Выпрямитель

Использование: в устройствах с электроприводом, в частности на электроподвижном составе.

Сущность: Выпрямитель с плавным регулированием выпрямленного напряжения, содержит две и более изолированные части вторичной обмотки трансформатора, к концам которых подключены последовательно соединенные электрические вентили, каждая пара которых образует последовательно соединенные через нагрузку катодные и анодные группы выпрямительных мостов. По крайней мере, одна из частей обмотки выполнена с промежуточными выводами, к которым подключены другие последовательно соединенные электрические вентили, катоды и аноды которых подключены к общим катодным и анодным группам. Выпрямитель дополнительно содержит сглаживающий реактор, подключенный между выходным зажимом катодной цепи выпрямителя и нагрузкой.

Техническим результатом является улучшение качества выпрямленного тока - снижение пульсаций 1 н.з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель может быть использована в устройствах с электроприводом, в частности на электроподвижном составе однофазного переменного тока.

Известен выпрямитель с последовательно-параллельным соединением выпрямительных мостов, в диагональ каждого из мостов подключены вторичные обмотки трансформатора. При этом два выпрямительных моста выполнены полностью управляемыми и подключены между собой параллельно. Другой выпрямительный мост выполнен полууправляемым. К двум полностью управляемым мостам в катодную цепь подключен полууправляемый выпрямительный мост. Анодная цепь управляемых мостов содержит «минусовой» зажим для подключения нагрузки. Катодная цепь полууправляемого моста содержит «плюсовой» зажим для подключения нагрузки. (А.И.Лещев, К.П.Солтус / О выборе силовой схемы для тягового агрегата ОПЭ-1М / Сборник научных трудов «Электровозостроение» / Всероссийский н.-и. и проектно-констр. ин-т. электровозостроения - 1997. - Т.37., стр.19-21 на рис.2).

Недостатком выпрямителя является большая пульсация выпрямленного тока вследствие глубокого фазового регулирования напряжения.

Наиболее близким по технической сущности является выпрямитель, с плавным регулированием выпрямленного напряжения, содержащий две и более изолированные части вторичной обмотки трансформатора, к концам которых подключены последовательно соединенные электрические вентили, каждая пара которых образует последовательно соединенные через нагрузку катодные и анодные группы выпрямительных мостов, по крайней мере, одна из частей обмотки выполнена с промежуточными

выводами, к которым подключены другие последовательно соединенные электрические вентили, катоды и аноды которых подключены к общим катодным и анодным группам. (Авторское свидетельство СССР №385770, фиг.2).

Недостатком выпрямителя, как и аналога, является большая пульсация выпрямленного тока. При использовании в качестве нагрузки электродвигателя пульсация тока приводит к дополнительным электрическим потерям, повышенной вибрации момента. При использовании коллекторного двигателя, ухудшаются условия его коммутации, вероятен «круговой огонь».

Задачей полезной модели является снижение пульсации выпрямленного тока.

Поставленная задача решается тем, что выпрямитель, с плавным регулированием выпрямленного напряжения, содержащий две и более изолированные части вторичной обмотки трансформатора, к концам которых подключены последовательно соединенные электрические вентили, каждая пара которых образует последовательно соединенные через нагрузку катодные и анодные группы выпрямительных мостов, по крайней мере, одна из частей обмотки выполнена с промежуточными выводами, к которым подключены другие последовательно соединенные электрические вентили, катоды и аноды которых подключены к общим катодным и анодным группам, дополнительно снабжен сглаживающим реактором, подключенным между выходным зажимом катодной цепи выпрямителя и нагрузкой.

Положительный эффект полезной модели проявляется в том, что предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество тока нагрузки - снизить пульсации выходного тока за счет подключения в цепь нагрузки сглаживающего реактора. Качество (сглаженность) тока нагрузки будет тем лучше, чем больше индуктивность сглаживающего реактора.

На фиг.1 представлен вариант выпрямителя.

Выпрямитель содержит две и более изолированные части - секции 1-3 вторичной обмотки трансформатора 4, к которым подключена вентильная часть 5, содержащая электрические вентили 6-15. К концам секций 1-3 подключены последовательно соединенные электрические вентили 6-15, каждая пара которых образует последовательно соединенные через нагрузку 17 катодные и анодные группы выпрямительных мостов. По крайней мере, одна из секций обмотки трансформатора 4 выполнена с промежуточными выводами, к которым подключены другие последовательно соединенные электрические вентили, катоды и аноды которых подключены к общим катодным и анодным группам, дополнительно снабжен сглаживающим реактором 16, подключенным между выходным зажимом катодной цепи выпрямителя и нагрузкой 17. Нагрузкой 17 может являться, как минимум, один тяговый двигатель 17 с обмотками якоря и возбуждения. При этом двигатели могут соединяться между собой параллельно или последовательно.

Выпрямитель работает следующим образом. На первой и второй зонах регулирование выпрямленного напряжения на нагрузке 17 производится путем плавного изменения фазы открытия управляемых вентилей 8 и 9 (от 0 до ¼ полного напряжения) и 6 и 7 (от ¼ до ½ полного напряжения). При полностью открытых вентилях 6 и 7 нагрузка секций 1 и 2 вторичной обмотки трансформатора 4 переводится на равновеликую секцию 3. Нагрузка с вентилей 6 и 7 переводится на вентили 12 и 13 путем выполнения логических операций в схеме управления вентилями синхронно с моментом времени t=/2. При этом вентили 12 и 13 открываются полностью. В третьей зоне регулирования плавным изменением фазы открытия вентилей 8 и 9 выпрямленное напряжение изменяется от 0,5 до 0,75 полного напряжения. В четвертой зоне плавным переводом нагрузки с вентилей 8 и 9 на вентили 6 и 7 выпрямленное напряжение изменяется до полного значения. Пульсации выпрямленного тока сглаживаются реактором сглаживающим 16. Значение пульсаций

выпрямленного тока определяется параметрами контура коммутации и фазой регулирования напряжения. При использовании в качестве нагрузки двигателя, как правило, только индуктивности рассеяния его обмоток, недостаточно для снижения пульсаций выпрямленного тока.

Поскольку выпрямитель не предусматривает обратное преобразование энергии (инвертирование), то в плечах 10, 11 и 14, 15 установлены неуправляемые силовые полупроводниковые приборы - диоды.

В качестве вентилей вентильной части 5 выпрямителя могут быть использованы, например тиристоры типа Т353-800-28 и диоды типа Д253-2000-24. В качестве сглаживающего реактора 16 может быть использован, например, реактор сглаживающий PC-38 (ДТЖИ.671331.019 (6ТН.210.038СП)) производства ООО «ПК НЭВЗ» 346413 г.Новочеркасск, Рост. обл. ул. Машиностроителей 3.

Таким образом, предлагаемый выпрямитель позволяет улучшить качество выпрямленного тока - снизить пульсации.

Согласно заявляемой полезной модели, совокупность известных и вновь введенных в предлагаемом выпрямитель признаков позволяет решить задачу, на которую направлена полезная модель, обеспечив при этом получение требуемого технического результата.

Выпрямитель с плавным регулированием выпрямленного напряжения, содержащий две и более изолированные части вторичной обмотки трансформатора, к концам которых подключены последовательно соединенные электрические вентили, каждая пара которых образует последовательно соединенные через нагрузку катодные и анодные группы выпрямительных мостов, по крайней мере, одна из частей обмотки выполнена с промежуточными выводами, к которым подключены другие последовательно соединенные электрические вентили, катоды и аноды которых подключены к общим катодным и анодным группам, отличающийся тем, что дополнительно снабжен сглаживающим реактором, подключенным между выходным зажимом катодной цепи выпрямителя и нагрузкой.