Преобразователь переменного тока в постоянный

Преобразователь переменного тока в постоянный

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()))100I379

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социавистичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 02.06.80 (21) 2934354/24-07 (51)Я К,п

3 с присоединением заявки .))й— (23) Приоритет

Н 02 М 7/155

Гесумрствеллил кеилтет

Опубликовано 28.02 83 Бюллетень М 8 (53) УДК 62 3g4 .6(088.8) ле аелаи лэевретеилй и еткритий

Дата опубликования описания 28.02.83

l т

О. Г. Потанин, Э. Г. Милевич и Г.)) Д,-;|Никифоров.

) (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) П РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В ПОСТОЯННЫЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где в качестве источников постоянного тока испОпьзуются трехфазные источники переменного тока с разделенными выходными фазными обмотками совместно с резонансными индуктивно-емкосгными контурами и вентильно-конденсаторными выпрямителями — умножителями напряжения.

Известно устройство для питания нагрузки, содержащее трехфазный источник переменного тока, управляемый трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель, к выходу которого подключена нагрузка, и шесть линейных дросселей.

Мостовой выпрямитель содержит три подключенные параллельно нагрузке цепочки, каждая из которых состоит из двух полупроводниковътх элементов, HBIIример двух тиристоров, между анодом одного и катодом другого которых последовательно-coãëàñíî вклюиены два ээи2 нейных дросселя, общая точка соедин -"ния которых подключена к соответствующему выходному выводу трехфазного ис точника питания (.). 1 .

В данном устройстве завышенное количество управляемых полупроводниковых элементов, равное шести, приводит к значительному усложнению блока управления ими. Сравнительно небольшой диа-пазон регулирования напряжения на нагрузке, максимальное значение которого не превышает амплитуду линейного напряжения источника, ограничивает применение этого устройствB в различных системах электропитания (1 1 .

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный источник переменного тока, например

20 трансформатор, три линейных дросселя, обмотка каждого из которых отводом от части витков разделена на две секции — первую и вторую, пять конденсаторов, три из которых включены между

10033

3 началом фазной обмотки трансформа1 ра и отводом от части витков соответствующих обмоток трех линейных дросселей, четвертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго линейных дросселей, два полупроводниковых элемента, например два диода, один из которых катодом подключен к концу первой фазной обмотки трансформатора и концу обмотки первого линей- 10 ного дросселя, а своим анодом подключен к концу второй фазной обмотки трансформатора и концу обмотки второго ли-

I нейного дросселя, а также блок контроля напряжения и управления, при этом 15 конец .третьей фазной обмотки трансформатора соединен с концом обмотки третьего лине ного дросселя, а на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции, непосред- 20 ственно соединенной с соответствуюшей фазной обмоткой трансформатора, обмот ки линейных дросселей по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора, непосредственно сое- 25 диненного с соответствующей секцией обмотки линейных дросселей (2 ) .

Однако регулирование выпрямленного напряжения на нагрузке осушествляется двумя тиристорами, что отрицательно сказывается на массе и габаритах блока управления из-за усложнения схемы управления тиристорами по сравнению со схемой управления одним тиристором.

Кроме гого, известное устройство имеет

35 недостаточный диапазон регулирования выпрямленного напряжения на нагрузке, максимальное значение которого равно всего лишь 2l5 КЙЕ, (где К вЂ” коэффициент трансформации обмоток линейных дросселей; Я вЂ” добротность индуктивно-емкостного резонансного контура;

Е - амплитуда фазного напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора). Все это ухудшает энергети45 ческие показатели.

Цель изобретения — улучшение энерге тических показателей.

Поставленная пель достигается тем, что преобразователь переменного тока

50 в постоянный, содержаший трехфазный источник переменного тока с тремя ра деленными фазными обмотками, три линейных дросселя, обмотка каждого из которых отводом err части витков разделена на две секции — первую и вторую, 55 пять конденсаторов, три из которых вклю чены между началом фазной обмотки и отВОДОМ От чаСТИ ВиткОВ СООТВЕтствукяпих

79 4 обмоток трех линейных дросселей, четвертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго линейных дросселей, два диода, оЛин из которых катодом подключен к концу первой фазной обмотки и концу обмотки первого линейного дросселя, а своим анодом подключен к концу второй фазной обмотки и концу обмотки второго линейного дросселя, а также блок контроля напряжения и управления, при этом конец третьей фазной обмотки соединен с концом обмотки третьего линейного дросселя, а на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции обмотки каждого линейного дросселя, непосредственно соединенной с соответствующей фазной обмоткой, по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора, непосредственно соединенного с соответствуюшей секцией обмотки упомянутых линейных дросселей, дополнительно снабжен тиристором, который своим анодом подключен через нагрузку к концу обмотки пер— вого линейного дросселя, а катодом соединен с началом обмотки третьего линейного дросселя и анодом другого дис да, катод которого подключен к началу обмотки второго линейного дросселя, при этом пятый конденсатор включен между концами обмоток второго и третьего линейных дросселей.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема преобразователя переменного тока в постоянный.

Преобразователь содержит трехфазный источник переменного тока со входными выводами 1-6 трех вторичных обмоток

7 — 9, три контура, каждый из которых выполнен соответственно на одной вторичной обмотке 7 (8,9) первой секции обмотки линейных дросселей 10 (11, 12) и одном конденсаторе 13 (14, 15), два диода 16 и 17, два конденсатора 18 и

19, тиристор 20, нагрузку 21 и блок

22 контроля напряжения и управления тиристорами. Диод 16 и соединенный с его анодом конденсатор 19 образуют одну последовательную цепочку, у которой катод диода 1 6 подключен к выводу 1 и нагрузке 21, анод диода 1 6— к выводу 3, а свободная обкладка конденсатора 19 — к выводу 5 обмотки

9. Диод 17исоединенныйсегокатодом конденсатор 18 образукп другую последовательную цепочку, причем вывод вто- рой секции линейного дросселя 10 подключен к свободной обкладке конденса1379 i

S 100 тора 18, вывод второй секции линейного дросселя 1 1 — к катоду диода 1 7, в вывод второй секции линейного дросселя 12 — к аноду диода 17 и катоду тиристора 20, анод которого соединен с нагрузкой 21.

Преобразователь переменного тока в постоянный работает следующим образом, Каждая вторичная фазнал обмотка

7 (8,9), конденсатор 13 (14,15) и первая секция линейного дросселя

10(11, 12) образукл последовательные L,C -контуры, индуктивные и емкосгные сопротивления которых на частоте источника переменного тока равны по модулю между собой, в результате чего в этих цепях имеет место резонанс напряжений, при котором мгновенные значения напряжений нв индуктивных и емкостных 20 эцеменгвх равны по величине и противоположны по фазе, При добротности контура порядка 20-30 падением напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния фазной обмотки 7 (8, 9) можно пренеб- 25 речь и считать, что все напряжение падаег на конденсаторе13 (14, 15) и первой секции линейного дросселя 10 (11, 12), в амплитуды этих напряжений равны по модулю 8Е В результате исполь- 3р зования трехфвзйого источника переменного тока, напряжения на одинаковых .элементах всех трек контуров сдвинугына

120 эл. град. При закрытом тирисгоре

20 эпекгромвгнитные процессы имею7

3S шие место в преобразователе, происходят следующим образом.

При использовании отвода от части витков напряжение на каждом линейном дроссепе 10 (11, 12) будет равно

KSE „ф. В промежуток времени, когда мгновенное значение суммарного напряжения, складывающееся из мгновенных значений напряжений на линейных дросселях 10 и 11, приложено к диоду 16

iS и положительно, заряжается конденсатор

18донапряжения, равногоЯКЙЕ ф по цепи: дроссепь 11 — диод 16 — дроссепь

l0 — диод 18. В промежуток времени, в течение которого мгновенное значение — М суммарного напряжения нв линейных дроссепях 11 и 12 приложено к диоду

17 и попожитейьно, цо напряжения, равногоИКЙЕ î цепи: дроссель 12— диод 17 — дроссепь 11 — диод 19 будет заряжаться конденсатор 19. При открытии тирисгора 20 линейный дроссель 11 оказывается включенным встречно дВум другим линейным дроссепям 10 и 12; поэтому напряжение, прикпадываемое к нагрузке, будет определяться суммой напряжений на конденсаторах 18 н 19 и линейных дроссепях 10 -12, которая равна 2 {1+ГЗ)КОЕ„,ф. Ток при этом течет по цаги: тирисгор 20 — дроссепь

12 — конденсатор 19 — дроссель — 11— конденсатор 1 8 — дроссепь 10 — нагрузка 21. Блок 22 осуществляет контроль напряжений на всех трех выходных об- мотках 7,8 и 9 и на нагрузке 21, а также подачей импульсов на тирис".ор

20 обеспечивает регулирование величины напряжения на нагрузке 21. Схема управпения тиристором 20 может быть выполнена по любой из известных схем управления.

Таким образом, преобразователь переменного тока в постоянный по срвв нению с нротогипом имеет в два раза меньшее количество управляемых полупроводниковых элементов — гирисгоров, что упрощает схему управления тирисгором, массу и габатиры блока управления при одновременном увеличении более чем в 1,5 раза диапазона регулирования выпрямленного напряжения на нагрузке, что улучшает энергетические показатели.

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный источник переменного тока с гремя раздепенными фазными обмотками, три г линейных дросселя, обмотка каждого из которых о гводом от части витков разделена на две секции — первую и вторую, лять конденсаторов, три из когорых включены между началом фазной обмотки и отводом от части витков соотвегствуннцих обмоток трех линейных дроссепей, четвертый конденсатор включен между началами обмоток первого и второго линейных дросселей, два диода, один из которых катодом подключен к концу первой фазной обмогки,и концу обмотки первого линейного дросселя, а своHM анодом подключен к концу второй фазной обмотки и концу обмотки второго пийейного дросселя, а также блок конт4 роля напряжения и управления, при этомконец третьей фвзной обмотки соединен с концом обмотки третьего линейного дросселя, в на частоте источника переменного тока индуктивное сопротивление первой секции обмотки каждого линейного

1001379

Составитель Е. Мельникова

Редактор Л. Пчелинская Техред Ж-Кастелевич Корректор О. Билак

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1439/70

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дросселя, непосредственно соединенной с соответствующей фазной обмоткой, по абсолютной величине равно емкостному сопротивлению конденсатора, непосредственно соединенного с соответствующей секцией обмотки упомянутых линейных дросселей, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем увеличения диапазона регулирования напряжения 0 на нагрузке, он дополнительно снабжен тиристором, которой своим анодом подключен .через нагрузку к концу обмотки первого линейного дросселя, а катодом соединен с началом обмотки третьего линейного дросселя и анодом другого диода, катод которого подключен к началу обмотки второго линейного дросселя, при этом пятый конденсатор включен между концами обмоток второгоитретье» го линейных дросселей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 279784, кл. Н 02 М 7/12, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2918718, кл. Н 02 М

7/12, 28.04.80.