ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ


RU (11) 2011280 (13) C1

(51) 5 H02M7/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 4918173/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.03.12 
(45) Опубликовано: 1994.04.15 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Уралэлектротяжмаш" 
(72) Автор(ы): Зборовский И.А. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ 

Изобретение может быть использовано в установках гальванотехники, электролиза, для транспорта и т. д. с целью повышения экономичности. Сущность изобретения: устройство содержит трансформатор 4 и междуфазный реактор 5. Вторичные обмотки 7 - 9 и 10 - 12 трансформатора соединены в прямую и обратную трехфазные звезды, нулевые выводы которых соединены с одним из выходных выводов для соединения с нагрузкой 3. У прямой звезды нулевой вывод образован началами фаз, у обратной - концами фаз. Реактор содержит магнитопровод 14 и три трехфазные обмотки 15 - 17, 18 - 20 и 20 - 23, первая из которых короткозамкнута. Начала второй обмотки реактора соединены с началами прямой звезды. Концы третьей обмотки реактора соединены с концами обратной звезды. От концов второй и начал третьей обмоток реактора выполнены выводы для подсоединения входа выпрямителя 2, выход которого соединен с другим выходным выводом. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в установках гальванотехники, электролиза, для питания контактной сети городского транспорта и др.

Известен преобразователь (1), содержащий трансформатор, уравнительный реактор и выпрямитель. Вторичные обмотки трансформатора соединены в прямую и обратную звезды.

У прямой звезды выведены начала трех фаз, а концы соединены с нулевой шиной прямой звезды. У обратной звезды выведены концы трех фаз, а начала соединены с нулевой шиной обратной звезды. Начала и концы соответственно прямой и обратной звезд соединены с выпрямителем. Нулевая шина прямой звезды соединена с началом обмотки уравнительного реактора, конец которой соединен с нулевой шиной обратной звезды. От средней точки обмотки уравнительного реактора, делящей ее на две ветви, сделан вывод для соединения с нагрузкой.

Описанное устройство обладает существенным недостатком: из-за асимметрии импульсов управления преобразователем, разных реактантов коммутации у вторичных обмоток трансформатора и искаженной системы приложенных к первичной обмотке трансформатора напряжений ток нагрузки между прямой и обратными звездами делится неравномерно, что требует дополнитеного расхода меди на трансформатор и снижает его КПД. Кроме того магнитопровод уравнительного реактора насыщается, что приводит к увеличению уравнительного тока и к дополнительному снижению КПД преобразователя.

Указанный недостаток исключен в устройстве (2), cодержащем трансформатор, междуфазный реактор и выпрямитель. Трансформатор содержит две вторичные обмотки, одна из которых соединена в прямую звезду, а другая - в обратную звезду.

Междуфазный реактор содержит магнитопровод и три трехфазные обмотки, первая из которых короткозамкнута. Концы прямой звезды трансформатора соединены с началами второй обмотки реактора, а начала обратной звезды соединены с концами третьей обмотки реактора. Концы второй обмотки реактора и начала третьей обмотки реактора соединены с нулевой шиной.

От нулевой шины сделан вывод для соединения с нагрузкой. От начала прямой и концов обратной звезды выполнены выводы, соединенные с выпрямителем.

Описанное устройство требует повышенный расход меди на соединения между концами прямой звезды и началами второй обмотки реактора, а также между началами обратной звезды и концами третьей обмотки реактора.

Целью изобретения является повышение экономичности устройства за счет упрощения конструкции и улучшения массогабаритных показателей.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, первая из которых соединена в прямую, а вторая - в обратную звезды, нулевые выводы которых соединены с первым выходным выводом для подключения нагрузки, причем нулевой вывод первой обмотки образован общей точкой соединения ее концов, а нулевой вывод второй обмотки образован общей точкой соединения ее начал, выпрямитель, состоящий из шести групп вентилей, одни одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, соединенную с вторым выходным выводом, и междуфазный реактор, на магнитопроводе которого расположены три трехфазные обмотки, первая из которых короткозамкнута, предложено первую вторичную обмотку трансформатора началами соединить с началами второй обмотки указанного реактора, вторую вторичную обмотку трансформатора концами соединить с концами третьей обмотки реактора, а свободные выводы второй и третьей обмоток реактора соединить со свободными выводами силовых электродов соответствующих групп вентилей выпрямителя.

В заявляемом устройстве нет необходимости в выводе концов прямой звезды и начал обратной звезды за пределы трансформатора, а выводы начал прямой звезды и концов обратной звезды за пределы трансформатора одинаковы как в заявляемом объекте, так и в прототипе.

На чертеже представлена принципиальная схема шестифазного преобразователя. Преобразователь содержит индукционное устройство 1, выпрямитель 2 и нагрузку 3.

Индукционное устройство содержит трансформатор 4 и междуфазный реактор 5. Трансформатор 4 содержит первичную трехфазную обмотку 6 и вторичные обмотки, одна из которых соединена в прямую трехфазную звезду - 7, 8, 9, а другая - 10, 11, 12 - в обратную звезду. Начала прямой звезды обозначены - а11, b31, c51; соответственно концы прямой звезды - х11, y 31 и z51. Начала обратной звезды обозначены - x41, y61, z21; сооветственно концы обратной звезды - а41, b61, c21. От концов прямой звезды (7, 8, 9) выполнены соединения с нулевой шиной 13 (х11X1; y31Y3; z51Z5). От начал обратной звезды 10, 11, 12 до нулевой шины 13 выполнены соединения х41Х4; y61Y6; z21Z2.

Междуфазный реактор 5 состоит из магнитопровода 14 и трех трехфазных обмоток, первая из которых - 15, 16, 17 короткозамкнута. Начала второй обмотки (18, 19, 20) реактора соединены с началами а11, b31, c51 прямой звезды 7, 8, 9. Концы третьей обмотки (21, 22, 23) реактора соединены с концами а41, b61, c21 обратной звезды 10, 11, 12.

От нулевой шины 13 сделан вывод 24 для соединения трансформатора с нагрузкой. От концов второй обмотки (18, 19, 20) и от начала третьей обмотки (21, 22, 23) сделаны соответственно выводы 25, 26, 27 и 28, 29, 30 для соединения с выпрямителем 2. Выпрямитель содержит шесть групп вентилей, каждая из которых включает по одному вентилю соответственно 31, 32, 33, 34, 35, 36. (В общем случае число вентилей в каждой группе может быть и 2, и 3, и более в зависимости от напряжения и тока нагрузки).

Устройство работает следующим образом. Напряжение питающей сети подается на входные зажимы А, В, С. Ток нагрузки 3 течет по двум вентилям, один из которых соединен с одной из фаз обратной звезды, а другой - с одной из фаз прямой звезды. Вентили отпираются в порядке их нумерации, указанной на чертеже. При этом в течение периода напряжения питающей сети ток проводят пары вентилей в следующем порядке: 31,32; 32,33; 33,34; 34,35; 35,36; 36,31.

Допустим, что ток прямой звезды (7, 8, 9) увеличился по сравнению с током обратной звезды (10, 11, 12), при сохранении тока нагрузки неизменным, когда ток проводит первая пара вентилей (31,32). Тогда ток в фазе 18 второй обмотки реактора больше тока в фазе 23 третьей обмотки реактора (направление токов указано на фиг. 1 стрелками). При этом ток в фазе 15 первой обмотки увеличивается. Фаза 15 соединена последовательно с фазой 17 первой обмотки реактора. Поэтому ток возрастает также и в фазе 17. Это повлечет, согласно закону полного тока, и увеличение тока в фазе 23 третьей обмотки реактора. Увеличение тока в фазе 23 приведет к снижению тока в фазе 18, так как ток нагрузки не изменился, а вентили 31 и 32 работают параллельно.

Аналогичное явление будет происходить и при работе других пар вентилей (32,33; 33,34 и т. д. ).

Процесс уменьшения тока в прямой звезде и увеличения тока в обратной звезде трансформатора будет происходить до момента равенства токов в обеих звездах трансформатора.

В прототипе вторая обмотка реактора (18, 19, 20) включена между концами прямой звезды х11, y31, z51 и нулевой шиной 13, а третья обмотка реактора (21, 22, 23) - между началами обратной звезды х41, y61, z21 и нулевой шиной 13.

При расположении реактора за пределами трансформатора это требует увеличенный расход меди в прототипе за счет участков между концами прямой звезды х11, y31, z51 и началами второй обмотки реактора, а также за счет участков между началами обратной звезды х41, y61, z21 и концами третьей обмотки реактора.

При расположении междуфазного реактора в одном баке с трансформатором заявляемый объект также имеет выигрыш по сравнению с прототипом в расходе материалов на соединения между концами прямой звезды x11, y31, z51 и началами второй обмотки реактора, а также между началами обратной звезды x41, y61, z21 и концами третьей обмотки реактора. (56) Беркович Е. И. , Ковалев В. Н. и др. Полупроводниковые выпрямители. М. , Энергия, 1978, стр. 82, 83, рис. 2-17.

Патент США N 4831352, кл. H 01 F 33/00, 1989. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, первая из которых соединена в прямую, а вторая - в обратную звезды, нулевые выводы которых соединены с первым выходным выводом для подключения нагрузки, причем нулевой вывод первой обмотки образован общей точкой соединения ее концов, а нулевой вывод второй обмотки образован общей точкой соединения ее начал, выпрямитель, состоящий из шести групп вентилей, одни одноименные выводы силовых электродов которых объединены в общую точку, соединенную с вторым выходным выводом, и междуфазный реактор, на магнитопроводе которого расположены три трехфазные обмотки, первая из которых короткозамкнута, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения массогабаритных показателей, первая вторичная обмотка трансформатора началами соединена с началами второй обмотки реактора, вторая вторичная обмотка трансформатора концами соединена с концами третьей обмотки реактора, а свободные выводы второй и третьей обмоток реактора соединены со свободными выводами силовых электродов соответствующих групп вентилей выпрямителя.




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