SU1345298A1 - Electric power converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективного источника питани  посто нного тока. Цель изобретени  - упрощение и повышение технологичности . Эффект обусловлен уменьшенным суммарным числом витков за счет соединени  секций фаз между собой, образующего открытую треугольную звезду. При выполнении преобразовательных элементов моста управл емыми упрощаетс  система управлени , так как сигналы управлени  можно подавать лишь на один из преобразовательных элементов. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used as an efficient source of direct current power. The purpose of the invention is to simplify and improve manufacturability. The effect is due to the reduced total number of turns due to the connection of the sections of the phases between themselves, forming an open triangular star. When the bridge transducer elements are operated, the control system is simplified, since control signals can be fed only to one of the transducer elements. 1 hp f-ly. 3 il.

Description

113113

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве эффективного источника питани  .This invention relates to electrical engineering and can be used as an efficient power source.

Цель изобретени  - упрощение и повышение технологичности.The purpose of the invention is to simplify and improve manufacturability.

1а фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг. 2 - тоже в топологическом изображении, при этом точки подключени  вентильных секций обмотки и выводам переменного тока моста изображены на обмотке кружочками с сохранением обозначений выводов и отводов вентильных секций, прин тых на фиг. 1; на фиг. 3 - векторна  диаграмма фазосдвинутых импульсов S (,10) выходного, напр жени  и,, причем в скобках при 8,указаны номера естественным образом , открытых (провод щих в данный момент ток) преобразовательных элементов (ПЭ), а также указаны выводы секций вентильной обмотки, между которыми в текущем --м цикле токопро- хождени  действует наибольшее,из все линейных значение ЭДС, именуемой диагональной ЭДС (ДЭДС).1a of FIG. 1 shows a circuit diagram of the proposed converter; in fig. 2 is also in the topological image, while the connecting points of the valve winding sections and the AC outlets of the bridge are depicted on the winding in circles with preservation of the designations of the leads and outlet of the valve sections taken in FIG. one; in fig. 3 is a vector diagram of phase-shifted pulses S (, 10) of the output voltage, voltage, and, moreover, in brackets at 8, the numbers of the open (current conducting current) conversion elements (PE) are indicated, and the valve sections are indicated windings, between which in the current - current cycle of current flow, the largest of all linear EMF values, called the diagonal EMF (DEDS), acts.

Преобразователь электроэнергии (фиг. 1 и 2) содержит дес ть преобразовательных элементов ПЭ 1-10, собранных в п ти чейковый вентильный мост 11. Кажда  вентильна   чейка моста содержит два последовательно соединенных вентильных плеча, образующих анодную (нечетные номера) и катодную (четные номера) их группы. Выводы посто нного тока моста образуют выходные выводы 12 и 13 с подключенной к ним нагрузкой 14, а выводы переменного тока моста подключены к трехфазной вентильной обмотке, разделенной в первых двух фазах,на две (а X, , а Х2 и Ь, у , Ьг Yi ) , а в третьей фазе - на три (,, Cj z. , с Zj ) секции. При этом все секции первых двух фаз и первые секции третьей фазы соединены последовательно между собой, образу  открытую треугольную звезду Ь , а, Ь , а треть  секци  Cj ЕЗ третьей фазы дополнительно снабжена отводами с и с , к которым подключены выводы Ь и х вторых секций первый двух фаз. Выводы а,,, а , Zj , Cj , Cj (на фиг. 2 отмечены кружочками) подключены к выводам переменного тока п ти чейкового вентиThe electric power converter (Figs. 1 and 2) contains ten PE 1-10 converter elements assembled in a five-cell valve bridge 11. Each valve cell of the bridge contains two series-connected valve arms forming an anodic (odd-numbered) and cathodic (even-numbered ) their groups. The DC outputs of the bridge form the output pins 12 and 13 with the load 14 connected to them, and the AC outputs of the bridge are connected to the three-phase valve winding, divided in the first two phases, into two (a, X, a, X2 and b, y, bj Yi), and in the third phase - into three (,, Cj z., With Zj) sections. Moreover, all sections of the first two phases and first sections of the third phase are connected in series with each other, forming an open triangular star b, a, b, and a third section Cj of the third phase is additionally equipped with taps c and c to which the terminals b and x of the second sections are connected first two phases. Conclusions a, a, a, Zj, Cj, Cj (marked with circles in Fig. 2) are connected to the AC terminals of the five-cell valve

льного моста И, а чнсча нпткон норной и H l opoi i гокцш в . un1 из первых /твух фаз, первой), второй и третьей секций третье фазы, а также трех частеГ последней, поделенн1,)1х введен- нг)1ми отводами, могут быть установлены в соотношени х (а, х, Ь, У| ) : (SL х ЬгУг.) 0,419469:0,67371б ь 0,4195:of the lien bridge I, and the chnsscha nptkonnornoy and H opoi i goktssh c. un1 of the first / twuh phases, first), second and third sections of the third phase, as well as the three parts of the last, divided 1,) 1x entered ng) with 1 taps, can be set in ratios (a, x, b, y |) : (SL x £ uG.) 0.419469: 0.67371b 0.4195:

:0,6787; (c,z, c,z) 0,290266: : О, 61 8034i 0,2903:0,618; ( z) : О,148374:0,321285 0,1484: .0,3213 относительно амплитуды UQO выходного напр жени  Uo в режиме холостого хода или в действующих значени х напр жени , вз тых относительно среднего значени  V,, выходного на р - жени  в режиме холостого хода, в соотношени х: 0,301545:0,487911 гО,3016:: 0.6787; (c, z, c, z) 0.290266:: O, 61 8034i 0.2903: 0.618; (z): O, 148374: 0.321285 0.1484: .0.3213 relative to the amplitude UQO of the output voltage Uo at idle mode or at effective values of voltage taken relative to the mean value of V ,, output per p - wife in idle mode, in ratios: 0,301545: 0,487911 gO, 3016:

:0,488; 0,208664:0,444288 0,2087: :0,4443; 0,106662:0,230963 0,1067: :0,231 соответственно.: 0.488; 0.208664: 0.444288 0.2087:: 0.4443; 0.106662: 0.230963 0.1067:: 0.231, respectively.

, При этом ПЭ 1-10 выполнимы как неуправл емыми (НПЭ), так и управл емыми (упэ).At the same time, PE 1-10 is feasible both uncontrollable (IPE) and controlled (up).

Преобразователь электроэнергии работает следующим образом.The power Converter works as follows.

Как видно из фиг. 2, из общего числа линейных ЭДС, равного дес ти,As can be seen from FIG. 2, out of a total of ten linear emfs,

которые формируютс  между любой парой присоединительных выводов вентильной обмотки или между любой парой линий, соедин ющих на фиг. 1 обмотку с вентильным мостом 11, лишь п ть ЭДС имеют наибольшие значени . Они с  на фиг. 2 по диагонал м между чередующимис  через один присоединительными выводами обмотки и именно эти ДЭДС после их выпр млени  посредством моста 11 образуют на его вьгходе знакопосто нное наар жение UQ. Его переменна  составл юща  при указанных соотношени х витков пульсирует с дес тикратной частотой (), что наг л дно следует из диаграммы на фиг.З. Iwhich are formed between any pair of connecting terminals of the valve winding or between any pair of lines connecting in fig. 1 is a winding with a valve bridge 11, only five EMFs are most significant. They are in FIG. 2 diagonally between alternating ones through one connecting winding leads, and it is these DEDS, after their rectification by means of bridge 11, form on the input side of the sign-constant UQ loading. Its variable component, at the indicated ratios of turns, pulsates with a tenfold frequency (), which follows from the diagram in FIG. 3. I

При этом огибающа  выходного напр жени  Ufl представл етс  в фазовой плоскости в -виде дес ти фазосдвинутых векторов, как это показано на фиг. 3. Из той же диаграммы видно, что при выполнении установленных соотношений витков смежные знакопосто нные импульсы Sy,( сдвинуты по фазеIn this case, the envelope of the output voltage Ufl is represented in the phase plane in the form of ten phase-shifted vectors, as shown in FIG. 3. From the same diagram it is seen that when the established ratios of the turns are fulfilled, the adjacent sign-constant pulses Sy, (are shifted in phase

друг относительно друга на 36 эл.град, причем в каждомус-м контуре токопро- хождени  открыты естественным образом лишь два ПЭ из имеющихс  дес ти при смене их номеров от контура кrelative to each other at 36 el.grad, and in each of the current circulation circuits, only two PEs from ten existing ones are open naturally when changing their numbers from the contour to

контуру, что также видно на фиг. 3. Явление коммутации или одновременной параллельной работы смежных контуров вследствие падени  напр жени  на внутренних сопротивлени х при этом не учитываетс .contour, which is also visible in FIG. 3. The phenomenon of commutation or simultaneous parallel operation of adjacent circuits due to a voltage drop across the internal resistances is not taken into account.

Аналогично устройство работает в случае, если все ПЭ выполнены управл емыми , причем ПЭ выполнимы как од- нопозиционно (на включение или на выключение), так и двухпозиционно (на включение и на выключение) управл емыми . При управлении (фиг. 3) в каждом контуре токопрохождени  импульсы управлени  достаточно подавать лишь на один ЦПЭ, (в частности, при прин той на фиг. 1 нумерации ПЭ нечетно от 1 до 9 в анодной группе УПЭ и четно от 2 по 10 в их катодной груп пе сигналы управлени  можно, например , подавать последовательно на УПЭ 1, 4, 3, ,6 5, 8, 7, 10, 9 и 2), что в 2 раза меньше относительно известных мостовых преобразователей с . Тем самым относительно таких устройств алгоритм управлени  проще, как и реализующа  его система управлени .Similarly, the device works if all PEs are made controllable, and PEs are feasible both in one position (on or off) and in two positions (on and off) controlled. With the control (Fig. 3) in each current passage loop, it is sufficient to feed control pulses to only one CPE, (in particular, when the PE numbering in Fig. 1 is odd from 1 to 9 in the anode group of EPE and even from 2 to 10 in their The cathode group of control signals can, for example, be fed in succession to the EPT 1, 4, 3, 6 5, 8, 7, 10, 9 and 2), which is 2 times less than the known bridge transducers c. Thus, with respect to such devices, the control algorithm is simpler, as is the control system implementing it.

Кроме того, относительно преобразовател  с шести чейковым вентильным мостом, подключенным к двухсекционной вентильной обмотке, соединенной в правильные треугольник и трехлучевую звезду, устройство обеспечивает лучшие энергетические, массогабаритные, стоимостные и надежностные показатели благодар  экономии суммарного числа вентильных витков в 3wi 4, 732: 3, 4 ;t 1,4 раза и коэффициентов превышени  габаритной мощности вентильных обмоток и трансформатора в целом (в случае трансформаторной реализации преобразовател ) в Экпр In addition, with respect to the converter with a six-cell valve bridge connected to a two-section valve winding connected to a regular triangle and a three-beam star, the device provides the best energy, mass and size, cost and reliability indicators due to saving the total number of valve turns of 3wi 4, 732: 3, 4; t 1.4 times and the ratio of the excess power of the valve windings and the transformer as a whole (in the case of transformer implementation of the converter) in Ekpr

:Knpj, 43:21,4 гг 2  : Knpj, 43: 21.4 2

и Э,and uh

10ten

1515

-.2о -.2o

2Г2G

30thirty

3535

4040

К„рЛ11й :Кг,р 22, 1: 13,03 1,7 рлэп соответственно. K „rL11y: Kg, p 22, 1: 13.03 1.7 raps, respectively.

Claims (2)

Формула изобретени  1 . Пр1- образователь электро: нергии, содержащий электромагнитное устройство , трехфазна  вентильна  обмотка которого разделена в первых двух фазах на две, а в третьей фазе - на три секции, причем втора  секци  второй фазы соединена согласно с второй секцией третьей фазы, соединенной встречно с первой секцией первой фазы, котора  подключена согласно к первой секции второй фазы, соединенной встречно с первой секцией третьей фазы , котора  подключена согласно к второй секции первой фазы, образу  соединение открыта  треугольна  звезда , вершины которой, а также свободные выводы третьей секции третьей фазы , подключены к выводам переменного тока п ти чейкового вентильного моста , выводы посто нного тока которого образуют выходные выводы, при этом числа витков равных между собой пер-- вых секций первых двух фаз, а также витков третьей секции третьей фазы и равных между собой первой и второй ее секций установлены в соотношении 0,4195:0,618:0,2903, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  технологичности, треть  секци  третьей фазы дополнена двум  отводами и к ним подключены свободные выводы вторых секций первых двух фаз.Claim 1. Pr1 is an electric: energy generator containing an electromagnetic device whose three-phase valve winding is divided into two in the first two phases and into three sections in the third phase, and the second section of the second phase is connected according to the second section of the third phase connected in opposition to the first section the first phase, which is connected according to the first section of the second phase, connected oppositely to the first section of the third phase, which is connected according to the second section of the first phase, forming the open triangular star connection, which, as well as the free conclusions of the third section of the third phase, are connected to the outputs of the alternating current of the five-cell valve bridge, the DC outputs of which form the output terminals, while the number of turns of the first two phases equal to each other, as well as turns of the third section of the third phase and equal first and second sections of it are set at a ratio of 0.4195: 0.618: 0.2903, characterized in that, in order to simplify and improve processability, the third section of the third phase is complemented by two taps and are connected to them St. rim pins of the second sections of the first two phases. 2. Преобразователь по п. 1, о т - личающийс  тем, что числа витков равных между собой вторых секций первых двух фаз, а также образованных отводами центральной и равных между собой крайних частей третьей секции третьей фазы установлены в со- 45 отношении 0,6787:0,3213:0,1481.2. The converter according to claim 1, о t is characterized in that the number of turns of the second sections of the first two phases, equal to each other, and also formed by the branches of the central and equal to each other extreme parts of the third section of the third phase is set to 0.6787. : 0.3213: 0.1481. )(j CLf Л Ct ) (j CLf L Ct /;/; ЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖ ЮYU -f-f n«n " /./.././ .. Фиг.77 и,and, n Wn W Фаг. 2Phage. 2 (a,,2jS,o (c ,10)3(a ,, 2jS, o (c, 10) 3 -)ю. -)Yu. ...: . X ...:. X ч  h H; 35(г,С2;Д4 ;H; 35 (g, C2; D4; Редактор А. ЛежнинаEditor A. Lezhnin (Cj2,;7W)5,f:-- V(Cj2,; 7W) 5, f: - V (C32,,7,e)$7 f-.. .. SjZjC.-W(C32, 7, e) $ 7 f- .. .. SjZjC.-W ../..-...i ../..-...i (C3aj;5,g)Se Ss (230,5,6) Фи&.З(C3aj; 5, g) Se Ss (230,5,6) Phi & .З Составитель E. МельниковаCompiled by E. Melnikova Техред А.КравчукКорректор М, МаксимишинецTehred A. KravchukKorrektor M, Maksimishinets Заказ,4928/52 Тираж 659ПодписноеOrder, 4928/52 Circulation 659Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д, 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., d, 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4 jS,o jS, o -)ю......,,(а,с,,2) -) y ......, (a, c ,, 2) .... , , .X / X: S2(Z;Cj;/.....,, .X / X: S2 (Z; Cj; /. ч  h H; 35(г,С2;Д4 ;H; 35 (g, C2; D4; :-- V: - V