Преобразователь переменного напряже-ния b постоянное

Преобразователь переменного напряже-ния b постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 150681 Бюллетень Н9 22

Дата опубликования описания 1506,81 р )м. кл.

Н 02 М 4/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314.6 (088. 8) (72) Автор изобретения

В. Д. Латышко

I т1 "и.. б . 4.тт

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (5 4 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоватьс я для выпрямле ни я трехфазногоо переменного напряжения в преобразователях частоты с непосредственной связью и в составе преобразователей частоты со звеном постоянного тока.

Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное, со-. стоящие из двух m-фазных вентильных блоков, аноднйе напряжения которых сдвинуты по фазе на угол Х/m, включенные параллельно на общую нагрузку через уравнительный реактор со стальным сердечником. Уравнительный реактор в таких схемах выполняется с дополнительным выводом от средней точки обмотки, к которому присоединена нагрузка. За счет этого соединения обеспечивается эквивалентный 2m-фаэный режим работы преобразователя. По такому принципу строятся схемы с эквивалентным числом фаз, равным шести и двенадцати (1).

Цель изобретения — получение

4m-фаэного выпрямителя, повышение надежности работы преобразователя в инверторном режиме и улучшение массо-габаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, состоящем из двух m-фаэных вентильных блоков, анодные напряжения которых сдвинуты по фазе на угол л/m, включенных .параллельно на общую нагрузку через реактор со стальным сердечником, реактор содержит два дополнительных вывода от а т части витков, от1 асов считываемых от крайних выводов обмотки, а нагрузка подсоединена к дополнительным выводам через вентили.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого 4m-фазного преобразователя, выполненного на основе двух

m-фазных преобразователей; на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая работу предлагаемой схемы; на фиг. 3 — схема 12-фазного преобразователя, выполненного на основе двух 3-фазных вентильных блоков; на фиг. 4 — схема 24-фазного преобразователя, выполненного на основе двух 6-фазных вентильных блоков.

Два m-фазных вентильных блока 1 и 2 питаются от разных вентильных обмоток 3 и 4 преобразовательного трансформатора, напряжения которых смещены по фазе на угол T/m (фиг.1).

30 Вентильные блоки включены на общую

838954 нагрузку 5 через реактор.со стальным сердечником .б и вентили 7 и 8, аноды которых подключены к дополнительным выводам 9 и 10 обмотки реаитора, выполненным отя оьт и части витков, отсчитываемых от краиних выводов обмотки. .На векторной диаграмме (фиг. 2) напряжения на выходе вентильных блоков 1 и 2 обозначены соответственно

U u U-,где 1 = 1...m — порядковый номер фазы вентильного блока. Напряжение, прикладываемое к реактору, определяется разностью соседних векторов напряжений двух вентильных блоков, поэтому конец векторов напряжения на дополнительных выводах реактора находятся на прямой, сое-, диняющей концы соседних вектров U„ и U„. Если.дополнительные выводы вы от 4†„, 2- - части витков, отсчитываемых от gaAних выводов обмотки реактора, то угол между соседними векторами U„. и U + равен

У/2m, что соответствует 4m-фазной системе напряжений, Преобразователь работает следующим образом.

Предположим, что в начале рассматриваемого промежутка времени мгновенные значения напряжений на выходе вентильных блоков 1 и 2 (фиг. 1) соответственно равны

ul =U в)цщ1

YTl

0 =О Bin(uu<

1 где U — амплитуда синусоиды выходных напряжений вентильных блоков.

При включенном дополнительном вентиле б напряжение на нагрузке равно

У

СОБ—

1 I 1 к 2 т

0 1 Ц + 0

4cos 4сое — " cog

4m 4m è „(ю - ).

JF

th 4m

cos —

Ьл =

ФСоб " сОЬ—

4m 4m 2 4сОРЗ

4 17l

Wu S r(use- — ).

П1 4щ

После очередного переключения вентилей блока 1 его выходное напряжеПри включении дополнительного вентиля 7 напряжение равно ние равно "a = m< ll(IIII — ) напряжение йа нагрузке а

1, 1 И сов 2П, г ct " " т "а- т

5 4соэт т 4сое — 1 соз

4m 4П 4m

5Х

ХU elm(uut — — /. П 4m

При включении дополнительного вентиля б напряжение на нагрузке равно

Т соэ—

15 "Д =(1 )"dz 4с э

4с05 2 С09

7 х уц уц(ю1- — ) .

Затем происходит очередное переключение вентилей блока 2, и его выходное и напряжение становитс я равным U8 О,„к э (цэ ), а напряжение на нагрузке

7f

C09—

9T

0 — Lm U

4 п

Таким образом, кривая напряжения на нагрузке состоит иэ отрезков синусоид, сдвинутых относительно друг друга на угол У/2m, т. е. соответствует 4 m-фазному выпрямлению.

Из условия равенства нулю ампервитков обмотки реактора (т.е. без учета его тока намагничивания) следует,что выпрямленный ток нагрузки на интервалах между коммутациями дополнительных вентилей распределяется между двумя вентильными блоками в отношении

Х 7i 1 1Jl4 co — 4 с.Оз

4 \tl

А1

Большее значение тока в каждый момент времени приходится на долю того вентильного блока, который под5О ключен к концу обмотки реактора, ближайшему к тому дополнительному выводу, к которому подсоединен включенный дополнительный вентиль. Коммутация вентилей внутри каждого иэ вентильных блоков происходит на интервале времени, когда егр ток минимален и составляет,,мт .е часть тока нагрузки, За счет этоМ сокращается угол коммутации, повышается надежность работы преобразовательной

d0 установки в инверторном режиме, что позволяет уменьшить минимальное значение угла опережения включения вентилей в инверторном режиме,т.е. расширить диапазон регулирования

65 .цапояжения кнвеотооа.

838954!

Формула изобретения

is==u g1 (Р 2 Р Й 4соз

4П1

1 1 Ца 1 — — — % а

2 1 4

+cos— лу(Sp

-т-Вр

4 сочв

4m

По двум крайним частям обмотки уравнительного реактора в течение

501 времени протекает 4соз : часть

*ока нагрузки и н течение ЬГЕ зремени — ((- Ььозз — ) часть тока

4m нагрузки (Оез учета угла коммутации вентилей). По средней части обмотки реактора протекает постоянный по величине ток, равный 4 1 части rn тока нагрузки. Предположим, что мощность реактора пропорциональна половине произведения напряжения на действующее значение тока его обмо-. ток, получаем

+ 1 (1

4cos2 4соз2

Аг 4m

11 Ji

4 соя — 4сов — + cos—

4 " О 1 36 (ь соя

Б известных преобразователях, когда реактор выполняется с выводом от средней точки обмотки, по обеим его полуобмоткам протекает половина тока нагрузки, поэтому его мощность равна

Следовательно, относительная мощность реактора в предлагаемом преобразователе составляет

При m = 3 это отношение равно 0,84, а при m = 6 — 0,82, т.е. предлагаемый преобразователь позволяет умень. .шить мощность реактора на 16-18% °

Таким образом,изобретение обеспечивает удвоение эквивалентного числа фаз, повышение надежности инверторного режима и улучшение массогабаритных показателей.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий иэ 15 двух m-фаэных вентильных блоков, анодные напряжения которых сдвинуты по фазе на угол У/m например из двух трехфазных мостовых схем, одна из которых подключена к обмоткам

2р трансформатора, соединенным в треугольник, а вторая — к обмоткам трансформатора, соединенным в звезду

У включенных параллельно на общую нагрузку через реактор со стальным сердечником, о т л и ч,а ю шийся тем, что, с целью получения 4m-фазного выпрямителя, повышения надежности работы в инверторном режиме и улучшения массо-габаритных показателей, реактор содержит два дополнительных вывода от 1/4соР— части

4(1 . вит ков, отсчитываемых от крайних выводов обмотки, а нагрузка подсоединена к дополнительным выводам через вентили.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.M. Чиженко.

К.у 1978, с. 32-38. ч