Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i)! 492022

Ваюе 6еевтсних

Свллалиетнчееких

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.01.73 (21) 1871789/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 09.06.78 (51) М. Клз Н 02m 7/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР пв делам изобретений л открытий (53) УДК 621.314.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Бродовский, Б. Н. Каржавов и Г. И. Геруцкий (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий однофазные трансформаторы, одни концы первичных обмоток которых включены в вершину трехлучевой звезды, другие связаны с зажимами источника питания, а вторичные обмотки соединены по схеме многолучевой звезды, концы которой подключены к вентилям.

Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что каждый трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, включенной последовательно с основной первичной обмоткой трансформатора другой фазы.

При питании преобразователя от источника трехфазного напряжения в каждую фазу звезды включены согласно первичные обмотки всех трансформаторов данной фазы и встречно дополнительные обмотки не более половины трансформаторов предыдущей и последующих фаз.

При питании преобразователя от источника двухфазного напряжения одна половина дополнительных обмоток включена встречно другой половине дополнительных обмоток.

Отношение чисел витков первичной и дополнительной обмоток -ro и N+1 — i-го трансформаторов в фазе выбрано равным абсолютной величине отношения синуса угла

1+ М вЂ” 2l 1 — Л вЂ” 21 к синусу угла с, 2тЛ 2m% где i — порядковый номер трансформатора в фазе, N — число трансформаторов, т — число фаз питающего напряжения, а 1((У

5 При малом числе трансформаторов в фазе первичные цепи преобразователя подключены к клеммам источника питания через линейную индуктивность.

Такое выполнение преобразователя позволяет улучшить его энергетические параметры, а именно снизить пульсации выходного напряжения, улучшить форму тока, потребляемого из сети, уменьшить суммарную типовую мощность.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого преобразователя, питающегося от источника трехфазного напряжения при числе трансформаторов в каждой фазе, равном 2; на фиг. 2 — 4 графики, поясняющие работу

20 преобразователя; на фиг. 5 — принципиальная схема преобразователя, питающегося от источника двухфазного напряжения; на фиг.

6 — график, поясняющий работу преобразователя двухфазного напряжения.

25 Преобразователь (см. фиг. 1) при числе трансформаторов %=2 на фазу питающего напряжения состоит из шести трансформаторов Тр — Тро и трех дросселей Др1 — Дрз.

Каждый трансформатор имеет две первичные

30 обмотки: основную К и дополнительную Юз, включенные в разные фазы, и одну вторич492022

3 ную обмотку 5, включенную в цепь питания двухполупериодного выпрямителя, выполненного на диодах D. Все выпрямители подключены к одной нагрузке RH.

Работа преобразователя поясняется диаграммами (см. фиг. 2 — 4) напряжений U«â€”

U«на первичных обмотках трансформаторов

Тр — Трб. После подачи питающего напряжения по первичным обмоткам всех трансформаторов начинает протекать ток нагрузки.

Так как обмотки одного и того же трансформатора включены в разные фазы, то сердечник каждого трансформатора оказывается под действием результирующей намагничивающей силы, являющейся суммой намагничивающих сил, создаваемых основной и вспомогательной обмотками, Все результирующие намагничивающие силы сдвинуты относительно друг друга на определенный фазовый угол.

Величина этого угла определяется числом трансформаторов преобразователя, а число трансформаторов выбирается в зависимости от заданной кратности частот переменной со ставляющей выпрямленного и питающего напряжений. Величина угла сдвига фаз обеспечивается выбором отношения чисел витков в первичных обмотках трансформаторов. Это отношение (основной к вспомогательной обмотке) выбирают равным абсолютной величи1+ 1V — 21 не отношения синусов углов "г и

2mN

1 — Ф вЂ” 21

2mN

В преобразователе на фиг. 1 отношение чисел витков (основной и вспомогательной обмоток) равно отношению синуса угла 45 к синусу угла 15 .

Таким образом, в предлагаемом преобразователе благодаря последовательному включению первичных обмоток трансформаторов разных фаз в одну фазу происходит преобразование т-фазной системы в mN-фазную систему намагничивающих сил и, соответственно, т-фазной системы напряжений в mN-фазную систему.

Напряжения U« — U«на первичных обмотках трансформаторов, а следовательно, и на вторичных имеют прямоугольную форму. Образование напряжений прямоугольной формы обеспечивается также последовательным соединением и включением в одну фазу первичных обмоток нескольких трансформаторов и наличием индуктивности в цепях питания первичных обмоток (в качестве индуктивности используют индуктивность рассеяния трансформаторов или дополнительную линейную индуктивность). При таком включении обмоток ток как в первичной, так и во вторичной цепях трансформатора становится непрерывным, а по форме — близким к синусоиде. Непрерывность тока в обмотках приводит к одновременному открытию половины выпрямительных диодов, подключению к нагрузке вторичных обмоток одновременно всех трансформаторов и установлению на каждой полу5

20 5

4 обмотке 5 напряжения, равного напряжению на нагрузке. Это напряжение остается постоянным в течение полупериода питающего напряжения. В другую половину периода в аналогичном состоянии оказывается вторая половина полуобмотки W> всех трансформаторов.

В предлагаемом преобразователе частота основной гармоники пульсаций выходного напряжения оказывается в 2N раз выше частоты питающего напряжения, а амплитуда основной гармоники пульсаций даже при отсутствии на выходе выпрямителя конденсатора меньше выпрямленного напряжения не менее, 2 чем в раз. При питании преобра(2mN) — 1 зователя от источника двухфазного напряжения (см. фиг, 5) в каждую фазу звезды включают согласно основные обмотки всех N трансформаторов данной фазы и согласно с ними вспомогательные обмотки не более, чем половины первых трансформаторов, а встречно им вспомогательные обмотки не более, чем половины последних трансформаторов другой фазы. Выбор чисел витков в обмотках трансформаторов двухфазного преобразователя проводится по тем же формулам, что и при питании от источника трехфазного напряжения. Если преобразователь предназначен для создания нескольких (например, трех) гальванически развязанных, но имеющих одинаковую нагрузку выпрямителей, то он может быть собран по схеме, в которой каждая нагрузка подключается к одному двухполупериодному выпрямителю.

При достаточно большом числе трансформаторов в каждой фазе появляется возможность исключения линейных индуктивностей, так как роль линейных индуктивностей начинает выполнять индуктивность рассеяния трансформатора. Однако при малом числе трансформаторов необходимо включить в каждую фазу линейную индуктивность, так как в противном случае исчезает прямоугольная форма напряжения на обмотках трансформатора.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий однофазные трансформаторы, одни концы первичных обмоток которых включены в вершину трехлучевой звезды, другие связаны с зажимами источника питания, а вторичные обмотки соединены по схеме многолучевой звезды, концы которой подключены к вентилям, о т л и ч а ющ и и ся тем, что, с целью улучшения энергетических параметров, каждый трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, включенной последовательно с основной первичной обмоткой трансформатора другой фазы.

2. Преобразователь по п, 1, о тл и ч а юшийся тем, что при питании от источника

492022

1+ N — 2f р а, тр, тр, тр тр тр„т Рог трехфазного напряжения в каждую фазу звезды включены согласно первичные обмотки всех трансформаторов данной фазы и встречно дополнительные обмотки не более половины трансформаторов предыдущей и последующих фаз.

3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при питании от источника двухфазного напряжения одна половина дополнительных обмоток включена встречно другой половине дополнительных обмоток.

4. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение чисел витков первичной и дополнительной обмоток i-го и

У+1 — i-го трансформаторов в фазе выбраны равным абсолютной величине отношения синуса угла к к синусу угла

2mN

1 — N — 21

2mN где i — порядковый номер трансформатора в фазе;

Л вЂ” число трансформаторов; т — число фаз питающего напряжения, 10 а 1

Ф

5. Преобразователь по п. 1, отличаюшийся тем, что при малом числе трансформаторов в фазе первичные цепи преобразователя подключены и клеммам источника питания через линейную индуктивность. ф

v х

1»

Ф: о а и

v о

О

IQ о и

»

И и

Ф" ж .6

О

CL о

Ж »

О

М ж

Ф

О йй

Ц„

49202

° Р и af и ф

Ы О ж х

& Я

О а

Н

Й

О Щ й(IXl с6 х о о

u + и о

О, 4 сч "

Я и

Й Жэх

»

М Д л а

О (f»

ogv

v 2 ъ

Ж а3 ца (» & д ОиЪ асО х саК о о " ойm

О

+v5o О vo а И1О"

Ф:( сО о о »