Преобразователь переменного тока в постоянный

Преобразователь переменного тока в постоянный

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OnИС НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВ ВТЕЛЬСТВУ

Союз Советскид

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, сеид-.ву— (22) Заявлено 04.0130 (21) 2865478/24-07 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень Й9 32 (53)М. Кл.

Н 02 М 7/12

Государствеииый комитет

С,ССР по делам изобретеиий и открытий (53)УДК 621 314 6 (088.8) Дата опубликования описания 3008,81

1

1 (72) Автор изобретения

Г.В.Ивенский (..

Северо-Западный заочный полит сии, (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В ПОСТОЯННЫИ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и преднаэ начено для преобразования переменного тока в постоянный.

Известны выпрямители трехфазного тока с несимметричным управлением, состоящие иэ нескольких секций, которые соединяются между собой последовательно, параллельно или последовательно-параллельно (1) .

Однако при параллельном и последовательно-параллельном соединении секций применяются уравнительные реакторы, которые усложняют схему выпрямителя.

Известен выпрямитель трехфазного тока, содержащий два трехобмоточных трансформатора и два уравнительных реактора. Первичные обмотки обоих трансформаторов соединены треугольником, а их вторичные обмотки — по схеме двойной звезды и образуют вместе с подключенными к ним вентилями четыре выпрямительные секции, две иэ которых, принадлежащие одному из трансформаторов, собраны по трехфаэной нулевой схеме с объединенными катодами, а две секции, принадлежащие другому трансформатору, собраны по трехфазной нулевой схеме с объединенными анодами, причем секции, принадлежащие обоим трансформаторам,выполнены на управляемых вентилях. Нулевые выводы однотипных секций соединены между собой через уравнительные реакторы, средние точки которых имеют между собой непосредственную связь.

Нагрузка подключена между объединенными катодами вентилей в секциях ка® тодного типа и объединенными анодами вентилей в секциях анодного типа (2).

Недостатки такого выпрямителя заключаются в сложности схемы (два уравнительных реактора) и больших габари15 тах.

Цель изобретения - упрощение и улучшение массо-габаритных показателей. .Указанная цель достигается тем, 20 что в преобразователе переменного тока в постоянный, содержащем уравнительный реактор, два трехобмоточных трансформатора, .каждый иэ которых имеет две вторичные обмотки,, соединенные в звезду каждая, и образующие вместе с подключенными к ним вентилями четыре выпрямительные секции, две из которых, принадлежащие одному грансформатору, выполнены на управ30 ляеьых вентилях, а две секции другого трансформатора выполнены на неуправляемых вентилях, причем две секЦии выпОлнены с ОбъеДиненными анОДа— ми и две секции — с Объединенными катодами, первичная обмотка одного кз трансформаторов соединена в звезду, а .другого — в треугольник, нулевые выводы вторичных обмоток разнотипных секций, принадлежащих разным трансформаторам, соединены, каждая из БыПОлненных на управляемых Вентилях секций снабжена нулевым вентилем,включенным между нулевой точкой звезды и

ОбъеДиненными электрОДами Б том же направлении, что и основные вентили, между объединеннымк анодамк двух секций включен уравнительный реактор, 5 средняя точка которсго .образует о öHH выходной вывод, а другой выходной вывод образован объединенными катодами двух других секций.

На фиг, 1 приведена принц-зпиаль- 26 ная схема выпрямителя; на ф".".. 2 — 5 построены временные диагрме . напряNeHHgr при различных углах регулирования d

ЭыпряМктель содержит уравнительный реактор 1 к два тоехобмоточных ,трансформатора 2 и 3. Первичная обмот:ка трансформатора 2 соединена звез дой, а трансформатора 3 — треугольником. Вторичные обмотки трансформаторов соединены по схеме двойной "-.Бездй .к образуют вместе с поцключеннымк к ним Вентилями 4 — 15 четыре Выпрямительные секции, две кз которых собраны по трехфазнай нулевой cõàìå ка тодного типа (вентили 4 .= б к 13 — 15) а две — по трехфазной нулевой схеме анодного типа (вентили 7 — 9 к 10 -12).

Каждому трансформатору принадлежит

Одна. секция катодного типа и одка секция анодного типа, причем секции,,(ц принадлежащие трансформатору 2, вы-полнены На. управляе зйх вентилях 4-9, и шунткрованы диодами 16 и 17 а секции, принадлежащие трансформа-,.ору

3, выполнены на диодах 10 -15, Нулевые выводы разнотипных секций, принадлежащие разным трансформаторам,соединены . Нагрузка 18 подключена между объединенными катодами вентилей

4-6, 13-15 и 17 к средней точкой об- ® мотки уравнительного реактора 1., вы. воды которого присоединены к Объеди:.йенным анодам вентилей 7-9, 10-12 и 16:.

Принцип работы устройства чается Б следующем.

Относительно осей 1 к 2 помещены кривые напряжений На выходах выпрямительных секций О, U", U" и ", а относительно оск 3 построены кривые суммарных напряжений секций 0 + U u

О + Фч, кривая напряжения на зажимах. нагрузки О, а также кривая фаэного напряжения уравнительного реактоpalp (фкг, 2 - 5) .

H случае, когда углы регулирования

О, т.е. когда тиристоры 4-9 полностью открыты (фиг . 2), кривые напряжений на выходах всех четырех выпрямительных секций 0, U, L}«i и Utv имеют обычную форму, свойственную неуправляемому выпрямителю, выполненному по трехфазной нулевой схеме. При предлагаемом способе соединения обмоток трансформаторов эти напряжения образуют симметричную, систему, в которой амплитуды пульсаций напряжений смежных секций сдвинуты на угол Х/б.

По отношению к нагрузке 18 выпрямительные секции включены последовательно-параллельно таким образом,что суммируются выходные напряжения разноткпных секций, принадлежащих разным трансформаторам, т.е. напряжение

cy;:хмкруется с У", а напряжение

U суммкруется с U . Напряжение

«,!Ч

U + U" приложено к нагоузке 18 и верхней по схеме половине обмотки уравнительного реактора 1, а напряжение

U"+UI приложено к нагрузке 18 и нижней IIo схеме половине обмотки уравнительного реактора 1. Напряжение на зажимах нагрузки выражается уравнением

Q (О, «,, 01 ) и ! а прк отсутствии регулирования содержит "2 пульсаций за период.

Фазное напряжение уравнктельногс реактора выражается уравнением

U (+,) -.

",(,, и) («Utg( (>

При введении углов регулирования (фиг . 3 — 5) искажается форма кри вых напряйенкй к U« . Прк предлагаемом способе соединения выпрямительных секций прикладываемые к нагрузке к полуобмоткам уравнительного рзактора 1 напряжения О +U " к 0 + U изменяются в функции углов регулиро-вания. d. одинаковым.образом, причем угол сдвига фаз между амплктудами этих напряжений составляет У /3. След.ствием этого является получение кри° Бой выпрямленно:-о напряжения Ug, содержащей б пульсаций за период.

При углах регулирования А «r У/б

Б работе выпрямителя Б отдельные интервалы времени принимают участие диоды 1б и 17, ког:орые шунтируют секции„ выполненные на управляемых вентилях. Этк диоды отпираются в моменты времени, когда напряжения на выходе соответствующих секций достигают нулевых значений. В интервале проводимости диода 16 U и . О, а в интенвале проводимости диода 17 О = 0 (фиг.

4 H 5)

Прк Й, = 5Х/б секции, выполненные иа управляемых вентилях, полностью . закрываются. Диоды 16 и 17.при этом

;непрерывно проводят ток, тем саввам схема Быпрямйтеля превращается в обычную шестифаэную нулевую схему с уравгб02 нительным реактором. По сравнению с полностью открытым выпрямителем (aL = О) среднее значение выпрямленного напряжения при этом получается вдвое эаниженчым (коэффициент регули рования 8 = 0,5).

При замене диодо- 10-15 тиристора-ми появЛяется возможность регулирования среднего значения выпрямленного напряжения .От максимума до нуля .

Предлагаежай выпрямитель по сравне- п нию с известньпл содержит один уравнительный реактор, тогда как в известном их два. Поэтому схема предлагаемсго выпрямителя проще.

Токи обмоток уравнительного реактора в предлагаемом выпрямителе и з известном одинаковы . р этих условиях типовая мощность уравнительного реактора, а следовательно, .". его габариты,. определяются по наибольшему возможному при эксплуатации действующему зна.— чению напряжения на его обмотках.

Как вытекает из построения временных диаграмм (фиг. 2-5), в предлагае— мом выпрямителе во всем диапазоне углов регулирования с(. = 0 — 5Х/6, соот- 25 ветствующих коэффициентам .регулирования BU = 1 — 0,5, ылплитудное значение фазного напряжения уравнительного реактора

Ор, (О, 26 Е2 д „. Я где Е ллойд - амплитудное з н аа низ вто—

РИЧНОГО фаЗНОГО КаПРЯжЕНИЯ ".).1:- . .СФОРМа" тора. Поскольку действующее з:, =.:: .=.: напряжения не может быть выше амп;,и = тудного, то при выполнении приведенно „". го неравенства тем более выполняется также неравенство, составленное для действующих значений фазных напряжений уравнительного реактор- 0 и трансформатора Ел:

4(3

Up <О, 37Е ;

Е Z лiа где Е =

К2

Уравнительный реактор в известном выпрямителе работает в условиях,-обыч- 45 ных для шестифазной нулевой схемы выпрямления тока. Поэтому действующее значение фазного напряжения этсrî уравнительного реактора Up определяет.ся из уравнения 5G л- — совs ь.

ЗЯ р й. l Ис (Анализ данного уравнения псказывает „ что уже при,( б

95 .0р 7 О, 37Еgк а при d.

Ор = О, 675Е, 46 ,Следовательно, действующее значение напряжения на обмотках уравнллтельного реактора ()р, по которому должны определяться его типовая мощность и габариты, в известном выпрямителе по- 65 лучается значительно более высоким, чем в предлагаемом. Поэтому в предла— гаемом выпрямителе, предназначаемом для работы в диапазоне коэффициентов егулирования В,.„ = 1 — 0,5, может быть использован уравнительный реактор меньших габаритов, чем в извест— ном.

Таким образом, предлагаемый преоб— разователь позволяет не только упростить схему выпрямителя за счет уменьшения количества применяемых уравнительных реакторов, но также дает возможность сократить габариты сохраняемого в. устройстве уравнительного ре— актора, при этом уменьшаются габариты устройства в целом.

Предлагаемый преобразователь может быть рекоменцован для применения в электроприводе постоянного тока, а также для питания мощных электротеx нологических установок.

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий уравнительный реактор, два трехобмоточных трансформатора, каждый из которых имеет .две вторичные обмотки, соединенные в зьезду каждая, и образующие вместе с подключенными к ним вентилями четыре выпрямительные секции, две из которьпл, принадлежащие одному трансформатору, выполнены на управляемых вентилях, а две секции другого трансформатора выполнены на неуправляемых вентилях, причем, две секции выполнены с объединенными анодами и две секции — с объединеннымй катодами, о тл л .:: а ю шийся тем, что, с ц".;.ь о упрощения и улучшения массо-гадритных показателей, первичная обм=.-ка одного иэ трансформаторов соединена в звезду, а другого — в треугольник, нулевые выводы вторичных обмоток разнотипных секций, принадлежащих. разным трансформаторам, соединены, каждая из выполненных на управляемых вентилях секций снабжена нулевым вентилем, включенным между нулевой точкой звезды и объединенными электродами в том же направлении,что и основные вентили, между объединен-. ныли анодами двух секций включен уравнительный реактор, средняя точка которого образует один выходной вывод, а другой выходной вывод образован объединенными катодами двух других секций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чиженко И .И . и др . Основы преобразовательной техники. М ., "Высшая школа", 1974, с. 160-162. .2, Патент Японии М 53 - 22660, кл . Н 02 И 7/155, 1978.

860239

Составитель Е.Мельникова

Редактор В.Матюхина Техред М.Табакович . Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7568/32 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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