Трехфазный преобразователь напряжения с десятикратной частотой пульсации
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве вторичного источника питания средневольтного диапазона, Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя. Секции вентильной обмотки электромагнитного аппарата 15, формируют трехфазную систему ЭДС в схему, топологически образующую подобие короны,пять выводов которой подключены к выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста 11, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы 12 и 13. При этом через секции, соединенные в замкнутый контур, протекает ток с амплитудой, существенно меньшей значения тока нагрузки. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9) (! !) (5!)5 Н 02 M 7/162
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653973/07 (22) 27.01.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (72) А.М. Репин (53) 621.314.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
I+ 1288862, кл, Н 02 M 7/162, 1985.
Авторское свидетельство СССР
O 1345298, кл, Н 02 М 7/162, 1986, (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
НАПРЯЖЕНИЯ С ДЕСЯТИКРАТНОЙ ЧАСТОТОЙ ПУЛЬСАЦИИ (57) Изобретение относится к электротехни-. ке и может использоваться в качестве втоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичного источника электропитания средневольтного диапазона.
Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя.
На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема трехфазного преобра.зователя напряжения с десятикратной частотой пульсации; на фиг. 2 — то же, с изображением секций трехфазного источника переменных ЭДС и их соединений в топологическом, а пятиячейкового вентильного моста Л5- в блочном виде; на фиг. 3— десятилепестковая диаграмма выходного напряжения Uo в фазовой плоскости при иэображении.его огибающей в виде десятипунктирных лепестков за один период преобразуемых переменных ЭДС при угловой длительности каждого лепестка, соответствующей длительности формирующегося на нагрузке импульса, равной 36, а также при изображении образующих выходное ричного источника питания средневольтного диапазона, Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя. Секции вентильной обмотки электромагнитного аппарата 15, формируют трехфазную систему
ЭДС в схему, топологически образующую подобие короны, пять выводов которой подключены к выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста 11, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы 12 и 13. При этом через секции, оединенные в замкнутый контур, протекает ток с амплитудой. существенно меньшей значения тока нагрузки. 3 ил. напряжение импульсов Яц в виде десяти векторов, симметрично сдвинутых также на угол 360, Устройство содержит преобразовател ьные элементы (ПЭ) 1-10, образующие пятиячейковый вентильный мост 11, выводы 12 и
13 постоянного тока которого образуют выходные выводы, К ним подключается нагрузка 14.
Трехфазный источник 15 переменных
ЭДС в виде трехфазной вентильной обмотки (ВО) электромагнитного аппарата (ЭМА) содержит в третьей фазе одну (CZ), а в первой и второй фазах — Ro две секции а1х1. а2х2 и Ь1у1, Ь2у2.
Одинаковые первые секции а.1х1, Ь1у1 первых двух фаз соединены между собой последовательно-согласно, топологически образуя обратный открытый треугольник или обратную Ч-схему х1Ь1у1 (см. фиг. 2), Равные между собой вторые секции Ь2у2, а2х2 второй и первой фаз подключены встречно и соответственно согласно к пер1677821 вому (С и второму (С ) отводам секции CZ
1) li третьей фазы, причем порядок отсчета этих отводов принят относительно конца С этой секции.
Выводы С, Z секции CZ и выводы у2а2 присоедйненных к ней двух секций bzyz, арх>, а также объединенные в Ч-схеме выводы à l, у1 пЕРвых секций а1х1, Ь1У1 падКл Ючвны к пяти вызодам переменного тока пятиячейкового вентильного моста 11.
Отводами а1, Ь 1 снаожены вторые секции первых двух фаз, к которым присоединены выводы Ь1, х1 разноименных по фазе первых секций b1y1, а1х1, а топология всех соединенных секций схожа в целом с изображением короны (фиг. 2). Причем каждая первая и вторая секции первых фаз и разделенные отводами средняя и каждая крайняя части секции третьей фазы, а также третья секция и меньшая и большая части каждой второй секции могут быть установлены в соотношениях (31x1 = bly1), (а я = Ь2у2): СС: (сс = CZ): CZ: (а2а2 =
=Ь2у2): (а2х2 = Ь2Ь2) = 0,7097: 0,6787;
0,3213: 0,1484: 0,618: 0,2903: 0,38845 относительно амплитуды 40 выходного напряжения U< в режиме ХХ, или в действующих значениях напряжения, обычно требующихся на практике относительно задаваемого среднего значения Ч> того же напряжения нагрузки в соотношениях
0,51:0,488; 0,231;0, 1 07,0,4443:0,279.
Преобразователь работает следующим образом.
Как следует иэ фиг,2 благодаря установленному соединению секций ВО ЭМА и их соотношениям, между соответствующими парами линий, подходящих к мосту Л5, формируется пять одинаковых диагональных
ЗДС (ДЭДС). Они сдвинуты по фазе относительно друг друга на 72 эл. град, и топологически образуют правильную пятиугольную звезду, показанную на фиг, 2 пятью пунктирными линиями.
В результате выпрямления этих пяти переменных ДЭДС с помощью десяти ПЭ
1-10 моста Л5 на нагрузке 14 создается квазипостоянное напряжение О, с десятикратной частотой его пульсации относительно частоты этих ЗДС (П = 10, фиг. 3).
Частота пульсации увеличена в некратное трем число раз несмотря на преобразование трех переменных ЭДС, сдвинутых по фазе на 120 эл. град, При выполнении устройства управляемым по постоянному напряжению, например, в качестве управляемого (стабилизированного ) выпрямителя или в качестве инвертора, упрощенный алгоритм управления ясен из той же фиг. 3, согласно
45 которой сигналы управления иэ ПЭ достаточно подавать от вводимой системы управления лишь на один ПЭ, причем последовательно в течение одного периода
ЗДСна ПЭ1,4,3,6,5,8,7,10,9и2при принятой на фиг. 1 их нумерации нечетно в анодной и четно- в катодной группах ПЗ при последовательной нумерации в порядке естественного их открытия и выборе условно первого импульса в качестве исходного.
На фиг. 1 приведены также следующие использованные данные: число mH исходных ЭДС, секции которых при общем их числе Ч2 = 5 и установленных далее соотношениях формируют на входе моста пять
ДЭДС (Мд = 5), а их преобразование с помощью моста Л5 из десяти ПЗ (В = 10) обеспечивает десятикратную частоту пульсации (П = f /f< = 10) относительно частоты исходных ЭДС при уровне klan пульсации по полному размаху, равному 5";ь относительно среднего значения Чо напряжения Uo нагрузки, через Р/ = 3,4 обозначена суммарная амплитуда преобразующих ЭДС всех трех фаз относительно амплитуды Uao напряжения 00 в режиме ХХ или, что то же, суммарное число витков BO электромагнитного аппарата (Э ЛА) в случае реализации источника ЭДС на трехфазной ВО ЗМА.
Присоединенные к мосту пять выводов обозначены на фиг. 2 маленькими окружностями, которые расположены вблизи большой окружности, в целом описывающей топологическое изображение источника переменных ЭДС или соединенных между собой секций ВО 3МА. Двумя наименыдими окружностями обозначены точки соединения отводов с выводами секций обратной
Y-схемы, Креме того, при Sp на фиг. 3 указаны номера двух ПЭ, проводящих в данном подынтервале ток нагрузки при закрытых остальных ПЭ, а также даны обозначения пары выводов соответствующих секций ВО, между которыми в этом подынтервале действует наибольшая по мгновенному значению ДЭДС.
Формула изобретения
Трехфазный преобразователь напряжения с десятикратной частотой пульсации, содержащий трехфазный источник переменных ЭДС с одной секцией в третьей фазе и двумя секциями в первой и второй фазах, причем равные первые секции первой и второй фаз соединены между собой в открытый треугольник, топологически образуя обратную Y-схему с углом 60, а равные между собой вторые секции второй и первой фаз подключены встречно и соот1677821 ветственно согласно к первому и второ(::.у отводам секции третьей фазы при порядковом их отсчете от ее конца, свободные Выводы этой секции и соединенных в ней вторых секций, а также объединенные в Vсхеме выводы первых секций подключены к пяти выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста, Выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, причем каждая вторая секция первых фаз и разделенные отводами средняя и каждая крайняя части секции третьей фазы установлены в соотношениях 0,6787: 0,3213;, О. 1484, О т л и, В ю и У.: и с Р теl.:,, !Tà. с ц8лью упроьцения конс1О (ции преООразОВателя, каждая вторая секци". снаб.кена ОдН .1М ОТВОДОМ, К 1(ОТОРОЬЛ(ПГ(. (СDCÃÛH8(Hß
5 СВО(1ОДНЫМ ВЫВОДО:"i (аэ(НОИ((" ",8HHHP. ПО (."238
tlGpB3R Се .(ЦИЙ, 8 Введенный ОТВОД ЯВЛи1 каждую Вторую секцию H=- - меньшую и большую части 3 СООтношении 0 2ЯД L! 389( гьри Выпол Внии;8H>iве-й част „ "" и(" (,-(соел .,1О ненным к мосту Вь .ВО@, (- ., з пеГ ая ь Вторая-:
C8ÊÖÈÈ каждой ИЗ ((8(8. 3!х ДВ /х фа I; (.(Цн(. .( третьей фазы Вь полнеб ы Б сООтиос(Hии
0, И97: 0,6787: 0,618.
1677821 î /7= f0 (ар х; 9,2)Лу 3 (а с; 18) (7,гр)Ху --з ЮЕ г- я (гу г,. (uг;,, й)
Юр (Д (bz az (1УГЬ
7, fg) (О i 34) го) S,ó г, г. - ма(2Ую, (cu>>, J8) (б дв),,т,(ы хк) (Риг. 3
Составитель В, Горохов
Редактор В. Фельдман Техред М.Моргентал Корректор T. Малец
Заказ 3121 Тираж 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