Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Преобразователь переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«о783928

О --П -й С-А Н И Е

ИЗОБРЕТЕИИЯ

Союз Советсник t

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 15.01,.79 (21) 2713200/24-07 с присоединением заявки Н9

Н 02 М 7/06

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий. и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 301180. бюллетень Мо 44

Дата опубликованию описания 30. 11. 80 (53) УДК 621 ° 314 ° 58 (088.8) (72) Автор изобретению

В. А. Фокин

Запорожский машиностроительный институт им. В. Я. Чубаря (71) Заявитель (541ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано на передачах и вставках постоянного тока.

Известны устройства для выпрямления многофазного напряжения, содерх<ащие трехфаэные вентильные мосты и трехобмоточные трехфазные трансформаторы, напряжения вторичных обмоток на входе переменного тока вентильных мостов которых взаимно сдвинуты на тридцать электрических градусов (11.

Недостаток этого устройства состоит в повышенных тепловых потерях во 15 вторич. ых обмотках трансформатора, что обуслозлено непосредственной магнитной связью двух нагруженных своими вентильными мостами вторичных обмоток трансформатора. Электромаг- 20 нитное взаимодействие пятой, седьмой гармоник намагничиваюаих сил, связанных магнитно вторичных обмоток трансформатора аналога соответствует работе условных компонентных 25 трансформаторов в режиме короткого замыкания, поскольку начальные фазы этих гармоник тока вторичных обмоток отличаются на сто восемьдесят градусов. Для этих гармоник тока, QQ генерируемых вентильными мостами, цель вторичных обмоток представляет минимальное сопротивление, и потому энергия этих гармоник полностью выделяется в виде тепловых потерь в цепи вторичных обмоток такого силового вентильного трансформатора, ухудшая энергетические и массо-габа" ритные показатели устройства..

Известны другие устройства для выпрямления многофаэного напряжения, содержащие трехфазные вентильные мосты и трехобмоточные трехфазные трансформаторы, напряжения вторичных обмоток на входе переменного тока :ентильных мостов которых взаимно сдвинуты на тридцать электрических градусов, их первичные обмотки соединены пофазно-последовательно (1,2).

Выбор последовательного соединения первичных обмоток силовых трансформаторов обусловлен стремлением ограничить токи короткого замыкания.

Однако в нормальных установившихся режимах на оборудование преобразователя согласно $,2j воздействуют значительные напряк<ения, эти леренапряжения вызываются пятой, седьмой и некоторыми другими гармониками

783928 входного тока вентильных мостов,намагничивающие силы вторичных обмоток трансформаторов которых не уравновешиваются намагничивающими силами их первичных обмоток вследствие взаимной компенсации этих гармонических составляющих ЭДС в цепи последовательного соединения первичных обмоток трансформаторов. Следовательно, бснавным недостатком устройства 12) является понижение надежности из-за бОльших перенапряжений Hà его вентилях.

Известно также устройство для вы- прямления многофазного напряжения; содержащее трехфазные вентильные мосты и трехобмоточные трехФазнйе трайсформат6ры, напряжения вторичнйх .обмоток на входе переменного тока вен-.- тнльных мостов которых взаимиб сдви-нутй на.тридцать электрических гра - дусов, их первичные обмотки сойдийены пофазно-последовательно (3 ).

Это устройство отличается от иэ- вестйых устройств аналогичного кМасса и назначения тем, что одноименные ". выводй его" третичных обмоток соеди -" нейы цепочками из дроССелей и кон-, денсатороъ, настроенными в резонанс на пятую, седьмую и некоторые "другие гармоники напряженйй этих третичййх :. обмоток. Такое техническое решение позволяет уменьшить перенапряжения на вентилях устройства от пятой, " -. седьмой и некоторых других гармоник входййх тбков вентиМьных мостбв путем уравновешивания- этих гармоник намаг- ничивающих сил вторичных "обмоток трансформаторов соответствующими составляющими намагнйчивающих сил"

"- третйчных обмоток этих силовых трансфорМатбров; - -,:::. ":

Вместе с тем, это устройство не решает вопрос о полезном использова-

""ний -энергии пятой, седьмой, семнадцатой и некоторых других гармоник:-- - входного" тока вентильных мостов и - - -= . потому эта Энергия,безвозвратяо те= -. ряется только B активных сопротивлениях обмоток силовйх трансформа-. торов, что йе способствует улучше нию коэффициента полезного действиа устройства.

Прототипом изобретения является преобразователь йеременйого-напряжения Ь постоянное, содержащий два трансформатора, трехфаэнке первич- ,ные обмотки которых соединены rioфазнб- последовательно, а напряжение трехфазный втбричных с"бмоток сдвинуто на-трйу1цать"=МектрЪМескйх градусов и три соединенных по выхо -, ду параЛлельно вентильных мбста, один из которых входом подключен к вторичной обмотке одного трансформатора, а второй — к вторичной об мотке другого трансформатора (41.

Однако это устройство сложнее, так как содержит дополнительно третий тРансформатор и имеет недоста точно высокие энергетиче кие пока затели. целью изобретения является упро

uleHHe Устройства и улучшение энергетических показателей.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом преобразователе переменного напряжения в постоянное каждый из трансформаторов .снабжен дополнительной трехфаэной вторичной ббмоткой, причем одна иэ дополнительнйх обмоток -соединена в звезду и подключена пофазно встречно-последовательно ко второй дополнительной обмотке," :к концам которой подключен

15 вход третьего"вентильнбго мбста.

На чертеже изображена принципи "альная схема предлагаемого устрой"ства "для выпрямления многофаэного напряжения.

Щ Устройство содержит трехобмоточные

"трехфазные трансформаторы 1, 2, пер вичйые, обмотки 3, 4 которых соеди "нены пофазно-последовательно, соедийейные соответственно звездой и тре2 угольником, вторичные" обмотки 5,6 присоединены к .вентильным мостам 7,8 так, что их напряжения оказываются взаимно сдвинутыми по фазе на 30 злектрифеских градусов, дополнитель ные третичные обмотки 9, 10 соединены пофазно встречно- послодовательно, а к выходу"такого соединения третичных"обмоток прйсоединен"третий вентильный (йапример, дибдный) мост 11.

На ""сторойе постоянного тока венТильЗ5 ный мост"11 соединен с цепью постоянйого" тбка"основных вентильных мостов 7,8 и"с нагрузкой 12 через:посредство обмоток 13, 14 дросаеля, располо"

>кенни,например, на ферромагнитном ф) сердечнике..-, Устройство работает следующим об разом. йо всех установившихся режимах че" pe3 вторичные обмотки трансформато"ров прбтекают тки, содержащие гармоники порядка" бК+1, где К - целое (положительное иди отрицатель ное ) чйсло либо нуль. Эти гармоники на« магничивающих Сил; магнитных потоков и ЭДС распределяются также меж-.

5О ду первичнйми и третичными обмотками. В контурах, образуемых первичными обмотками обойх трансформа. торов," гармоййками ЭДС порядка (2K+1) б+1 (пятая, седьмая, семнад55 цатая; девятнадцатая и другие) на зываемые гармониками шестифаэного режима, взаимно уравновешиваются.

Гармоники же ЭДС порядка 12K+1 (первая, одиннадцатая, тринадцатая и др.), называемые гармониками двенадцатифазного режима,складываются и мазывают токи, протекающие

I через первичные обмотки обоих транс форматоров и питающую сеть.

783928

При выбранном взаимно-встречном соединении третичных обмоток в контуре каждой из фаз этого соединения третичных обмоток обоих трансформаторов взаимно уравновешиваются гармоники ЭДС порядка 12К+1, т.е. двенадцатифазного режима, и складываются гармоники ЭДС порядка 6 (2K+1)+1, т.е. шестифазного режима. Последйие

-вызывают токи, .которые протекают по третичныМ обмоткам обоих трансформаторов и через присоединенный к ним 1© диодный мост - по общей нагрузке.

Таким образом, равновесйе намагничивающих сил в сердечниках трансформаторов обеспечивается на гармониках двенадцатифазного режима токами пер- 3$ вичной и вторичной обмоток, а на гармониках шестифазного режима токами вторичной и третичной обмоток, этим обеспечивается исключение недопустимых перенапряжений на вхбде ". jj главных вентильных мостов и повышение надежности.

Поскольку последовательное соеди- нение третичных обмоток с выбранйой разметкой их зажимов по сравнению с разметкой обмоток обеспечивает.rioявление пятой и седьмой га йоник тока и ЭДС в их цепи в качестве основных, то предложенное присоединение этих обмоток к общей нагрузке постоянного тока через посредство N третьего вейтильного (например, диоднОго) моста обеспечивает также утилизацию энергии этих гармоник.

Таким образом достигается основная цель устройства - улучшейие энерге- 35 тических показателей.

Кроме того, предложенное устройство обеспечивает также относительное улучшение массо-габаритных показателей, поскольку вместо набора комплектов индуктивностей и конденсаторов на каждую из гармоник цепи третичных обмоток предусматривается применение диодного моста.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий два трансформатора, трехфазные первичные обмотки которых соединены пофазно-последовательно, а напряжение трехфазных вторичных обмоток сдвйнуто на тридцать электрических градусов и три соединенных по выходу па раллельно вентильных моста, один иэ которых входом подключен к вторичной.обмотке одного трансформатора, а второй — к вторичной обмотке другого трансформатора, о т л и ч а .- ю шийся тем, что, с целью. упрощения и улучшения энергетических показателей, каждый из трансформаторов снабжен дополнительной трехфазной вторичной обмоткой, причем одна йз - доп лнитiльaых обмоток соединена в звезду и подключена пофазно встгеч но-"последовательно ко второй дополнительной обмотке к концам котс)рой подключен вход "третьего вентильного моста.

Источники информации, принятйе во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 49-50447, кл. 5á"С б, опублик. 1974.

2. Авторское свйдетельство СССР "

9 114549, кл. Н 02 И 7/08, 1958.

3. Авторское свидетельство СССР

М 528672,. кл. Н 02 M 7/08, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР no заявке е 2685587/24-07, 1978.

783928

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Спиридонова Техред М. Петко Корректор Н. Стец

Заказ 85áá/59 Тираж 783 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открнтий

113035, москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4