Преобразователь трехфазного напряжения

Использование: для питания потребителей переменного тока напряжением повышенной частоты. Технический результат заключается в упрощении устройства и снижении его массогабаритных показателей. Преобразователь трехфазного напряжения состоит из вентильного коммутатора, включающего неуправляемый вентильный мост, выполненный на шести диодах, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть. К выходу моста подключены соединенные последовательно два конденсатора, а также два силовых транзистора, причем к катодной группе вентилей подключен эмиттер одного силового транзистора, а к анодной - эмиттер другого силового транзистора, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к одному из зажимов первичной обмотки трансформатора. Другой зажим первичной обмотки трансформатора подключен к нулевому проводу и эмиттерам двух управляющих транзисторов, коллекторы которых через резисторы подключены к базам силовых транзисторов. Базы управляющих транзисторов через другие резисторы подключены к общей точке соединения конденсаторов. К вторичной обмотке трансформатора подключена нагрузка. 2 ил.

 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей переменного тока напряжением повышенной частоты.

Известен преобразователь трехфазного напряжения повышенной частоты с однофазным выходом, содержащий в силовой части многофазный управляемый вентильный мост, блок управления и нагрузку (SU №819908, Н 02 М 5/27, опубл. 07.04.81).

Недостатком известного преобразователя является неполная симметрия выходного напряжения, низкий входной коэффициент мощности и повышенная установленная мощность вентильного блока.

Известно устройство преобразования трехфазного переменного напряжения в однофазное, содержащее однофазный трансформатор, три пары встречно-параллельно включенных тиристора, соединенных с одним концом первичной обмотки выходного трансформатора, другой конец которой подключен к нулевому входному выводу, и систему управления (SU №1815766, МПК 5, Н 02 М 5/27, опубл. 15.05.93).

Недостатком известного устройства является наличие шести управляемых силовых ключей и сложность системы управления, включающей, в частности, три трансформатора синхронизации.

Технический результат заключается в упрощении устройства и снижении его массогабаритных показателей.

Сущность изобретения заключается в том, что в преобразователе трехфазного переменного напряжения, содержащем вентильный коммутатор и однофазный трансформатор, вентильный коммутатор включает в себя шестиплечий неуправляемый мост, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть, а выход моста подключен к двум конденсаторам, соединенным последовательно. Анодная и катодная группы моста подключены к эмиттерам силовых транзисторов, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к одному из зажимов первичной обмотки однофазного трансформатора, а другой зажим первичной обмотки однофазного трансформатора подключен к нулевому проводу и эмиттерам управляющих транзисторов, коллекторы которых через резисторы подключены к базам силовых транзисторов, а базы управляющих транзисторов через другие резисторы - к общей точке соединения конденсаторов.

На фиг.1 показана схема преобразователя, на фиг.2 - диаграммы фазных напряжений питающей сети.

Преобразователь состоит (фиг.1) из вентильного коммутатора, включающего неуправляемый вентильный мост, выполненный на диодах 1-6, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть А, В, С. К выходу моста подключены соединенные последовательно конденсаторы 7 и 8, а также силовые транзисторы 9 и 10. К катодной группе вентилей подключен эмиттер силового транзитора 9, а к анодной - эмиттер силового транзитора 10, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к зажиму М первичной обмотки однофазного трансформатора 17. Зажим N первичной обмотки однофазного трансформатора 17 подключен к нулевому проводу и эмиттерам управляющих транзисторов 11 и 12, коллекторы которых через резисторы 13 и 14 подключены к базам силовых транзисторов 9 и 10. Базы управляющих транзисторов 11 и 12 через резисторы 15 и 16 подключены к общей точке соединения конденсаторов 7 и 8. К вторичной обмотке однофазного трансформатора 17 подключена нагрузка 18.

Работа схемы происходит в соответствии с векторной диаграммой (фиг.2), на которой показаны векторы фазных напряжений UA, UZ, Ub, UX, UC, UY, следующие друг за другом через 60 эл. град.

Формирование переменного напряжения происходит следующим образом: под действием фазного напряжения UA на катодах диодов 1, 3, 5 по отношению к нулевому проводу формируется положительная полуволна напряжения с частотой, равной утроенной частоте сети. Напряжение пульсаций через конденсатор 7 подается на базу управляющего транзистора 11 относительно среднего уровня. При достижении амплитудой пульсаций порога отпирания транзисторного ключа управляющий транзистор 11 и силовой транзистор 9 переходят в открытое состояние. Ток будет протекать от фазы А через диод 1, силовой транзистор 9, первичную обмотку трансформатора 17 к нулевому проводу и перемагничивает сердечник магнитопровода в направлении, противоположном предыдущему состоянию. При уменьшении амплитуды пульсаций ниже порога отпирания транзисторного ключа управляющий транзистор 11 и силовой транзистор 9 запираются.

Под действием фазного напряжения UZ на анодах диодов 4, 6, 2 по отношению к нулевому проводу также формируется отрицательная полуволна напряжения с частотой, равной утроенной частоте сети. Напряжение пульсаций через конденсатор 8 подается на базу управляющего транзистора 12 относительно среднего уровня. При достижении амплитудой пульсаций порога отпирания транзисторного ключа управляющий транзистор 12 и силовой транзитор 10 переходят в открытое состояние. Ток течет от нулевого провода через первичную обмотку трансформатора 17, силовой транзистор 10, диод 2 к фазе С питающей сети. При этом магнитопровод перемагничивается в противоположном направлении до максимального значения магнитной индукции.

Дальнейшая работа элементов схемы осуществляется в соответствии с фиг.2 от действия соответствующего фазного напряжения в следующем порядке:

UB: 3-9-17-N;

UX: N-17-10-4;

UC: 5-9-17-N;

UY: N-17-10-6.

Таким образом, за период питающей сети происходит перемагничивание сердечника магнитопровода через 60 эл. град, что позволяет получить на вторичной обмотке трансформатора напряжение утроенной частоты.

Поскольку предложенное устройство содержит меньшее число элементов как в силовой части, так и в системе управления, следовательно, оно является более простым и позволяет снизить массогабаритные показатели преобразователя в целом.

Преобразователь трехфазного переменного напряжения, содержащий вентильный коммутатор и однофазный трансформатор, отличающийся тем, что вентильный коммутатор включает в себя шестиплечий неуправляемый мост, к входу которого подключена трехфазная трехпроводная сеть, а выход моста подключен к двум конденсаторам, соединенным последовательно, анодная и катодная группы моста подключены к эмиттерам силовых транзисторов, коллекторы которых объединены в общую точку и подключены к одному из зажимов первичной обмотки однофазного трансформатора, а другой зажим первичной обмотки однофазного трансформатора подключен к нулевому проводу и эмиттерам управляющих транзисторов, коллекторы которых через резисторы подключены к базам силовых транзисторов, а базы управляющих транзисторов через другие резисторы - к общей точке соединения конденсаторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для плавного регулирования напряжения и частоты на выходе трехфазно-трехфазного преобразователя частоты с многообмоточным трансформатором в звене повышенной частоты.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторных преобразователях с однофазным звеном повышенной частоты, в структуре которых отсутствует звено постоянного тока, используемых в питающей сети ограниченной мощности или в устройствах гарантированного энергоснабжения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для ограничения коммутационных перенапряжений путем проведения плавной коммутации тока в схеме трехфазного регулятора переменного напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автономного электроснабжения для стабилизации частоты и напряжения генераторов электроэнергии, привод которых осуществляется от высокоскоростных двигателей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для "мягкого" многоступенчатого частотного пуска и создания энергосберегающих режимов эксплуатации высоковольтных асинхронных и синхронных электроприводов компрессоров, насосов, вентиляторов, газо-, воздуходувок металлургических и теплоэнергетических агрегатов электрических станций при переходе на пониженные частоты вращения путем создания дополнительных ступеней выходных частот преобразователя в диапазоне 25 - 50 Гц.

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования рода тока и (или) уровня напряжения как в сторону повышения, так и в сторону понижения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для комплектования непосредственных преобразователей частоты с частотно-токовым управлением. .

Изобретение относится к области управления системами генерирования электрической энергии переменного тока и может быть использовано для управления устройствами, преобразующими постоянное и многофазное переменное напряжение в переменное трехфазное.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может служить для плавного регулирования напряжения и частоты в многофазных системах вторичного электропитания при минимальных массогабаритных показателях согласующего трансформатора

Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразователям частоты, и может быть использовано, например, в валогенераторных установках с переменной частотой вращения синхронного генератора

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано для регулирования частоты и величины напряжения питания асинхронных электрических двигателей

Изобретение относится к области управления обратимыми двухзвенными преобразователями энергии переменного тока в энергию переменного тока с использованием в мостовых схемах ключей с двусторонней проводимостью и непрерывным сигналом управления

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для повышения технико-экономических показателей импульсных преобразователей, получающих питание непосредственно от сети переменного тока, путем сокращения числа комплектующих элементов, а также уменьшения токовой загрузки силовых транзисторных ключей в моменты коммутаций и возникающих при этом коммутационных перенапряжений

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в стабилизированных высокочастотных источниках электроэнергии автономных систем электроснабжения

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в системах электроснабжения в качестве стабилизированного преобразователя однофазного напряжения в трехфазное

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, предназначенным для питания трехфазных двигателей от однофазной сети без звена постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании автономных систем генерирования электроэнергии

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в системе электропривода
Наверх