Результат интеллектуальной деятельности: Трехфазный выпрямитель

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока.

Известны трехфазные выпрямители с шестикратной частотой пульсаций выходного напряжения, например шестифазная звезда с нулевой точкой [1]. Такой выпрямитель обеспечивает ток вентиля равным 1/6 выпрямленного I_d, создает поток вынужденного намагничивания.

Известен трехфазный выпрямитель [2], содержащий силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в «звезду» и шесть вентилей, например, тиристоров, в котором каждая фаза одной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух тиристоров, через которые она соединена с разноименными фазами второй вторичной обмотки, причем нагрузка включена между нулевыми точками указанных обмоток (прототип). Однако этот выпрямитель может быть реализован только при соединении вторичных обмоток в «звезду» с нулевой точкой. При этом нагрузка включается между нулевыми точками этих обмоток.

Технический результат заключается в возможности получения шестикратной частоты пульсаций при выполнении соединения каждой из вторичных обмоток в треугольник и включении нагрузки между одноименными зажимами фаз этих обмоток.

Сущность заключается в том, что в трехфазном выпрямителе, содержащем силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками и шесть вентилей, например тиристоров, причем каждая фаза одной вторичной обмотки трансформатора подключена к объединенным анодам (катодам) двух вентилей, через которые она соединена с разноименными фазами второй вторичной обмотки, каждая из вторичных обмоток соединена в треугольник, а нагрузка включена между одноименными зажимами фаз этих обмоток.

На Фиг. 1 представлена принципиальная схема выпрямителя при соединении вторичных обмоток в треугольник, на Фиг. 2 - результаты моделирования.

Трехфазный выпрямитель (Фиг. 1) состоит из трансформатора с двумя вторичными обмотками 1 и 2, соединенными в треугольник каждая, вентилей 3-8, соединенных в замкнутое кольцо, причем каждая фазная обмотка вторичной обмотки 1 соединена с разноименными фазами вторичной обмотки 2 через два вентиля. Так фазная обмотка ах через вентили 3 и 8 соединена двумя фазными обмотками в'у' и c'z' вторичной обмотки 2. Между одноименными зажимами а и а' фазных обмоток ах и а' x' включена нагрузка 9.

Формирование выпрямленного напряжения на нагрузке 9 происходит в результате суммирования фазных ЭДС треугольника вторичных обмоток 1 с ЭДС треугольника 2 через вентили 3-8. Так ЭДС фазы "ах"совместно с ЭДС фазы "zc" обусловливает протекание тока через каждый из вентилей 3-8 в течение 60 эл. градусов, который замкнется через зажим x' и нагрузку 9. Аналогично, от зажима "b" обмотки "by" ток протекает в течение 60 эл. градусов через вентиль 7 обмотки c'z'; y'b' в нагрузку 9. Фазная обмотка cz совместно с обмоткой ax обусловливает протекание тока в течение 60 эл. градусов через вентили 4 и 5 обмотки c'z'; y'b' в нагрузку 9.

Таким образом, напряжение на нагрузке имеет шестикратную частоту пульсации, а длительность протекания тока через вентиль составляет 60 эл. градусов. Линейные токи треугольников, подтекающие к вентилям, имеют длительность 120 эл. градусов.

Проводилось моделирование и экспериментальная проверка рассматриваемой схемы Фиг. 1. Схема модели и результат моделирования представлены на Фиг. 2а, b, где показаны осциллограммы выпрямленного напряжения U_d и обратное напряжение на вентиле U_в. Выпрямленное напряжение U_d имеет шестикратную частоту пульсаций, обратное напряжение U_в приложено в течение 300 эл. градусов с максимальной амплитудой, равной 2U_amax, длительность протекания тока 60 эл. градусов.

Источники информации

1. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи. Ч. 3 – М.: Госэнергоиздат, 1956. - С. 97-99.

2. А.С. СССР №265254. Опубликовано 09.03.1970. Бюл. №10.