RU2673250C1 - Semiconductor rectifier - Google Patents

Semiconductor rectifier Download PDF

Info

Publication number
RU2673250C1
RU2673250C1 RU2017133208A RU2017133208A RU2673250C1 RU 2673250 C1 RU2673250 C1 RU 2673250C1 RU 2017133208 A RU2017133208 A RU 2017133208A RU 2017133208 A RU2017133208 A RU 2017133208A RU 2673250 C1 RU2673250 C1 RU 2673250C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bridges
turns
windings
rectifier
phase
Prior art date
Application number
RU2017133208A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Коптяев
Original Assignee
Евгений Николаевич Коптяев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Коптяев filed Critical Евгений Николаевич Коптяев
Priority to RU2017133208A priority Critical patent/RU2673250C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2673250C1 publication Critical patent/RU2673250C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/162Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to converter equipment, in particular to multi-phase semiconductor rectifiers, and is applicable in DC power lines, as well as for powering a powerful industrial load, for example in metallurgy. Invention ensures the presence of twenty-four pulsations at the output and their symmetry, which is achieved due to additional phase shift between two transformers, when the primary spider winding is used in one of them, triangle in the other. Transformers have two secondary windings each with a ratio of the number of turns in them, approximately equal to the product of a natural number e (2.72) and the square root of two. Four rectifier bridges connected in series to the outputs of secondary windings, and uncontrollable (diode) bridges are connected to the windings with a large number of turns, and controlled bridges are connected to the windings with a small number of turns. Said bridges are combined in pairs with an equal number of turns, with the rectifier bridges being connected in pairs in parallel, and the pairs of bridges with each other – according to successively. Phase shift between transformers is achieved by turning on the primary winding of one of them in a triangle, the other in a star. Transformers differ from each other only in switching circuit of primary winding and presence of a phase shift in the output voltage.EFFECT: main technical result achieved is a reduction in the required transformer windings turns number, corresponding reduction in weight and dimensions; there is also some improvement in electromagnetic compatibility of semiconductor rectifier due to the switching of the winding taps with significantly smaller number of turns.1 cl, 9 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к преобразовательной технике, и предназначено для питания линий электропередач постоянного тока и промышленной нагрузки.The invention relates to a conversion technique, and is intended to power DC power lines and industrial loads.

Уровень техники. Известен трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное [патент РФ на изобретение №2331960], содержащий трехфазный преобразовательный трансформатор с первичной обмоткой, соединенной в «звезду», и двумя трехфазными вторичными обмотками, одна из которых соединена в «звезду», другая в «треугольник». Решение содержит также вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, и два идентичных и соединенных последовательно трехфазных выпрямительных моста, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки и выполнены в виде трехфазного моста. К каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в «звезду», подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора общие точки, соединенные с первым выпрямительным мостом. Вторая вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора соединена по схеме зигзаг и подключена ко второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в «треугольник». Концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной по схеме зигзаг, соединяются с управляемыми реакторами. Неуправляемые реакторы соединяются параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной по схеме зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом.The level of technology. Known three-phase adjustable AC to DC converter [RF patent for the invention No. 2331960] containing a three-phase converter transformer with a primary winding connected to a "star" and two three-phase secondary windings, one of which is connected to a "star", the other to a "triangle ". The solution also contains a booster transformer having one three-phase primary and two three-phase secondary windings connected in each phase in series with the corresponding secondary windings of the converter transformer, and two identical and connected in series three-phase rectifier bridges, while both valve rectifiers are designed to connect the load and are made in view of a three-phase bridge. Each phase of the secondary winding of the converter transformer connected to the "star" is connected to the secondary winding of the boost transformer, in series with which a controlled reactor is connected, forming together with the secondary winding of the boost transformer a circuit, in parallel with which an uncontrolled reactor is connected, the ends of the windings of which form the ends of the circuits, containing a series-connected secondary winding of a boost booster transformer and a winding of a controlled reactor common points connected nenny with the first rectifier bridge. The second secondary winding of the boost transformer is connected in a zigzag circuit and connected to the second secondary winding of the transformer transformer connected in a "triangle". The ends of each phase of the secondary winding of the booster transformer connected in a zigzag circuit are connected to controlled reactors. Uncontrolled reactors are connected in parallel with a circuit consisting of a secondary winding of a boost booster transformer connected in a zigzag circuit and connected in series with a winding of a controlled reactor, while the ends of the windings of a controlled and uncontrolled reactor form a common point in each phase connected to the second valve bridge.

К недостаткам такого решения можно отнести наличие дополнительного вольтодобавочного трансформатора и сглаживающих реакторов, что увеличивает массу и габариты установки; кроме этого регулирование выходного напряжения за счет соответствующего управляемого реактора ведет к снижению КПД преобразователя.The disadvantages of this solution include the presence of an additional boost booster transformer and smoothing reactors, which increases the weight and dimensions of the installation; in addition, the regulation of the output voltage due to the corresponding controlled reactor leads to a decrease in the efficiency of the converter.

Также известен статический выпрямитель [патент РФ на полезную модель №144830], предназначенный для питания силовых промышленных электроустановок и линий электропередач постоянного тока, и содержащий два последовательно включенных трехфазных выпрямительных моста, один из которых выполняется на неуправляемых вентилях, другой выполнен на управляемых вентилях, оба выпрямительных моста подключаются к отдельным трехфазным вторичным обмоткам трансформатора. Вторичные трехфазные обмотки имеют коэффициенты трансформации, соотносящиеся между собой как 1:2,8 и имеют одинаковую схему включения звездой. Управляемый выпрямительный мост формирует 6 пульсаций выпрямленного напряжения, состоящих из фрагментов фронтов полуволн, коммутируемых в моменты равенства фронтов модулей полуволн напряжения разных фаз, при этом нарастающий и спадающий фронты чередуются. В результате пульсации неуправляемого и управляемого выпрямительных мостов оказываются сдвинуты на угол π/6, а на выходе выпрямителя образуется суммарное напряжение, имеющее 12 симметричных пульсаций за период питающей сети.Also known is a static rectifier [RF patent for utility model No. 144830], designed to power industrial power plants and DC power lines, and containing two serially connected three-phase rectifier bridges, one of which is made on uncontrolled valves, the other is made on controlled valves, both rectifier bridges are connected to separate three-phase secondary windings of the transformer. Secondary three-phase windings have transformation ratios that are related to each other as 1: 2.8 and have the same star switching pattern. A controlled rectifier bridge generates 6 ripples of the rectified voltage, consisting of fragments of half-wave fronts, switched at the moments of equality of the fronts of the half-wave modules of voltage of different phases, while the rising and falling edges alternate. As a result of the ripple of the uncontrolled and controlled rectifier bridges, they are shifted by an angle π / 6, and a total voltage is formed at the output of the rectifier, which has 12 symmetrical ripples over the period of the supply network.

К недостаткам такого решения можно отнести низкое для ряда областей качество выходного напряжения из-за наличия двенадцати пульсаций выпрямленного напряжения при питании от трехфазной силовой сети переменного тока.The disadvantages of this solution include the low quality of the output voltage for a number of areas due to the presence of twelve ripples of the rectified voltage when powered by a three-phase AC mains.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Полупроводниковые выпрямители являются одним из первых видов статических преобразователей электроэнергии, и широко используются в промышленности и электроэнергетике. Для решений малой и средней мощности все чаще используются импульсные преобразователи, в том числе активные выпрямители - обеспечивающие лучший гармонический состав токов, потребляемых из сети и регулировку коэффициента мощности. Однако в области больших мощностей - особенно, в линиях электропередач постоянного тока, применяются классические схемы выпрямления.Semiconductor rectifiers are one of the first types of static electric power converters, and are widely used in industry and electric power industry. For solutions of small and medium power, pulse converters are increasingly used, including active rectifiers - providing the best harmonic composition of currents consumed from the network and adjusting the power factor. However, in the field of high power - especially in direct current power lines, classical rectification schemes are used.

В основе всех классических выпрямителей лежит использование трехфазного выпрямительного моста, либо комбинации из нескольких трехфазных выпрямительных мостов - включенных последовательно или параллельно. В таком случае пульсации выпрямленного напряжения мостов суммируются, при условии наличия фазового сдвига между вторичными обмотками трансформаторов, питающих мосты.The basis of all classic rectifiers is the use of a three-phase rectifier bridge, or a combination of several three-phase rectifier bridges - connected in series or in parallel. In this case, the ripples of the rectified voltage of the bridges are summed up, provided that there is a phase shift between the secondary windings of the transformers supplying the bridges.

Используют следующие виды включения обмоток трансформаторов: звезда (фигура 1), треугольник (фигура 2), зигзаг (фигура 3). Звезда и треугольник имеют симметричный взаимный фазовый сдвиг, равный 30 электрическим градусам. Обмотка зигзаг позволяет получить дополнительное фазовое смещение, обычно равное 15 электрических градусов. Однако использование обмоток по схеме треугольник и зигзаг требует в 1,72 и 1,18 раза большее число витков, чем для обмотки звездой. Данный факт предопределяет ухудшение массогабаритных показателей при увеличении качества выходного напряжения, то есть числа пульсаций.The following types of transformer windings are used: star (figure 1), triangle (figure 2), zigzag (figure 3). The star and the triangle have a symmetrical mutual phase shift of 30 electrical degrees. The zigzag winding allows you to get an additional phase displacement, usually equal to 15 electrical degrees. However, the use of windings according to the triangle and zigzag scheme requires 1.72 and 1.18 times more turns than for star windings. This fact determines the deterioration of overall dimensions with increasing quality of the output voltage, that is, the number of ripples.

Известно, что сумма двух синусоидальных функций дает в результате также синусоидальную функцию с амплитудой и фазой, определяемыми амплитудами и фазами слагаемых. Подобный способ получения фазового сдвига используется в схеме соединения обмоток трехфазного трансформатора "зигзагом", где результирующее фазное напряжение образуется геометрической суммой напряжений двух частей обмотки трансформатора, находящихся в разных его фазах. Как правило, в силовых трансформаторах общего назначения в этом случае обе части обмотки на каждом стержне имеют равное число витков, а фазное напряжение образуется суммой равных напряжений двух частей обмотки, а общее число витков обмотки на одном стержне при этом будет больше, чем при соединении обмотки в «звезду».It is known that the sum of two sinusoidal functions also results in a sinusoidal function with amplitude and phase determined by the amplitudes and phases of the terms. A similar method of obtaining a phase shift is used in the zigzag three-phase transformer windings connection scheme, where the resulting phase voltage is formed by the geometric sum of the voltages of the two parts of the transformer winding in different phases. As a rule, in general-purpose power transformers in this case, both parts of the winding on each rod have an equal number of turns, and the phase voltage is formed by the sum of the equal voltages of the two parts of the winding, and the total number of turns of the winding on one rod will be greater than when connecting the winding in the "star".

Также большее число витков содержит обмотка, включенная по схеме «треугольника», а именно в

Figure 00000001
раз (1,72) больше витков, чем у обмотки с включением «звездой» с таким же выходным напряжением. Обмотка треугольником применяется в классическом двенадцатипульсном выпрямителе, показанном на фигуре 2, и вместе с другой вторичной обмоткой звездой - образует 6-фазную систему напряжений, которая при выпрямлении дает двенадцать пульсаций. Как правило, используется параллельное включение мостов, показанное на фигуре 4 - что требует установки уравнительных реакторов на выходе каждого моста для выравнивания токов нагрузки. Возможно также и последовательное включение, которое также требует большего числа витков для получения двенадцати пульсации, из-за использования обмотки треугольник.Also, a larger number of turns contains a winding included in the "triangle" scheme, namely in
Figure 00000001
times (1.72) more turns than the winding with the inclusion of a "star" with the same output voltage. Triangle winding is used in the classic twelve-pulse rectifier shown in Figure 2, and together with another secondary winding with a star, it forms a 6-phase voltage system, which, when rectified, gives twelve ripples. As a rule, parallel connection of bridges is used, as shown in figure 4 - which requires the installation of surge reactors at the output of each bridge to equalize the load currents. Serial switching is also possible, which also requires a larger number of turns to obtain twelve ripples, due to the use of a triangle winding.

Для повышения качества выходного напряжения, и уменьшения гармонического состава токов потребляемых из питающей сети, применяют двадцатичетырехпульсные выпрямители, содержащие четыре трансформатора с комбинацией включения обмоток звезда-треугольник-зигзаг, дающей 12-фазную систему переменного напряжения, выпрямляемую четырьмя трехфазными мостами. Подобное решение приведено на фигуре 5, для случая параллельного включения мостов.To improve the quality of the output voltage, and reduce the harmonic composition of the currents consumed from the supply network, twenty-four-pulse rectifiers are used, containing four transformers with a combination of star-delta-zigzag windings giving a 12-phase AC voltage system rectified by four three-phase bridges. A similar solution is shown in figure 5, for the case of parallel connection of bridges.

Из уровня техники известен также двенадцатипульсный выпрямитель с "боковыми" пульсациями, выбранный за основной прототип, и имеющий улучшенные массогабариты благодаря отказу от использования обмотки треугольник. В упомянутом решении используются две вторичные обмотки звездой, при определенном соотношении их витков равном натуральному числу е (приближенно 2,72) и коммутации боковых фронтов полуволн вспомогательного выпрямительного моста с меньшим числом витков. Принципиальная схема такого решения приведена на фигуре 6. На фигуре 7 приведен график напряжений выпрямительных мостов упомянутого выпрямителя с боковыми пульсациями.The twelve-pulse rectifier with "lateral" pulsations, selected as the main prototype, and having improved mass dimensions due to the rejection of the use of a triangle winding, is also known from the prior art. The mentioned solution uses two secondary windings with a star, with a certain ratio of their turns equal to the natural number e (approximately 2.72) and commutation of the side fronts of the half waves of the auxiliary rectifier bridge with a smaller number of turns. A schematic diagram of such a solution is shown in FIG. 6. FIG. 7 is a graph of the voltage of the rectifier bridges of said rectifier with lateral ripples.

К достоинствам такого решения относится простота, и экономия числа витков для того же выходного напряжения, что позволяет уменьшить габариты и стоимость решения. Однако качество выходного напряжения соответствует классическим двенадцатипульсным схемам.The advantages of this solution include simplicity, and saving the number of turns for the same output voltage, which reduces the size and cost of the solution. However, the quality of the output voltage corresponds to the classic twelve-pulse circuits.

Принципиальная схема предлагаемого варианта выпрямителя представлена на фигуре 8. Решение направлено на реализацию двадцатичетырехпульсной схемы выпрямления, с уменьшенным расходом числа витков и соответствующим улучшенными габаритными показателями. Для этого предлагается соединить все четыре вторичных обмотки по схеме звезда, и расположить на двух трансформаторах (по две вторичные обмотки на каждом), данные вторичные обмотки объединяются в пары, смещенные относительно друг друга - за счет использования комбинации двух первичных обмоток: звездой (на первом трансформаторе) и треугольником (на втором трансформаторе). В таком случае, происходит сокращение числа обмоток трансформатора по схеме треугольник с двух до одной, и отказ от использования двух обмоток по схеме зигзаг (относительно классической схеме, представленной на фигуре 5).The schematic diagram of the proposed rectifier option is presented in figure 8. The solution is aimed at implementing a twenty-four pulse rectification circuit, with a reduced number of turns and corresponding improved overall performance. To do this, it is proposed to connect all four secondary windings according to the star scheme, and arrange them on two transformers (two secondary windings on each), these secondary windings are combined in pairs offset from each other - through the use of a combination of two primary windings: a star (on the first transformer) and a triangle (on the second transformer). In this case, there is a reduction in the number of transformer windings in the triangle pattern from two to one, and the refusal to use two windings in the zigzag pattern (relative to the classical circuit shown in figure 5).

В предлагаемом решении, показанном на фигуре 8, два трехфазных силовых трансформатора, питаемых от общей трехфазной сети, имеет по две вторичные обмотки каждый с соотношением витков в них как

Figure 00000002
(приближенно равно 1:3,85). Выпрямительные трехфазные мосты, подключенные к вторичным обмоткам, объединяются в пары -подключенные к обмоткам с одинаковым числом витков. Выпрямительные трехфазные мосты в парах включаются параллельно, пары выпрямительных мостов между собой - включаются последовательно и согласно.In the proposed solution, shown in figure 8, two three-phase power transformers, powered from a common three-phase network, has two secondary windings each with a ratio of turns in them as
Figure 00000002
(approximately equal to 1: 3.85). Rectifier three-phase bridges connected to secondary windings are combined in pairs - connected to windings with the same number of turns. Three-phase rectifier bridges in pairs are connected in parallel, pairs of rectifier bridges between themselves are connected in series and according to.

Особенность работы мостов в таком случае заключается в следующем. Вторичные обмотки с большим числом витков - образуют пару, расположенную на разных трансформаторах, и участвуют в формировании пульсаций большего напряжения. Также и вторичные обмотки с меньшим (в 3,85 раз) числом витков располагаются на разных трансформаторах, и образуют пару, формирующую "боковые пульсации". При этом максимумы выходного напряжения пары мостов с меньшим напряжением совпадают с минимумами пары основных мостов (с большим напряжением), и наоборот. На выходе выпрямителя после суммирования напряжения обоих пар трехфазных мостов образуется напряжение с 24 симметричными пульсациями за период питающей сети (фигура 9).The feature of the work of bridges in this case is as follows. Secondary windings with a large number of turns - form a pair located on different transformers, and participate in the formation of ripples of higher voltage. Also, secondary windings with a smaller (3.85 times) number of turns are located on different transformers, and form a pair, forming "side pulsations". In this case, the maxima of the output voltage of a pair of bridges with a lower voltage coincide with the minima of a pair of main bridges (with a higher voltage), and vice versa. At the output of the rectifier after summing the voltage of both pairs of three-phase bridges, a voltage is generated with 24 symmetrical ripples over the period of the supply network (figure 9).

Отличие предлагаемого выпрямителя от прототипа заключается, главным образом, в наличии 24 пульсаций выпрямленного напряжения, достигаемого только при определенном соотношении числа витков, равном приближенно 3,85 (точное значение

Figure 00000003
). Точное соблюдение этойThe difference between the proposed rectifier and the prototype is mainly in the presence of 24 ripples of the rectified voltage, achieved only with a certain ratio of the number of turns equal to approximately 3.85 (exact value
Figure 00000003
) Exact observance of this

пропорции обеспечивает симметрию пульсаций выходного напряжения, однако по технологическим причинам допустимо приближенное значение, обеспечивающее приемлемое качество взаимной симметрии пульсаций.proportions provides the symmetry of the ripple of the output voltage, however, for technological reasons, an approximate value is acceptable, providing an acceptable quality of mutual ripple symmetry.

При предлагаемом варианте выпрямителя половина силовых полупроводниковых вентилей может быть неуправляемыми диодами, другая - должна быть управляемыми полупроводниковыми приборами (например, полностью управляемыми тиристорами типа IGCT). Замена половины вентилей на диоды снижает стоимость полупроводниковых приборов в составе затрат на изготовление преобразователя и обеспечивает минимальное тепловыделение. В случае если не требуется регулирования выходного напряжения, можно использовать в управляемом мосте обычные тиристоры, подавая сигнал на их открытие с некоторым опережением для обеспечения коммутации тока с вентиля на вентиль. При использовании полностью управляемых вентилей возможна плавная регулировка выходного напряжения выпрямителя, а индуктивность вторичной обмотки, питающей управляемый мост, уменьшено, предлагаемому выпрямителю свойственна улучшенная электромагнитная совместимость с питающей сетью.With the proposed rectifier option, half of the power semiconductor valves can be uncontrolled diodes, the other must be controlled semiconductor devices (for example, fully controlled thyristors such as IGCT). Replacing half of the valves with diodes reduces the cost of semiconductor devices as part of the cost of manufacturing the converter and provides minimal heat. If regulation of the output voltage is not required, conventional thyristors can be used in the controlled bridge, giving a signal to open them with a certain lead to ensure switching of the current from the valve to the valve. When using fully controllable valves, it is possible to smoothly control the output voltage of the rectifier, and the inductance of the secondary winding supplying the controlled bridge is reduced, the proposed rectifier is characterized by improved electromagnetic compatibility with the mains.

Предлагаемое техническое решение является новым, имеющим следующие принципиальные отличия от прототипа:The proposed technical solution is new, having the following fundamental differences from the prototype:

- для получения полностью симметричных пульсаций выходного выпрямленного напряжения используется особое соотношение числа витков обмоток, равное приближенно

Figure 00000003
;- to obtain completely symmetrical ripples of the output rectified voltage, a special ratio of the number of turns of the windings is used, which is approximately equal
Figure 00000003
;

- применением четырех вторичных обмоток, соединенных звездой, обеспечивается получение двадцатичетырех пульсаций выпрямленного напряжения;- the use of four secondary windings connected by a star, provides twenty-four pulsations of the rectified voltage;

- вторичные обмотки объединяются в пары с одинаковым числом витков, подключенные к упомянутым парам обмоток выпрямительные трехфазные мосты включаются параллельно, при последовательном согласном соединении пар включенных параллельно выпрямительных мостов между собой;- the secondary windings are combined in pairs with the same number of turns, rectifier three-phase bridges connected to the said pairs of windings are connected in parallel, with a serial consonant connection of pairs of parallel rectifier bridges connected to each other;

- нейтральный отвод в парах вторичных обмоток объединяется.- neutral tap in the pairs of the secondary windings is combined.

Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели приводит к новому техническому результату - получению выпрямленного напряжения с двадцатичетырьмя пульсациями, при одновременном упрощении конструкции обмоток и уменьшении габаритов. Кроме того, объединение нейтралей вторичных обмоток позволяет избежать необходимости в уравнительных реакторах на выходе мостов.Thus, the set of essential features of the utility model leads to a new technical result - obtaining a rectified voltage with twenty-four ripples, while simplifying the design of the windings and reducing the size. In addition, the combination of neutrals of the secondary windings eliminates the need for surge reactors at the output of the bridges.

Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена схема соединений обмоток трехфазных трансформаторов звездой. На фигуре 2 изображена схема соединений обмоток трехфазных трансформаторов по схеме треугольником. На фигуре 3 изображена схема соединений обмоток трехфазных трансформаторов по схеме зигзаг. На фигуре 4 изображена принципиальная схема классического двенадцатипульсного выпрямителя с параллельным включением мостов. На фигуре 5 изображена принципиальная схема классического двадцатичетырехпульсного выпрямителя с параллельным включением мостов. На фигуре 6 изображена принципиальная схема двенадцатипульсного выпрямителя с "боковыми" пульсациями. На фигуре 7 изображен график работы двенадцатипульсного выпрямителя с "боковыми" пульсациями. Здесь 4 – напряжение, формируемое вспомогательным мостом, 5 - напряжение формируемое основным мостом, 6 -выходное напряжение. На фигуре 8 изображена принципиальная схема двадцатичетырехпульсного выпрямителя с "боковыми" пульсациями. На фигуре 9 изображен график работы двадцатичетырехпульсного выпрямителя с "боковыми" пульсациями. Здесь 4 – напряжение, формируемое вспомогательной парой мостов, 5 - напряжение формируемое основной парой мостов, 6 - выходное напряжение.A brief description of the drawings. The figure 1 shows a connection diagram of the windings of three-phase transformers with a star. The figure 2 shows the connection diagram of the windings of three-phase transformers according to the triangle. The figure 3 shows a connection diagram of the windings of three-phase transformers according to the zigzag circuit. The figure 4 shows a schematic diagram of a classic twelve-pulse rectifier with parallel connection of bridges. The figure 5 shows a schematic diagram of a classic twenty-four-pulse rectifier with parallel connection of the bridges. The figure 6 shows a schematic diagram of a twelve-pulse rectifier with "side" pulsations. The figure 7 shows a graph of the twelve-pulse rectifier with "side" pulsations. Here 4 is the voltage generated by the auxiliary bridge, 5 is the voltage generated by the main bridge, 6 is the output voltage. The figure 8 shows a schematic diagram of a twenty-four pulse rectifier with "side" pulsations. The figure 9 shows a schedule of twenty-four pulse rectifier with "side" pulsations. Here 4 is the voltage generated by the auxiliary pair of bridges, 5 is the voltage generated by the main pair of bridges, 6 is the output voltage.

Список использованной литературыList of references

1. Зиновьев Г.С. Силовая электроника. / Г.С. Зиновьев. - М.: Изд-во Юрайт, 2012. 667 с.1. Zinoviev G.S. Power Electronics / G.S. Zinoviev. - M.: Publishing House Yurait, 2012.667 p.

2. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. / П.М. Тихомиров - М.: Изд-во Альянс, 2013. 528 с.2. Tikhomirov P.M. Calculation of transformers. / P.M. Tikhomirov - M.: Alliance Publishing House, 2013.528 s.

3. С.С. Абрамов, Е.Н. Коптяев Двенадцатипульсный выпрямитель // Патент России №144830; 2014. Бюл. №25.3. S.S. Abramov, E.N. Koptyaev Twelve-pulse rectifier // Patent of Russia №144830; 2014. Bull. Number 25.

4. Е.Н. Коптяев, В.М. Балашевич, С.С. Абрамов Выпрямитель с боковыми пульсациями для силовой энергетики // Электричество. - 2017. - №7. с. 55-59.4. E.N. Koptyaev, V.M. Balashevich, S.S. Abramov Rectifier with lateral pulsations for power engineering // Electricity. - 2017. - No. 7. from. 55-59.

Claims (1)

Полупроводниковый выпрямитель, содержащий два трехфазных стержневых трансформатора, первичные трехфазные обмотки которых подключены к питающей сети, первичная обмотка одного трансформатора имеет соединение звездой, первичная обмотка другого трансформатора имеет соединение в треугольник, все вторичные обмотки подключены к выпрямительным мостам, и отличающийся тем, что каждый трансформатор имеет две вторичные обмотки звездой, при соотношении числа витков упомянутых вторичных обмоток в каждом трансформаторе, приближенно равном произведению натурального числа е на квадратный корень из двух, вторичные обмотки с равным числом витков объединяются в пару с общей нейтралью, выпрямительные мосты упомянутой пары включаются параллельно и согласно, при последовательном и согласном соединении между парами выпрямительных мостов.A semiconductor rectifier containing two three-phase rod transformers whose primary three-phase windings are connected to the mains, the primary winding of one transformer has a star connection, the primary winding of the other transformer has a triangle connection, all secondary windings are connected to rectifier bridges, and characterized in that each transformer has two secondary windings with a star, with a ratio of the number of turns of the mentioned secondary windings in each transformer, approximately equal to maintaining the natural number e to the square root of two secondary windings with an equal number of turns are combined in a pair with a common neutral, said rectifier bridges are connected in parallel and a pair of consonants and consonant in series connection between the pairs of rectifier bridges.
RU2017133208A 2017-09-22 2017-09-22 Semiconductor rectifier RU2673250C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133208A RU2673250C1 (en) 2017-09-22 2017-09-22 Semiconductor rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017133208A RU2673250C1 (en) 2017-09-22 2017-09-22 Semiconductor rectifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2673250C1 true RU2673250C1 (en) 2018-11-23

Family

ID=64556600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017133208A RU2673250C1 (en) 2017-09-22 2017-09-22 Semiconductor rectifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2673250C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187622U1 (en) * 2019-01-10 2019-03-14 Евгений Николаевич Коптяев REVERSE MULTI-PHASE RECTIFIER
RU187850U1 (en) * 2018-12-19 2019-03-20 Евгений Николаевич Коптяев MULTI-PHASE RECTIFIER
RU2709454C1 (en) * 2019-02-19 2019-12-18 Илья Николаевич Джус Rectifier
RU208998U1 (en) * 2021-09-22 2022-01-26 Евгений Николаевич Коптяев SEMICONDUCTOR RECTIFIER

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2331960C1 (en) * 2007-05-10 2008-08-20 Борис Алексеевич Аржанников Three-phase regulated converter of alternating voltage into direct voltage
RU144525U1 (en) * 2014-03-24 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" CONVERTER WITH 24X AC RATING VOLTAGE FREQUENCY
RU144830U1 (en) * 2014-04-25 2014-09-10 Евгений Николаевич Коптяев TWELVE RECTIFIER
US9013905B2 (en) * 2011-03-29 2015-04-21 Jiangsu Huapeng Transformer Co., Ltd. Three-phase 48-pulse rectifier transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2331960C1 (en) * 2007-05-10 2008-08-20 Борис Алексеевич Аржанников Three-phase regulated converter of alternating voltage into direct voltage
US9013905B2 (en) * 2011-03-29 2015-04-21 Jiangsu Huapeng Transformer Co., Ltd. Three-phase 48-pulse rectifier transformer
RU144525U1 (en) * 2014-03-24 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" CONVERTER WITH 24X AC RATING VOLTAGE FREQUENCY
RU144830U1 (en) * 2014-04-25 2014-09-10 Евгений Николаевич Коптяев TWELVE RECTIFIER

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187850U1 (en) * 2018-12-19 2019-03-20 Евгений Николаевич Коптяев MULTI-PHASE RECTIFIER
RU187622U1 (en) * 2019-01-10 2019-03-14 Евгений Николаевич Коптяев REVERSE MULTI-PHASE RECTIFIER
RU2709454C1 (en) * 2019-02-19 2019-12-18 Илья Николаевич Джус Rectifier
RU208998U1 (en) * 2021-09-22 2022-01-26 Евгений Николаевич Коптяев SEMICONDUCTOR RECTIFIER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5643104B2 (en) Multiphase grid synchronous adjustment current source inverter system
Li et al. Integration of an active filter and a single-phase AC/DC converter with reduced capacitance requirement and component count
US6950322B2 (en) Regulated AC to DC converter for aerospace applications
RU2673250C1 (en) Semiconductor rectifier
US20090027934A1 (en) Electric Transformer-Rectifier
EA029591B1 (en) Autotransformer system reducing total harmonic distortion
Park et al. Multi-level operation with two-level converters through a double-delta source connected transformer
US20140218982A1 (en) T-Connected Autotransformer-Based 40-Pulse AC-DC Converter for Power Quality Improvement
CN105515405B (en) 18 pulse self coupling vertoro of wide scope buck
RU144830U1 (en) TWELVE RECTIFIER
RU180741U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
US9425696B2 (en) Rectifying circuit and method for an unbalanced two phase DC grid
JP6642014B2 (en) Power system
RU176888U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU139772U1 (en) THREE-PHASE RECTIFIER WITH IMPROVED OVERALL INDICATORS
RU2367082C1 (en) Voltage control method and three-phase rectifier
RU182989U1 (en) SYMMETRIC SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU151148U1 (en) CONVERTER WITH 24X AC RATING VOLTAGE FREQUENCY
Islam et al. 11-kV series-connected H-bridge multilevel converter for direct grid connection of renewable energy systems
RU2156024C1 (en) Three-phase sine-voltage regulator with high- frequency section
RU2469457C1 (en) Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions)
RU2660131C1 (en) Multilevel voltage rectifier
WO2015141681A1 (en) Multilevel power converter and method for controlling multilevel power converter
RU2488213C1 (en) Multipulse rectifier and autotransformer
RU208998U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190923