Двухфазный источник электропитания с десятикратной частотой пульсации

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания, в частности при использовании двух фаз из трех при питании от типовой трехфазной сети. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит десять преобразовательных элементов 1 - 10, собранных в пятиячейковый вентильный мост 11, выводы 12 и 13 постоянного тока которого образуют выходные выводы, а к выводам переменного тока подключены пять выводов секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитного аппарата 15. Две секции первой и три секции второй фаз соединены при соответствующих соотношениях так, что на подходящих к мосту 11 линиях формируется пять диагональных ЭДС, в результате выпрямления которых с помощью моста 11 на нагрузке 14 обеспечивается десятикратная частота пульсации, не кратная трем, в том числе и при использовании двух фаз из трех типового трехфазного первичного источника. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 М 7/162

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М I

Х Ы 0 0 д Хр

m„=z; v >=/zo, .О

0»

О фь

Ф (21) 4654033/07 (22) 27.01.89 (46) 07.07.91. Бюл. ¹ 25 (72) А. М, Репин (53) 621.314.5(088.8) (56) Авторское свидетельство, СССР

¹ 1288862, кл, Н 02 M 7/152, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹1561177,,кл. Н 02 М 7/162, 1987. (54) ДВУХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ДЕСЯТИКРАТНОЙ ЧАСТОТОЙ

ПУЛ Ь САЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневол ьтного вторичного источника электропитания, в частности при использовании двух фаз из трех при питании от типовой трехфазной сети. Цель изобретения—,, Ы„„1661944 А1 расширение области применения, Устройство содержит десять преобразовательных элементов 1 — 10, собранных в пятиячейковый вентильный мост 11, выводы 12 и 13 постоянного тока которого образуют выходные выводы, а к выводам переменного тока подключены пять выводов секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитного аппарата 15. Две секции первой и три секции второй фаз соединены при соответствующих соотношениях так, что на подходящих к мосту 11 линиях формируется пять диагональных ЭДС, в результате выпрямления которых с помощью моста 11 на нагрузке 14 обеспечивается десятикратная частота пульсации, не кратная трем, в том числе и ,при использовании двух фаз из трех типового трехфазного первичного источника, 3 ил, 1661944

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве средневольтного вторичного источника электропитания, в частности при использовании двух фаз из трех при питании от типовой трехфазной сети.

Цель изобретения — расширение области применения.

На фиг, 1 представлены принципиальная электрическая схема двухфазного источника электропитания с десятикратной частотой пульсации выходного знакопостоянного напряжения (П=10); на фиг. 2 — то же, при упрощенном изображении соединения секции, двухфазной вентильной обмотки (ВО) электромагнитного аппарата (ЭМА) в топологическом, а пятиячейкового вентильного моста — в блочном виде; на фиг. 3-десятилепестковая диаграмма энакопостоянных импульсов Я„(,и = 1,10), иллюстрирующая в фазовой плоскости форму выходного напряжения 00, причем для удобства понимания при S указаны номера токопроводящих в данный момент (открытых естественным образом) преобразовательных элементов (ПЭ) моста, а также выводы секций ВО, между которыми в данный момент образуется наибольшая разность потенциалов. Эта разность отражает из всех линейных действие соответствующих диагональных ЭДС (ДЭДС).

Приняты обозначения: п „ — число исходных ЗДС; b — фазовый сдвиг между преобразуемыми ЭДС исходных фаз а и b;

Ч2 — число секций BO или секций двухфазного источника переменных напряжений;

M> — общее число линейных ЭДС, формирующихся между соответствующими парами линий, соединяющих секций ВО с мостом;

Мд — число ДЗДС,  — общее число ПЭ; Вп — число ПЭ, последовательно соединенных между собой в каждом из десяти контуров протекания тока нагрузки в течение одного периода преобразуемых исходных ЭДС; П— частотная кратность пульсации; Кп — коэффициент пульсации по полному ее размаху относительно среднего значения V< выходного напряжения в режиме ХХ; W, - суммарное число витков ВО относительно амплитуды Уао напряжения U<.

Устройство содержит десять ПЗ 1-10, собранных в пятиячейковый вентильный мост 11, выводы 12 и 13 постоянного тока которого образуют выходные выводы, К ним подключается нагрузка 14, Источник электропитания содержит также ЗМА 15, двухфазная ВО которого разделена в первой фазе на две(а1х1, а2х2), а во второй фазе — на три (Ь1у1, bzyz, Ьзуз) секции.

55 что относительно амплитуды U < выходного напряжения Uo 8 режиме ХХ соответствует 0,77261:0,57735:0,3568:0,0746:0,1207:

0,47753.

Действующие значения напряжений на этих секциях и частях, требующиеся на практике относительно задаваемого потребителем среднего значения V указанного напряжения нагрузки, при этом составляют

0,5554;0,415:0,2565:0,05758:0,08677:0,34327.

Устройство работает следующим образом.

Причем первая секция b1y1 второй фазы снабжена одним (Ь1 ), а первая секция а1х1

1 первой фазы двумя (a1, а1 ) отводами. 1 1

Разноименные выводы а1 и у1 этих пер5 вых секций а1х1Ь1у1 разных фаз подключены к двум иэ пяти выводам переменного тока указанного моста 11, а первый отвод а1

1 первой секции а1х1 первой фазы выполнен между вторым ее отводами а1 и присоеди11

10 ненным к мосту выводом а1, Первая секция Ь1у1 второй фазы присоединена своим выводом Ь1 встречно к вто11 рому отводу а1. первой секции а1х1 первой фазы, к первому отводу а1 которой подклю15 чена согласно выводом уз дополнительная третья секция Ьзуз второй фазы. Вторая ее секция Ь2у2 своим выводом у2, одноименным выводу уз третьей секции Ьзуз, присоединена встречно к выводу х1 первой секции

20 а1х1 первой фазы..Вторая ее секция,azxz выводом а2 присоединена встречно к отво- ду h1 первой секции Ь1у1 второй фазы. а выводы b2, bs второй и третьей секций b2y2 и Ьзуз второй фазы и вывод х2 втОРой секЦии

25 azx2 первой фазы подключены к трем остальным выводам пятиячейкового моста 11.

При этом первая секция а1х1 первой фа1 11 зы и ее часть а1 а; между отводами а1 и

11 а1, равная одинаковым между собой пер30 вой (b1y1) и третьей (Ьзуз) секциям второй фазы, а также вторая секция Ь2у2, равная

1 части b1b1 первой ее секции b1y1 от отвода

b1 до вывода b1, присоединенного к первой

1 секции а1х1 первой фазы, и, кроме того, две

35 ее части а1а1, а1 х1 от первого отвода а1

1 11 до присоединенного к мосту вывода а1 и,от

11 второго отвода а1 до другого вывода х1 и вторая секция а2х2 могут быть установлены в соотношениях

a1x1:(a1 a1 =- Ь1у1= Ьзуз): (Ь2у2 =

1 11

1, 1, 11

= b1b1 ):а1а1:а1 х1:а2х2 ==

=sin 42":0,5;sin18;2sin6 sin18

1в1пб" 2sin18osin42

0,66913:0,5:0,309:0,0646;

:0,10453:0,41355, 1661944

Благодаря формированию (фиг, 2) пяти

ДЭДС, образующихся между соответствующими парами присоединенных к мосту выводов ВО, íà его выходе создается квазипостоянное напряжение Lip, содержа- 5 щее за один период ЭДС (фиг, 3) десять примыкающих друг к другу импульсов

S> (p = 1,10). Причем максимум первого импульса S7 сдвинут по фазе на 18 эл.град. относительно максимума ЭДС первой фазы 10 на секциях а7х7 или azxz.

При указанных соотношениях длительность импульсов и фазовый сдвиг последующего импульса относительно предыдущего составляет 36 эл.град., а амп- 15 литуды всех десяти импульсов равны между собой. Возможное явление коммутации или одновременной параллельной работы внутренних ветвей (контуров) и асимметрия их сопротивлений из-за десимметрирующих 20 факторов не учитываются, В результате переменная составляющая огибающей выходного напряжения колеблется с частотой в 10 раз больше частоты преобразуемых ЭДС (П=10), а уровень пуль- 25 сации составляет около 5 по полному размаху относительно постоянной составл я ющей Ч„.

Причем в случае выполнения источника управляемым (регулируемым, стабилизиро- 30 ванным) по выходному постоянному напряжению или при исполнении устройства в качестве инвертора возможен упрощенный алгоритм управления ПЭ, что обусловлено тем, что сигналы управления от вводимой 35 системы управления достаточно подавать лишь на один ПЭ из десяти в каждом циклически сменяющемся контуре токопрохождения. Согласно фиг. 3 и при установленной на фиг. 1 нумерации ПЭ сигналы управления 40 в дискретные моменты времени, соответствующие формированию десяти импульсов выходного напряжения в течение одного пе риода ЭДС, достаточно подавать периодически в последовательности на ПЭ 7, 4, 3, б, 45

5, 7, 10, 9 и 2 при естественном вступлении

ПЭ в работу и выборе первого импульса в качестве исходного, Тем самым впервые при наличии источника лишь двух переменных ЭДС с фазовым 50 . сдвигом 120 эл, град. создано устройство с не кратной трем частотной кратностью . пульсации, что обеспечивает переход в не— традиционный спектр гармонических выходного напряжения и потребляемого тока, 55 изменение протекающих электромагнит. ных процессов при одновременном упрощении за счет уменьшения в 1,2 раз- числа

ПЭ, числа выводов ВО и числа линий присоединения ВО с мостом, снижения в 1,14 раза суммарных витков В0, упрощения электрических связей, конструктивно-технологического исполнения и, как следствие, расширение области применения в средневольтных ВИП, в том числе преимущественно многоканальных, Формула изобретения

Двухфазный источник электропитания с десятикратной частотой пульсации, содержащий электромагнитный аппарат, двухфазная вентильная обмотка которого при фазовом сдвиге ее ЭДС, равном 120 эл. град„разделена в каждой фазе на две секции с одним и соответственно с двумя отводами в первых секциях второй и первой фаз, причем одни разноменные выводы этих первых секций разных фаз подключены к двум из пяти выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, а первый отвод первой секции первой фазы выполнен между вторым ее отводом и присоединенным к мосту выводом, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, первая секция второй фазы присоединена своим свободным выводом встречно к второму отводу первой секции первой фазы, к первому отводу которой подключена согласно одним выводом дополнительно введенная третья секция второй фазы, вторая секция которой присоединена встречно своим одноименным подключенному выводу третьей секции выводом к свободному выводу первой секции первой фазы, вторая секция которой одним выводом присоединена встречно к отводу первой секции второй фазы, а свободные выводы второй и третьей секций второй фазы и второй секции первой фазы подключены к трем свободным выводам переменного тока указанного пятиячейкового вентильного моста, при этом первая секция первой фазы и ее часть между отводами, равная одинаковым между собой первой и третьей секциям второй фазы, а также вторая ее секция, равная части первой ее секции от отвода до вывода, присоединенного к первой секции первой фазы, две ее части от первого отвода до присоединенного к мосту вывода и от второго отвода до другого вывода и вторая секция первой фазы установлены в соотношениях

sin42;0,5:siï78 ;2sin6 sin 78 s пб :2з!п18

s in42 .

1661944 и 0=10 (Щ;Я4Яо . 4(5A f,Г) ,10) Sg - gg $ (b xÄ (gzbz, I q 14)

5g (1 Sg (u Ь < (ЬрУ

7,fO), Ю4)

ЩSg - )- S (b uÄ (sÆ>А ЮБ $ (b>u„58)

Puz3

Составитель В.Горохов

Редактор Н,Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Кучерявая

Заказ 2134 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101