Двухфазный преобразователь напряжения с десятикратной частотой пульсации

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве средневольтного вторичнрго источника электропитания. Цель изобретения - упрощение при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульсации выходного напряжения.Устройство содержит пятиячейковый вентильный мост из десяти преобразовательных элементов, к выводам переменного тока которого присоединены пять выводов трех секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитного аппарата. Секции соединены так, что при установленных соотношениях их частей на подходящих к мосту линиях формируется пять фазосДвинутых диагональных ЭДС, топологически образующих в фазовой плоскости правильную.пятиугольную звезду. Обеспечен также фазовый сдвиг огибающей выходного напряжения на 12 эл.град. относительно ЭДС первой фазы, допустим простой алгоритм управления элементами моста в случае выполнения устройства управляемым, в частности стабилизированным rio постоянному напряжению выпрямителя или при работе устройства в качестве инвертора, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю Н 02 М 7/162

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4654032/07 (22) 27.01.89 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (72) А.М.Репин (53) 621.314.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1374377, кл. Н 02 М 7/162, 1986.

Авторское свидетельство СССР, Ь 1554091, кл. Н 02 М 7/162, 1987. (54) ДВУХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ С ДЕСЯТИКРАТНОЙ ЧАСТОТОЙ ПУЛЬСАЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве средневольтного вторичнрго источника электропитания. Цель изобретения — упрощение при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульсации выходного напряжения, Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в качестве вторичного источника электропитания (ВИП) средневольтного диапазона при сравнительно высоком качестве преобразования энергии за счет обеспечения некратной трем частотной кратности пульсаций выходного напряжения при наличии лишь двух из трех фаз источника переменных напряжений (ЭДС) с фазовым сдвигом 120 эл.град.

Цель изобретения — упрощение при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульсаций выходного напряжения.

Ка фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема двухфазного преобра Ы 1713053 А1

Устройство содержит пятиячейковый вентильный мост из десяти преобразовательных элементов, к выводам переменного тока которого присоединены пять выводов трех секций двухфазной вентильной обмотки электромагнитного аппарата. Секции соединены так, что при установленных соотношениях их частей на подходящих к мосту линиях формируется пять фазосдвинутых диагональных ЭДС, топологически образующих в фазовой плоскости правильную пятиугольную звезду . Обеспечен также фазовый сдвиг огибающей выходного напряжения на 12 эл.град. относительно ЭДС первой фазы, допустим простой алгоритм управления элементами моста в случае выполнения устройства управляемым, в частности стабилизированным по постоянному напряжению выпрямителя или при работе устройства в качестве инвертора, 3 ил.

I зователя напряжения с десятикратной частотой пульсации выходного напряжения, при реализации двухфазного источника преобразуемых ЭДС с фазовым сдвигом 120 эл.град. на трех секциях двухфазной вентильной обмотки (BO) электромагнитного аппарата /ЭМА/ (например, электрической машины, трансформатора и др.) при выпол, нении пятиячейкового вентильного моста со всеми входящими в него десятью преобразовательными элементами (ПЭ); на фиг. 2— то же, при изображении двухфазного источника ЭДС и соединений его секций в топологическом виде, а вентильного моста — в блочном виде; на фиг. 3 — десятилепестковая диаграмма знакопостоянных импульсов

1713053 о

S / = 1,10/, иллюстрирующая в фазовой топологически образуя V-схему с углом 60 плоскости форму огибающей выходного на- (аху1, фиг. 2), а вторая секция Ь2у2 второй пряженияUpифазовыесдвигиобраэующих фазы присоединена встречно своим отвоего импульсов в режиме холостого хода, или дом b2 к отводу а секции ах первой фазы. иначе, при идеализированных условиях ра- 5 Эта секция ах, первая и вторая секции

Ь1у1 и Ьтуг, а также поделенные отводами

На диаграмме при S указаны обозна- меньшие и большие их части могут быть чения пары выводов ары выводов секций ВО с наиболь- установлены в соотношениях ах: Ь1у1: Ь2у : ° ° шим значением действующей в данный:аа: ах: Ь1Ь1, Ь1у1: Ь2Ь2: bays =,098 моментдиагональной ЭДС(ДЭДС), атакже 10:0,8581:1: 0,41947: 0,6787 . 0,24: 0,618: приведены номера двух ПЭ, естественным:0,2903: 0,7097 относительно амплитуды 0 0, образом открытых в данном подинтервале что в обычно требующихся на практике дейза счет возникновения на них пря- ствующих значениях напряжения на этих

V мого напряжения при закрытых остальных секциях и их частях относительно о, соотПЗ, вследствие наличия на них, обратного 15 ветствует 0,7895: 0,6169: 0,7189: 0,3016: ряжения. Возможным явлением комму- . 0,4879: 0,1726: 0,4443: 0,208, тации или перекрытия смежных контуров Устройство работает следующ обрим атокопрохождения (параллельной одновре- зом. менной работой их за счет падения напря- Из топологии соединения секций ВО жений на внутренних элементах) условно 20 ЭМА15 (фиг. 2) видно, что несмотря на напренебрегаем. личие лишь двух фаз источника переменных

Для удобства, на фиг. 1 использованы ЭДСсфазовымсдвигом120эл.град.,между следующиеданные:оп=2-числоисходных соответствующими их выводами формиру преобразуемых ЭДС; Ъь= 120 — фазовый ется пять диагональных ЭДС (ДЭДС). На сдвиг между Д п

ЭДС первой и второй фаз ис- 25 фиг. 2 они показаны пунктирными линиями, точника или ВО ЗМА; Ч2=3, W =3 — число образующими правильнуЮ пятиугольную секций ВО и суммарное число их витков или звезду. Следовательно, такие ДЭДС сдвинусуммарная амплитуда преобразуемых ЭДС ты по фазе на 72 эл.град, относительно друг обеих фаз относительно амплитуды U p на- друга. пряжения U; Мд=5-числоДЭДС, 30 Так как мост11 выпрямляет(в выпрямиформирующихся на попарных выводах пе- тельном режиме работы) или инвертирует(в ременного тока моста; В = 10 — суммарное инверторном) обе полуволны пяти переменчисло его ПЭ; Вл = 2 — число ПЭ, одновре- ных ДЭДС, то на выходе моста 11 и соответменно последовательно обтекаемых током ственно на нагрузке 14 (при работе нагрузки в каждом из десяти контуров, цик- 35 устройства выпрямителем) образуется квалически сменяющихся в процессе подклю- зипостоянное напряжение 0 э с частотой его чения к нагрузке в течение одного периода пульсации, в 10 раз больше частоты ЭДС преобразуемых ЭДС; П = fn/f< = 10- частот- (П =. 10, фиг. 3). ная кратность пульсаций (переменной со- Причем амплитуды этих импульсов S ставляющей или изменения огибающей) 40,одинаковы при вышеуказанных соотношеквазипостоянного напряжения U; Кп = ниях, Одинаковы и равны 36 эл.град. и дли=-AUp/Vp=5 — коэффициент пульсации по тельности этих импульсов и фазовый их полному ее размаху относительно среднего сдвиг относительно друг друга. Специфичзначения Vp напряжения Up в идеализиро- ным для устройства, относительно других ванных условиях. 45 схем с П = 10, является фазовый сдвиг

Устройство содержит ПЭ 1-10, образу- амплитуды условно первого импульса на 12 ющие пятиячейковый вентильный мост 11, эл.град. по отношению к максимуму ЭДС выводы 12 и 13 постоянного тока которого первой фазы, что создает дополнительную образуют выходные выводы, к которым под- возможность последующего увеличения П и ключается нагрузка 14. 50 снижения Кп путем соответствующего соеВентильная обмотка (ВО) электромаг- динения выходных выводов разных преобнитного аппарата (ЭМА) 15 с одной секцией разовательных структур с,П = 10. При этом ах в первой, двумя секциями Ь у, Ь2у2 во в случае выполнения устройства управляевторой фазах при одном отводе(а, b>1, аз в мым алгоритм управления пэ 1 — 10 прост, каждой из них присоединена отводом Ь и 55 что, как следует из той же фиг. 3, обусловлечетырьмя выводами а, bz, y>, уг к пяти выво- но достаточностью подачи сигналов управдам переменного тока моста 11. Причем ления от вводимой системы управления первые секции ах и Ь1у1 обеих фаз соедине- лишь на один ПЭ из десяти в каждом контуны последовательно согласно между собой, ре токопрохождения в последовательности с первого по десятый ПЭ при принятой на

1713053 фиг. 1 их нумерации естественного вступления в работу в течение периода преобразуемых ЭДС четно в катодной и нечетно в анодной их группах.

Формула изобретения

Двухфазный преобразователь напряжения с десятикратной частотой пульсации, содержащий двухфазный источник переменных ЭДС с одной секцией в первой и двумя секциями во второй фазах, причем каждая секция снабжена отводом, первые секции разных фаз соединены последовательно согласно между собой, топологически образуя Н-схему с углом 6QО, а к отводу секции первой фазы присоединена встречно своим отводом вторая секция второй фазы, свободные выводы которой, а также свободные выводы секций Н-схемы подключены к четырем из-пяти выводам переменного тока пятиячейкового вентильного моста, выводы постоянного тока которого образуют выходные выводы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения при одновременном обеспечении высокой и некратной трем частотной кратности пульса5 ций выходного напряжения, отвод первой секции второй фазы подключен к пятому выводу переменного тока указанного моста, секция первой фазы и первая и вторая секции второй фазы выполнены в соотношени10 ях 1,0982: 0,8581:1, а отводы делят эти секции на две части, соответственно, в соотношениях 0,4195: 0,6787;.0,24: 0,618, 0,29:

: 0,7096, причем меньшая часть каждой секции расположена в ее конце, а большая — в

15 начале, выводы меньшей части первой секции второй фазы и большей части секции первой фазы образуют объединенный вывод указанной V-схемы при согласном соединении этой большей части с меньшей

20 частью второй секции второй фазы в точке соединения их отводов.

1713053

1Z)

ЙУ )

zrz) (&zb1,, У, 10) Sg

Фг г

Ъ (% zj

ga)

7,8) 57 (У а ; (b,а; 7К)Ю

Ss (ziti

Z4)

g(bz zi

r, ) $<(b, u„; 56)

Puz. 5

Составитель B,Ãîðoõîâ

Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

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

Заказ 542 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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