Девятилучевой преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в качестве низковольтного источника электропитания при требовании обеспечения выходного напряжения с повьпиенной кратностью пульсации. Цель изобретения - улучшение качества преобразования энергии. В устройстве достигнута девятикратная частота пульсации выходного напряжения . При этом шесть вентилей 2, 3,5,6,8 и 9 соединены в кольцо, через которое каждая фаза одной обмотки , соединенной в звезду, соединена с двумя другими фазами другой обмотки , соединенной в обратную звезду. Секции первой звезды имеют отводы, подключенные к вентилям 1,4 и 7. Может быть также достигнута восемнадцатикратная частота пульсации при параллельном соединении двух преобразователей , в одном из которых первая звезда выполнена прямой, вторая - обратной, а в другом - первая звезда выполнена обратной, а вторая - прямой. 8 з.п. ф-лы, 2 шт. (О (Л со о со 00 , ,W2o 5, Нп 6,16%, Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1319198

<д11 4 Н 02 М 7/12.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г с

7=9, Ч =6, Wry = 5,759; К/1 =6,16%, К=3 ЯЯ 3 80-:Ì

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3745654/24-07 (22) 29.05.84 (46) 23.06.87. Бюл. У 23 (72 ) А.М. Репин (53 ) 62).314.632 (088.8 1 (56 ) Авторское свидетельство СССР

У 652666, кл. Н 02 М 7/12, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N - 838961. кл. Н 02 М 7/12, 1979. (54 ) ДЕВЯТИЛУЧЕВО 1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электро— технике и может быть использовано преимущественно в качестве низковольтного источника электропитания при требовании обеспечения выходного напряжения с повышенной кратностью пульсации. Цель изобретения — улучшение качества преобразования энергии.

В устройстве достигнута девятикратная частота пульсации выходного напряжения. При этом шесть вентилей 2, 3,5,6,8 и 9 соединены в кольцо, через которое каждая фаза одной обмотки, соединенной в звезду, соединена с двумя другими фазами другой обмотки, соединенной в обратную звезду.

Секции первой звезды имеют отводы, подключенные к вентилям 1,4 и 7.

Может быть также достигнута восемнадцатикратная частота пульсации при параллельном соединении двух преобразователей, в одном из которых первая звезда выполнена прямой, вторая — обратной, а в другом — первая звезда выполнена обратной, а вторая — прямой. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1319198

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в качестве низковольтного источника электропитания при требовании обеспечения выходного напряжения с .повышенной кратностью .пульсации.

Цель изобретения — улучшение качества преобразования энергии.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема преобразователя в трансформаторном исполнении при соединении первой вторичной обмотки в прямую, а второй — в обратную трехлучевые звезды; на фиг.2 векторная диаграмма, поясняющая в фазовой плоскости формирование токообразующих ЭДС 8,(р= 1,9 ) и принцип действия устройства.

В скобках при 8 (фиг.2 указаны номера соответствующих им токопроводящих вентилей при естественном их открытии, а на фиг.1 приведены некоторые основные данные, обеспечивающие удобство сопоставления показателей схемы с равноценными показателями аналогов и известного преобразователя. При этом используются следующие обозначения: П вЂ” частотная кратность пульсации выходного напряжения; Ч вЂ” число отдельных частей (секций ) вентильных обмоток (вторичных или вторичных и первичных ); W > — витковое число, показывающее отношение суммарного числа витков вентильных обмоток к базовому числу витков с напряжением на них, равным среднему значению V< выходного напряжения U, в режиме ХХ;

К вЂ” коэффициент пульсаций, показывающий отношение полного ее размаха d1 (от минимума мгновенного значения U до максимума ) к значению V ; К, У, Э z — улучшение показателей относительно известного преобразователя (в разах 1, выраженное соответственно в повьнпении К частоты пульсаций, снижении У ее уровня и экономи Э„ в произведении величин 1., С при установке на выходе преобразователя Г-образного LC-фильтра с целью подавления негативного продукта выпрямления (пульсаций ).

Устройство (фиг.ll содержит девять преобразовательных элементов, в частности вентилей 1-9, и связанные через них вентильные обмотки а„,b„, с„ и а, b ., с . Одними одноименными

f0

f5

25 выводами обмотки соединены соответственно в прямую и обратную трехлучевые звезды, общие точки которых образуют выходные выводы с подключенной к ним нагрузкой.

При этом первая обмотка a„,b„, с„ снабжена отводами а,,Ъ, с, которые через три вентиля 1,4 и 7 связаны с общей точкой второй звезды а, Ь, с, а другие одноименные для данной звезды выводы соединены с разноименными им выводами другой звезды через вентили 2,3,5,6,8 и 9, Причем эти вентили соединены попарно одноименными электродами и образуют шестивентильное кольцо, которое обеспечивает согласную связь соответствующей фазной обмотки одной звезды с двумя разноименными по фазе обмотками другой звезды.

Благодаря такому соединению, на нагрузке преобразователя (фиг.1 ) формируется выходное напряжение U переменная составляющая которого пульсирует с частотой, в девять раз превышающей частоту преобразуемых

ЭДС, что показано девятью импульсами Я,(p. = 1,9) на фиг. 2.

При этом амплитудные значения импульсов могут быть обеспечены одинаковыми, а последовательный фазовый сдвиг их относительно друг друга равным 40 эл.град., если вторую а (b „(b,,с, ) обмотки, а также отвод а (Ъ,сэ ) выполз з э нить в каждой фазе с числом витков в соотношении sin 40 : sin 80 : V3/2.

Устройство работает следующим образом.

Каждому фазосдвинутому импульсу выходного напряжения соответствует свой р-й контур прохождения тока нагрузки, сменяющийся во времени по составу элементов в течение периода преобразуемых ЭДС любой из секций обмоток. Так, например, первый контур -токопрохождения, обеспечивающий формирование токообразующей ЭДС

8,(фиг.2 ), содержит следующие элементы (фиг.1 ): отвод а, — вентиль

1 — общая точка звезды а Ь с — нагрузка — общая точка звезды а,b„c„ .

При этом в идеальном случае, т.е. без учета возможного явления коммутации, остальные восемь вентилей не проводят ток, так как закрыты образующимся на них напряжением обрат3 131 ной полярности (обратным напряжением ).

Остальные импульсы S, формируются аналогично (фиг. 1 и 2). В итоге обеспечивается девятикратная частота пульсации выходного напряжения (П=91, а ее уровень K„ равным

6,167 в режиме ХХ, что соответственно в три и примерно в три раза лучше, чем в известном устройстве при одновременном примерном сохранении суммарного числа V витков вентиль о ных обмоток.

Дальнейшего существенного .улучшения показателей можно достичь, если преобразователь выполнить не в трансформаторном (Лиг.1), а в автотрансформаторном исполнении или/и снабдить его хотя бы еще одной аналогичной структурой, которая может работать на автономную либо на ту же нагрузку при последовательном или параллельном соединении структур.

В частности, если в этих двух параллельно или последовательно включенных структурах первые вентильные обмотки соединить в разнотипные звезды, то фактически однотипными в целом структурами обеспечивается дополнительное удвоение частотной кратности пульсации, а также уменьшение ее уровня теоретически дополнительно в четыре раза.

Формула и з о брет ения

Девятилучевой преобразователь, содержащий девять вентилей и преобразовательный трансформатор с трехфаэными вторичными обмотками, соединенными в прямую и обратную трехлучевые звезды, общие точки которых образуют выходные выводы, а свободные выводы обмоток первой звезды соединены согласно через шесть соединенных в кольцо вентилей с разноименными по фазе обмотками второй звезды, к общей точке которой подключены три остальных вентиля при одинаковом направлении включения всех вентилей относительно одного из выходных выводов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучпения качества преобразования энергии, обмотки прямой звезды снабжены в каждой фазе отводом, который подключен к свободному выводу одного из трех остальных вентилей,обра9198 4 зуя основную преобразовательную структуру.

2. Преобразователь по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что все

5 вентили включены в обратном направлении.

3. Преобразователь по пп.1 и 2, отличающийся тем, что первая звезда выполнена прямой или обратной, а вторая — обратной или прямой.

4. Преобразователь по пп.1-3, отличающийся . тем, что, с целью увеличения частотной крат15 ности пульсации, числа витков второй и первой звезды и витков от общей точки первой звезды до отвода установлены в каждой фазе в соотношении

sin 40 : sin 80 :13/2.

5. Преобразователь по пп.!-4, отличающийся тем, что одна из вторичных обмоток выполнена в качестве первичной и снабжена в каждой фазе отводом или дополнитель25 ными витками, образующими входные

Выводы.

6. Преобразователь по пп.1-5, отличающийся тем, что в рассечку между общей точкой звезды

30 и объединенными электродами указанных трех вентилей, а также в рассечку одних одноименных электродов шести вентилей кольца включены индуктивные элементы, соответствующие из которых магнитно связаны или не связаны между собой.

7. Преобразователь по п.6, о т л и ч а ю шийся тем, что индуктивные элементы или/и трансформаторы

4Р или/и вентили выполнены управляемы— ми.

8. Преобразователь по пп.1 -7, отличающийся тем, что он дополнен по крайней мере еще од45 ной аналогичной преобразовательной структурой, выходные выводы которой выполнены автономными относительно выходных выводов основной структуры либо соединены с ними параллельно

5р или последовательно.

9. Преобразователь по п.8, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью дальнейшего увеличения частотной кратности пульсации, первая звез55 да в одной структуре выполнена прямой, а в другой — обратной при соответственно обратной и прямой вторых звездах.

131 9198

В (8) 6 5

Составитель Е.Мельникова

Редактор И, Шулла Техред Н.Глущенко Корректор Т.Колб

Заказ 2525/52 Тираж б60

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4