Преобразователь переменного напряжения в постоянное
Gll ИСАНИЕ
ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски н
Социалистических
Республик (11) 90217 т (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 28.04.80 (21) 2918718/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (.61) М К э
Н 02 М 7/!2 (23) Приоритет—
Государственный комнтвт
Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4
Дата опубликования описания 05.02,82 (53) УДК 621.314. .6 (088,8) по данам нзобретеннй к открытий (72) Автор изобретения
О. Г. Потанин (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ
В ПОСТОЯННОЕ
Изобретение относится к электротехнике и касается преобразования трехфазного переменного напряжения в выпрямленное повышенной величины.
Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, трехфазный мостовой двухполупериодный управляемый выпрямитель, шестиобмоточный линейный дроссель, обмотки которого включены в каждой фазе по две последовательно и согласно между тиристорами анодной и катодной групп, причем фазы трансформатора подсоединены к общим точкам этих обмоток (! ) .
В данном преобразователе наличие шести силовых тири сторов неизбежно приводит к завышению его массо-габаритных показателей, а также к достаточно сложному схемному решению блока управления тиристорами (1).
Известен также преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, три вентиля, подключенные анодами к каждому выводу вторичных обмоток трансформатора, и три сглаживающих дросселя, подклю2 ченные к каждому выводу этих обмоток, Катоды вентилей и другие выводы дросселей образуют выходные выводы преобразователя (2).
Наличие трех вентилей улучшает массогабаритные показатели, но при этом уменьшается значение максимального выходного напряжения, равного по величине половине амплитуды линейного напряжения трехфазного источника.
На олее близок к предлагаемому пре. образователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с тремя вторичными обмотками, трехфазный линейный дроссель, каждая фазная обмотка которого выполнена с выводом ее средней точки, три свловых конденсатора, включенные соответственно между началом вторичных обмоток трансформатора и соответствующим выводом средней точки обмоток дросселя, управляемый выпрямитель, содержащий два тиристора, которые своими анодами подключены соответственно к одним выводам первой и второй обмоток дросселя, причем другой вывод первой обмотки подключен к отрицательному выводу, и блок контроля наc f") <3
ИРЯ/КЕНИЯ !: P I I J>H!3 ilt il)15! ) «! <)ИС, ОР»1Х1! ), JX()i;. ме топ>) lli)cîoPH !r)F)H)r.л|, Г<)Де(>»к})т |Рет:..Й
ТИР!1СТО,"7, d НОДОМ l)0.!Ã()<,!!Ill< !) )l!)I и !» | I)(1 ЬГ!i
ОбмоТКе Д(7<)СГС7)Я,:-I Ес!Т(),i(!M К f)i)!)<>)KI!тельному }зь)}3<)ду lij)t обр)| «)!3;|1<..)Я )3) . (} д } };} ко н «В <. i."l I! i,i Й:1 Р ). (> 6 и,| 0!,:: l т ".".! i
ОЯКТ(Г)ИЗ) < Т".И !I!)Äоt <;.i Г(> I!30;II JI J)()Е}! Х, I }! rl!1 I
i J
ЗОНОM PЕГ) ЛIIР(7 );!!!Н5! !!;l f1 (751)Е" iJIIЯ t!;J 1!:. грузке, максимал)инк: 1;! <1 ие КГ)торог<) <) рЕЗОНа, ЛП)М (К;КИМЕ рiiB!t(> " (r j. (Г;}<Е (: добротность рея<Я|я и Г:1<)10 |к>;:|тv ()il; амплитуда ф;Iзноп> ияi;(75<.к(Н!1« и;1 BT!> )è f ных Обм01 ксlх трех|f)cl:! l!01 i! | (7»)!! (j)c)pxl }1 <: ра).
Цель изобрст<ч|ия t, l)cличе|ll!o,! «Htl;iЗОНЯ рРГу I kl pOt)il fi r) 51 |3:)| XC):t I i<)l 0 fir!! I (75! iк<)I) И 5« ((ОСТс! ВЛ< f(ll H)! i(t. .:1 Ь i0! !И ) ЯГ1 ГH r< .M )
В Преобрс| ЗОВЯ (. Л Ь i) ÃI>(М» f )!Of 0 f! HI! )75! )К(kll . )!
В ПОСТОЯННО<, Со <(. ()rl! !Ilk)Ill I I>(Y!f>fi 3!l! I! . I (>Я! <
Cj7OPMHT0P, fJC)(>13!i (ff l5I ОС" )О! Е»1 ЕОТОР) > "C) !10. кл}очена к игг<>1!<иеу иерем(1)ного Оея, Гре .Cj7H3Jihff1 r! Jiili Hllhlf1 ) РОСС(Л Ь, ЕЯ }КДЯ5! (()1!, НЯЯ ОбМОТЕс) Е()ГC>!)<)l () Ji l)l i! r >, 1)it Нс) C 1! tir h<);< !»I сРеДнеЙ !0rl:г<> 7}роГС< !5! I!(),П ..|Е> Нч| концу в!ори II!<)11 )<7>l<) !I<)f (13()t Jl (fiji:ih!, я и; чало Kc )едой и I ()pн lifoÉ ()бм<)т«i! ЧРf)t ciiЛОВОй KOI!.}Си clтоР (<)(ДИ ИГ!lri С Гоот|)СТО|
B >)}О!}}И М ВЫ Во !() М t Р(ill!< li T<«f I!H <(>fr:3) lr) jf !!()
МОТКИ Tf)(. Х();1:3!:()10 111 I !))с)(С(:!)Е
yïPHРлЯc мl)JЙ 131))II J>H )illò<, Ili,, (! j<. п)е., ) Iн I! I
ТИPHCT(gPJ)f, iÇ B< I <)< И)! I!) Il,i 0
КОНД(НСс|10()ri) C(7! Cf I!i(ffll. I(1()<, I(IC) !ЗЯ I (," <).
НО, OC7))fr!Я 1 0:)кс! !)l! Х !(), I I.Г! !<> Г|! !I Е,|р, гому t)t)ff)i) Có !)т<7()<)l ф;|.tllriir бм(); еи т!)(Фаз})ого )fill< и :10! ) ))70(Г(!;< я . «,б )
В}))В()ДЬ) KC)fl;!Of)! »|Т<)р(;f) llr) K!I i!) « I I.l ") I!)V
Гим f)f)) )3<))Tñr.ii Il(i)B(>I! Il т f)(I l)(11 (.i I I .) Й 0! iмотки тр(х(!) я:и|ОГО л II! I < i)!1<) I r) f f)rir Гr, i 5!, О(>РаЗУКНЦИМ ВЫХО )Н»f(и!1! <,-Ы Ii)«)<)i);1-()i)cl
TC ..(53 fi ) l(1r1 (i fr fr>, r 1 !| "и: Я|30/!1,)1()V!<>10 Г!I()k!Г) <)Рс! !I i!<)IIII i) I НОЙ C)C)MC)T)! f !31<) f)(!. (>;):<1,1: и;I!I; i(i
КОНец ВТ(>ри fi)ОЙ Обм )!Kll lj< ()i)r>ll дел!Очсн K я|!<>Л) (> )н<>Г() i <<ригг( ра, а К()и l! В10ри ili\)I; ()!)Х|(>, I"11 1 (i(I Ü ll (()яЗЫ вЂ” - К ЕВТОДу;I f) V I 01 (> I )I p I! (!Of) c), ll <)if tlt СУМ M Я Р IIOC }I }IДУ ЕТИ Б И< 7(Гr) I! 1)r 7 Г I! В, < Гря| Гфо,>миT<>ðh и ОДНОЙ Г(к! I I, II !, it) (j) f> i НОГО ЛИНЕйи(7|О Д()ОС<0.15!;>(>«, ). <«< М .,;)Ät На ЧастОтЕ ИСтоЧННЕЯ i«>;)r C; .|: Гii(й 1) . ЧИ }}Е kl< .. M(! I Ь! I |Е !1()Л <> f) I!< I i i <) l c) 11 l б();!! 1! . (ПОЛУТОРЯКР»> Гн<)ГО ЗНЯ i< I! I<5) М Еri; !;<<>Г<) Г<7 rfPOTk3t3v С ИИЯ СИ I(>l!r) )О Kr) ffл(Н<Г!)! ОР . и И ». СУММЯРНОС ЗНЯ ИННС Но >Гr)!Е)I И;;«,«.|И ЧИНЕ НЕ MCH»Ill< «К1!f IÇ! !(>l 0 rif! f> КОНтУРа, ГО< ГОЯ)ЦЕП) И . (>;I!!r)H ВтоРИЧНОй Of)M0TKkf TPC !C(j)r1:)НОГ(> ТР;!НГ<(><>РМЯ r()! ), ноЙ c cK!IHH (j);1!)tr)1! <)ijм )1:еи I Р< х<(>!)Зн)ОГО ЛИНЕЙНОГО 1(i()CСГ "51 fl <), Ill(il (, i!!<. Ir)1) ТИТЬ ДО Дв) Х K()1И ft Г f r;ri .
ВЫХ(), 1!. 0 0 H H И(7Я7Е< II И и, М Я ЕС ИМ »IЛ »НОЕ З}|Я. |Е|! |Е K(ir(r f)t)f (2 ря:ЗН< с(}),) (7-Е)T>r(>, т. Е. B 4 <13-() pc!H !)(7«.f)!)))J« l ямнлн-улу фаЗНОГ0 и Ill f)5!Хеення ня BTOpkr k<»!x. ()f M(>;dx трех;f)f):! riC! 0 !")Я 1<(())0() M;. | <; f)Я, il l (> ll, И !if)dK) Иi((Е<«)> С<)х, )»I lft. II И И М C)t C<)) И l r) бC) frk! I ОВ !f (>(..Обр;<.и вяitля улу ill!ci(Г егс) 5)fc)ргетическсие 10 Е Я 3 «ТС Л И V, Е.1 Ь Н (>, () «- (7TCr i J:i)< ДС1ЯВЛЕиа ПРННЦИНИЯ. Ь. НЯ,! 3.",()Е1 ()И !ССК»)Я СX(. МЯ tiP<Д)!а! с}eмоГО Г!(>e00!) Я l!) B i)Т(., 1и )CPC."MC .}f fl()I 0 TOJ! H В llOCT05) flI hi i Устно|с| вч) Год»()H «Н)!)»1Я1))Р С ТР<",|Я 3.!(ЕГО!! ЧЕСК}! РЯЗДЕ, !Еи р „: )! -;,»! . 3, трех(11))зныЙ лин klkll>lk l 1(i(!0<<л!, КЯ)кдан ФЯ!JldH (>!)l О I K Е()! (> (i() < ) () с! ЗД(° I(. I<« I!i!,}В(. (< K f1! IH Го(, Гв< т(i i« ill)() -(:! ). 6 и /, 8 il (> Вы в(71(7»i <. | 0 (f)C,tilt il ) () fit! I, Г()И t. i)ЛОВ ЫХ Ко)!71ЕII (>i);) ) ) !! K l <() )(!! Il »l с«» "3(" r."f <»"!()l() ,1,-)Е,,, I:3 IÇ. I ) М 1» I t)f) И Н1 Ы Х <) <) М01 () Е Г(ri!! C-!! t РГД)Ц и <(Н<Е!. ф;IЗИЫХ 0!)Mi(; ()i! T()(Хф ):i!«). () . I I I I I< rJ i)(I () . <Р(> c(, r H ) и Р»l вл )i" M»! Й вt I!I )i, i !)i > li ! l l, 1t j I i i I < ) ) (! Й H !ill) () 5) М И 1 t Ë Ь, !3 »lн(>.III<«I)! I lи .I!1 дl)Уx и f)ifГ10РЯХ 13 ki (4, и двух е<)н !<НГ )т()рях (5 kl !(), со(дин!I)Htlx 7l(ск !V Г()бой I!(!CЛ()(>f)r! Г(1iil«) В и(ll() lÊV, |«>. «..|Е> 1(1< I)) Е) il;! ();1.|л<.1»IIO и я Гр)ЛЗК(17, И i!.«е Ik(е<>| I р(>ля !I»!Ilf)5!)кений н унрявл" !f5)ÿ с rl()lf( . .l. I)I! 13(М !ill) ll f)<об f)cl:3()13»l Г(. Л Ь 17 ») CH() с) < ) 7|1<« ii ) <| .1 I <) 5) fi i <>J)iii||1»1 51 <>|! М «.1 К;! I (2, »») ) т () 311(. . .! (>r " <,)) ;))f< (ГI . <)l)! I 1 К< и <<н(110р())1 ,:(! (!, I!> «I () е !(Й 4 (6, 8) 1Реxôа::н<>) <>,|i! it н||< 1<>,<(н>Г<0 !Н (>c)();3)ycr rpH )i! :)||Вне II : I.I » 1< )I.! ) Е! !f B II(>.(М КОГТИ Ы Х КОНТУР»!. (c(.":! ();I I)! l »l м (il» I ) (()б<) и При x(7. <)c 1<7 vl х(><(I lI I 1). fr) i t И(1())ifil! r |< . >! ) ) )!:l.; 1. I ill !, «б «< ) I!,и I j!rifi((fi() f) мяТ()р|3 1 С< Kl}HH ;)C>.I0|",«лн и й,i<)10,1()осселв, r(7 величина V!M )! )<"l НОГ(t 0))(7<)ТИ ВЛ(НИЯ СИГ!ОВОГО КОН;« lit } 10()! 1<р!I д >()р<71Н<)ст}3 контура болыне с))1<ни||ы. !5 к)ждом этом контуре HH инД)ГЕ Гl) ВНО (1K!)» Т(! ЫХ:). ICM(t!THX ВОЗНИ КЯ>ОТ рГ«);н;!|Сны< IIH< ряжения, мгновенные зна i(!fH5f е<Г|ОРы i 1() )бсол!Отной Ве IH«fH}fÐ !)|! I!ll! I, м<Г)е.1М ((>6<)Й и НР()тивонолО)кнь! 1}r) фя 3 (Jr <:((>л»,V индуктивное сопротивление О,.;тГЯ;lll) l)Г() f)kli!H()H Обмотки трянсфор«1|i I < i ):I ) I !1 I l!1(. l f) f10 М(fl hf)JC H )fit )i ÊÒÈ}ЗНОГО ",0 f l, ) 01 l l3. 1(н и и < (е ц и и () д и 0 Й cj) H 3 f f o H О 6 м 0 т:ll . f)! х<Ь;1;1!<>Г<> .|иней!Н>го дросселя, то для I1I> 1K1 I ÷< (IO! x f);)(i)< T()f3 с достаточноЙ llr Iir K> Г< If!C)CTI) НСЛЕГООбраЗНО ИрЕдНОЛаI1я ..1«го рс 30llH!lC!)hf(напряжения HH секнии ф;) )lir)ki обмотки трехфазного линейИОГ <), р к ГГ. I)f и сил<и)ом к;)нденсатор. ! )r)fili) l,!1" )К,CV Г(>()()Й, И ff()OTH}3(>t)OJIO>K}t}4 <«) фя )Г, . < . kf)f;fV) ill < f I iIr)11 )<)М<) ГЕ|1 ГР»3 tl(ф(2(7 rf»ÇTÎPH МО)КI (> i(! | I » i! l! f )! |)1) Ь i)< > ВН И М с)ИИ(. . (HC)f3 HI)Ckfhf(9021 5 напряжения; возникающие на фазных обмотках трехфазного линейного дросселя, по амплитуде равны между собой и сдвинуты друг относительно друга «а 120 эл. град. В полупериоды изменения м1 новенных значений (разных напряжений на вторичных 5 обмотках трехфазного трансформатора происходит заряд конденсаторов 15 и 16. Ток заряда конденсатора 15 течет в тот промежуток времени, в течение которого к аноду тиристора 13 приложен по отношению к его катоду положительный потенциал, !0 складывающийся из суммарной величины мгновенных значений напряжений на конденсаторе 15 и на секциях 4 и 5, 6 и 7 фазных обмоток трехфазного линейного дросселя. B этом случае при открытом тиристсфе 13 ток заряда конденсатора 15 ! 5 течет по цепи: 6 — 7 15 — 5 — 4 — 13. Конденсатор 16 заряжается в промежуток времени, в течение которого к аноду тиристора 14 приложен положительный по отношению к его катоду потенциал, складывающийся из суммарной велнчины мгновенных значений напряжений на конденсаторе 16 и на секциях 6 и 7, 8 и 9 фазных обмоток трехфазного линейного дросселя. В этом случае подачей импульса управления на yttравляющий эл< .:-:трод тиристора 14 послед- 45 ний открывается и ток заряда конденсатора 16 течет по цепи: 8 — -9- — 16 — -7- -6 — -14. Фазные обмотки трехфазного ли)гейного дросселя включены в преобразователь по автотрансформаторной схеме на повышение напряжения, поэтому максимальное зна30 чение напряжения, до которого может быть заряжен конденсатор 15, также как и конденсатор 16, равно 2)>3 (,>.В«>, а максимальflo(значение напряжения нл нагрузке составляет величину, равную 4 <13() Е„)!, т. е. З (>н п)ах = 4 V3 Q-Е>)),3. Кс>нденсаторы 15 и 16 в преобразователе выполняют несколько функций. Являясь элемЕнтами вентильноконденсаторного выпрямителя, они вьнн)лняют функции вольтодобавочных конденсаторов и одновременно являются элементами 40 фильтра для нагрузки. Блок 8 осуществляет контроль напряжений на вторичных обмотках трехфазного трансформатора и управление тиристорами 13 и 14, схема управления которыми может быть выполнена по 45 л>обои из известных Схем управления. Резонансное увеличение напряжения на индуктинно-ем костных элементах преобразователя имеет место и в том случае, если собственная частота контура находится в пределах так называемой полосы пропускания резонансного контура при добротности его больше единицы. В этом случае суммарное индуктивное сопротивление контура (складывающегося из индуктивного coffpoтивления рассеяния одной вторичной обмотки трехфазного трансформатора и индуктивного сопротивления секции одной фазной обмотки трехфазного линейного 7l 6 дросселя) Hd частоте источника по абсс>лютной величине не меньше полови!шогo и не больше полуторакратного значения емкостного сопротивления силового конденсатора, а их суммарное р HKTHI)Ho(. сопротивление должно быть не и ttt life суммарного активного сопротивления этого резонансного контура. Таким образом, предлагаемый преобразователь переменного напряжения в постоянное позволяет упростить схему управления тиристорами, сократить до минимального возл<ожного (двух) количество тиристоров, а также существенным образом увеличить диапазон регулирования напряжения на нагрузке, максимальное значение которого в 2 — 3 раза больше максимального значения напряжения на нагрузке в известном преобразователе, что при практичесKoIH сохранении массы и габаригов преобразователя обеспечивает улуч. и Hlf(удельных энергетических показателей и 1);I<. I!flip<.IIHe его фУнкционл ft Ill fx»o:3 !<3?1<11<>(. I.(й. Ф<>1>с 3 > Преобразователь иерем Ifliol o напряжения в постояв н(>с., (oj((.рж лисий Tl)(хф;1зн ы Й трансформат<)р, tl(l>tft«flfH>1 <>бмоткл котс>poIo подклк>чснл к нст<>янику II<. рс мснногo Тока, трехфазный линейный дросссль, каждая фазная обмотка которог<> выполнеllll с ныл<>дОМ СрЕдНЕй ТОЧКИ, дЕЛНщвй (« tftl дНС СЕКцлн I один вывод клжд<>й (1>лзной обмотки тр(х<1>1!нного линейного др<н с(ля (н>дклк> и li к t«>III() вторичной 06M<> f с>со(й фазы, <1 fl>lчлло каждой вторнчнс)й обмо.(ки че1>ез снлощш конденсатор ссп дlfll(Н<> с с<н>т>3(гс гнующнм выводом средней точки флзной обмотки тр(хфазного линейнсн.;> )(ро(с(4>>я, и управ IH(. мый выпрямитель, содержащий тнристоры, <>) личаюи1и!>ся тем, что, с целью у(цличення д и и и с! 3 () 11 л р <. I ул и 1) () t s I I t f и и l) I >I х о, 11 о! о if л и 1) ижения, в него нведсны двл дополнительных конденсатора, с<нднненные последовательно, общая точка которl>x подклк>чена к другому выводу второй флзной обмотки трехфазного лиtf(Й ного дросс(ля, а свободньп. выводы ко денс.лторов подклк)иены к другим выводам первой и третьей флзной обмоток трехфл:)ного линсйного дросселя, о6разующим выхс)дные выводы прсобрлзонателя; катод <>дн<>го тирнсторл нодклк)чен к аноду другого тиристорл н ксн(цу втори fltofl обмотки второй фазы трансформатора, конец вторичной обмотки первой фазы которого подключен- к аноду одного тиристорл, а конец вторичной обмотки третьей фазы--к катоду другого тиристора, причем суммарное индуктивное сопротивление одной вторичной обмотки трансформатора и ojl,íoé сек. ции фазной обмотки трехфазного линейного дросселя при холостом ходе на частоте источника по абсолютной величине не меньше по9О2171 Г.оставнтель Е. Мельникова Редактор М. Ян тлн Техред A. Бойкас Корректор М ((е!ичик Закал 1 24 2(66 Тираж 7(8 Подписное BIIHI4IlI(Государственного комитета СССР но делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж -- 35, Раун!ская наб., д. 4/5 Филилт! (111(1 «((л!ент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4 П ПП .!1ателт Звк,,ЯХ««. 3 лошщ ного и пе больше полуторакре(тиого значения емкостиого сопротивлепия силовоГО КОПДЕИСЯТОра, 11 1! Х с. yM Mс1рцОЕ Зf(а ЧLНИЕ по абсолготпой величине пе меньше активного сопротивления IIo(IIyp;I, состоящего из ojl,IloH втори II(0(! обмотки трехфазпого TpBHi,форматора, одной секции фазпой обмотки трехфазного линейного дросселя и од!гого силового копдепсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе -1. Авторское свидетельство ССХР № 279785, кл. Н 02 М 7(!2, 1968, 2. Авторское свидетельство (.(.СР № 547016, кл. Н 02 М 7/06, 1970. 3. Авторское свидетельство (:<.(. Р по за явке № 259(1778, кл. Н 02 М 7/06, 81.03 78.
