Bft-.e A Сз B АЗ C BZ A Сз

5

77

t-B

La

ii

15

is

is

h

C7

e

)K