ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ


RU (11) 2269863 (13) C1

(51) МПК
H02M 7/155 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004114349/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.05.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.05.11 
(45) Опубликовано: 2006.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1577023 A1, 07.07.1990. SU 1067576 A, 15.01.1980. GB 2002601 A, 21.02.1979. 
(72) Автор(ы): Игольников Юрий Соломонович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" (RU) 
Адрес для переписки: 430000, г.Саранск, ул. Большевистская, 68, ГОУВПО "МГУ им. Н.П. Огарева", отдел патентов и стандартов 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение направлено на использование в формировании выпрямленного напряжения по нагрузке всех трех фаз вторичной обмотки трансформатора во внекоммутационный интервал времени при сохранении параллельной работы двух фаз и связанных с ними управляемых вентильных элементов, например тиристоров, при этом длительность протекания анодного тока через эти элементы остается равной 240 эл.град. Сущность заключается в том, что преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное содержит трехфазный трансформатор, вторичные фазные обмотки которого соединены в звезду и вентильные элементы, связанные с вторичной обмоткой через трехобмоточный уравнительный реактор, выполненный в виде трех одинаковых обмоток, расположенных на одном магнитопроводе, а каждая вторичная фазная обмотка трехфазного трансформатора соединена со средней точкой соответствующей обмотки уравнительного реактора, каждая из обмоток которого своими выводами подключена к одноименным электродам соответствующих вентильных элементов, другие электроды которых соединены с одноименными электродами всех остальных управляемых вентильных элементов, образующих один из выходных зажимов. Преобразователь снабжен дополнительной группой вентилей, аноды которых соединены между собой и образуют второй выходной зажим, а каждый из катодов подключен к одной из фаз вторичной обмотки. Технический результат использование всех трех фаз вторичной обмотки трансформатора. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


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

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, вторичные обмотки которого соединены в звезду и подключены к входу трехфазной мостовой схемы, к выходу которой подключена нагрузка (Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи, ч. III. - М.: Госэнергоиздат, 1956, с.113).

Однако в этом преобразователе во внекоммутационный момент времени работают только две обмотки и ток проводят только два вентиля, т.е. отсутствует параллельная работа обмоток и вентилей. 

Известен преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду, вентильные элементы, связанные с вторичной обмоткой и нагрузкой по трехфазной нулевой схемы, и трехобмоточный уравнительный реактор, каждая из обмоток которого своими выводами подключена к одноименным электродам двух управляемых вентильных элементов, причем средний вывод каждой из обмоток уравнительного реактора соединен с зажимом вторичной обмотки трансформатора (прототип, решение ФИПС от 25.02.04 о выдаче патента РФ по заявке N2002133716/09, приоритет 15.12.2002).

Недостатком данного преобразователя является то, что при параллельной работе во внекоммутационный интервал времени двух фазных обмоток и связанных с ними тиристоров третья фазная обмотка трансформатора в это время не участвует формировании выпрямленного напряжения, т.е. не вносит свою долю (свой "вклад"). Это обуславливает неполное использование возможностей трансформатора.

Технический результат заключается в использовании в формировании выпрямленного напряжения по нагрузке всех трех фаз вторичной обмотки трансформатора во внекоммутационный интервал времени при сохранении параллельной работы двух фаз и связанных с ними управляемых вентильных элементов, например тиристоров. При этом длительность протекания анодного тока через эти элементы остается равной 240 эл.град.

Сущность заключается в том, что преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, вторичные фазные обмотки которого соединены в звезду, и вентильные элементы, связанные с вторичной обмоткой через трехобмоточный уравнительный реактор, выполненный в виде трех одинаковых обмоток, расположенных на одном магнитопроводе, а каждая вторичная фазная обмотка трехфазного трансформатора соединена со средней точкой соответствующей обмотки уравнительного реактора, каждая из обмоток которого своими выводами подключена к одноименным электродам соответствующих вентильных элементов, другие электроды которых соединены с одноименными электродами всех остальных управляемых вентильных элементов, образующих один из выходных зажимов, снабжен дополнительной группой вентилей, аноды которых соединены между собой и образуют второй выходной зажим, а каждый из катодов подключен к одной из фаз вторичной обмотки.

На фиг.1 показана схема преобразователя, на фиг.2а-е - диаграммы напряжений и токов, характеризующие работу схемы.

Преобразователь (фиг.1) состоит из трансформатора 1 (первичная обмотка не показана) с вторичными фазными обмотками "ао", "во", и "со", соединенными в звезду. Каждая фазная обмотка трансформатора 1 соединена со средней точкой одной из обмоток уравнительного реактора 2, выполненного в виде трех одинаковых обмоток, расположенных на одном магнитопроводе. Выводы a1, x1 уравнительного реактора 2 соединены с одноименными электродами, например, анодами управляемых вентильных элементов, например, тиристоров соответственно 3 и 4. Аналогично а2, х 2 - с анодами тиристоров 5, 6 и а3, х3 - с анодами тиристоров 7, 8. Катоды тиристоров 3-8 соединены между собой и образуют один из выходных зажимов преобразователя. Между этим зажимом и вторым, образованным соединением в одну точку анодов вентилей 9-11, включена нагрузка 12, состоящая, например, из резистора R и индуктивности Ld. Катод каждого из вентилей 9-10 соединен соответственно с одним из зажимов вторичной обмотки трехфазного трансформатора, связанного со средней точкой обмотки уравнительного реактора 2.

Работа преобразователя происходит в соответствии с диаграммами фиг.2а-е. Например, начиная с момента времени t=0, ток нагрузки Id проводит в группе тиристоров продолжающий работать управляемый вентильный элемент 8 и вновь вступающий в работу после подачи сигнала управления из управляемый вентильный элемент 3 (фиг.2а, в, д), а в анодной группе вентилей 9-11 - вентиль 10. При этом напряжение на нагрузке 12 на интервале 0÷t1 формируется из эдс фаз "со" и "ао" в сочетании с напряжениями полуобмоток o 3x3 и o1a1 уравнительного реактора 2 с эдс ев вторичной обмотки "ов" трансформатора 1. Аналогично на интервале t1-t 2 (ординаты заштрихованы) напряжение на нагрузке 12 обусловлено эдс фаз "ао" и "во" в сочетании с напряжением полуобмоток a1o2 и o2x2 уравнительного реактора 2 и эдс еc фазы "ос" вторичной обмотки трансформатора. Таким образом выходное напряжение на нагрузке складывается из напряжения ud1, соответствующего напряжению трехфазной нулевой схеме с уравнительным реактором с мгновенными значениями напряжения фазы, имеющей наибольший отрицательный потенциал. Ординаты этого напряжения показаны на фиг.2а в виде заштрихованных линий и по ним построена кривая напряжения ud. Длительность протекания анодного тока через управляемые вентильные элементы 3-8, равные 240 эл.град, а через неуправляемые вентили 9-11 - 120 эл.град. (фиг.2в, г). Напряжение на полуобмотке уравнительного реактора показано на фиг.2б и имеет полуторакратную частоту по отношению к частоте напряжения сети. На фиг.2г, д показаны импульсы управления, индексы напряжения которых соответствуют номерам тиристоров (например, 14 - сигнал управления тиристором 4).

Таким образом предложенное устройство обеспечивает одновременную работу во внекоммутационный интервал времени трех фазных вторичных обмоток трансформатора и связанных с ними вентильных элементов.

Проводилось моделирование устройства фиг.1 в программе Electronics Worckbench. Моделирование подтвердило работоспособность устройства фиг.1 в соответствии с диаграммами фиг.2.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, вторичные фазные обмотки которого соединены в звезду, и управляемые вентильные элементы, связанные с вторичными фазными обмотками через трехобмоточный уравнительный реактор, выполненный в виде трех одинаковых обмоток, расположенных на одном магнитопроводе, а каждая вторичная фазная обмотка трехфазного трансформатора соединена со средней точкой соответствующей обмотки уравнительного реактора, каждая из обмоток которого другими выводами подключена к одноименным электродам соответствующих управляемых вентильных элементов, другие электроды которых соединены с одноименными электродами всех остальных управляемых вентильных элементов, образующими один из выходных зажимов, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной группой вентилей, аноды которых соединены между собой и образуют другой выходной зажим, а каждый из катодов подключен к одной из фазных вторичных обмоток.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru