Высоковольтный выпрямитель

Предложение относится к области электротехники и используется в источниках питания.

Широко известный [1] высоковольтный выпрямитель содержит в цепи первичной обмотки трансформатора ограничители тока и коммутатор, шунтирующий их по окончанию пускового периода, а к вторичной обмотке трансформатора подключен диодный мост, и к его полюсам присоединен конденсатор. Ограничение пускового тока конденсатора обеспечивается введением в схему громоздкого выключателя, шунтирующего ограничители тока, что является недостатком. Наиболее близким по схемотехнике и достигаемым результатам является [2] высоковольтный диодный выпрямитель, состоящий из сетевого выключателя и трансформатора, первичная обмотка которого входами подключена к выходу выключателя, а вторичная присоединена к диодному мосту, к полюсам которого подключен конденсатор, предзарядный коммутатор, к выводам которого подключены ограничители тока. Выводы же ограничителей подключены к дополнительной третичной обмотке трансформатора. Наиболее близким по схемотехнике и достигаемым результатам ко второму варианту является [2]высоковольтный диодный выпрямитель, состоящий из сетевого выключателя и трансформатора, первичная обмотка которого входами подключена к выходу выключателя и имеющая отпайки в нулевой точке звезды и переключатель РПН, а вторичная присоединена к диодному мосту, к полюсам которого подключен конденсатор, предзарядный коммутатор. Недостаток такого устройства-прототипа состоит в том, что дополнительная обмотка усложняет трансформатор. Техническим результатом данного предложения является упрощение. Техническая задача решается в первом варианте предложения за счет того, что трансформатор снабжен отпайками от одной обмотки, к которым подключены вторые выводы ограничителей тока. Техническая задача решается во втором варианте предложения за счет того, чток отпайкам каждой фазы первичнойобмоткитрансформатора присоединены три однофазные обмотки изолирующего трансформатора, первичная обмотка которого подключена кпредзарядному коммутатору.

На фиг. 1, 2 приведена схема устройства. Имеется трансформатор, первичная обмотка 1 которого включена последовательно с сетевым высоковольтным выключателем 2. Вторичная обмотка 3 присоединена к диодному выпрямительному мосту 4, к полюсам которого присоединен конденсатор 5 и нагрузка 6 (например, инвертор). Ограничители 7 тока (резисторы, конденсаторы) включены последовательно с предзарядным коммутатором 8 и подключены к отпайкам обмоток трансформатора (1, 3). На фиг. 1 показано соединение первичных обмоток 1 трансформатора звездой, а на фиг. 2 -треугольником.

Высоковольтный выпрямитель работает следующим образом. В начале включения замыкается коммутатор 8, подающий относительно низкое напряжение (например, 380 В), ток в цепи ограничивается ограничителями 8, поэтому вначале напряжение на отпайках мало. За счет трансформации и выпрямления мостом 4 пониженное из-за ограничителей 7 напряжение прикладывается к конденсатору 5. С течением времени напряжение на отпайках повышается из-за заряда конденсатора 5. Таким образом, напряжение на конденсаторе 5 нарастает плавнодо номинального. После заряда конденсатора коммутатор 8 размыкается, и включается выключатель 2 высокого напряжения (например, 10 кВ). Так как конденсатор 5 был предварительно заряжен, то коммутация выключателя 2 не вызывает броска пускового тока. К выходу моста 4 и конденсатора 5 подключена нагрузка 6, которая запускается в связи с достижением номинального напряжения. Таким образом в обеих схемах предварительный заряд (предзаряд) производится от низковольтного источника (промышленной сети), поэтому используются низковольтные ограничители тока. Используются также отпайки от основных обмоток трансформатора. Это упрощает установку и повышает ее надежность.

Источники информации:

1. А. Колпаков. Схемотехника мощных высоковольтных преобразователей напряжения. Журнал «Силовая электроника», 2007, №2, рис. 6.

2. Патент RU №2364016 C1, кл. Н02Н 9/00,Н02Н 1/00, 2006 г.