SU269312A1 - HIGH VOLTAGE SEMICONDUCTOR CONVERTER - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике построени  мощных малогабаритных высоковольтных выпр мителей, используемых в аппаратуре, где предъ вл ютс  требовани  малых пульсаций и высокой надежности при минимальных iBecax и габаритах.The invention relates to a technique for building high-power, compact, high-voltage rectifiers used in equipment, where the requirements of small ripples and high reliability are met with minimum iBecax and dimensions.

Известно, что мощные 3-фазные выпр мители , выполненные, например, по схеме Ларионова , обеспечивают лучщие габаритно-весовые характеристики по сравнению с однофазными, особенно при использовании полупроводниковых диодов В качестве вентилей. Известны также способы дальнейщего улучшени  характеристик , состо щие в применении более сложных схем выпр млени , например, 12фазного и т. д.It is known that powerful 3-phase rectifiers made, for example, according to Larionov's scheme, provide better overall weight and weight characteristics compared to single-phase ones, especially when using semiconductor diodes As gates. Methods are also known to further improve the performance, which consists in the use of more complex rectification schemes, for example, 12-phase etc.

В частности, 12-фазное вынр мление обеспечиваетс  последовательным включением двух 3-фазных мостов, вторичные обмотки трансформатора которых соединены соответственно в звезду и в треугольник.In particular, the 12-phase opening is provided by the series connection of two 3-phase bridges, the secondary windings of which are connected to a star and a triangle, respectively.

Помимо уменьшени  пульсаций, применение таких схем снижает искажение формы питающих напр жений в сети. Увеличение фазности приводит также к увеличению числа последовательно соедин емых выпр мителей, что  вл етс  дополнительным преимуществом, так как увеличение кратности выпр млений  вл етс  весьма желательным в смысле лучшего иснользовани  свойств изол ции.In addition to reducing pulsations, the use of such schemes reduces the distortion of the shape of the supply voltage in the network. An increase in the phase phase also leads to an increase in the number of consecutively connected rectifiers, which is an additional advantage, since an increase in the multiplicity of rectifiers is highly desirable in terms of better utilization of the insulation properties.

Однако практическа  реализаци  сложных схем с увеличенной фазностью и кратностью выпр млени  обычными методами, при которых трансформатор и вентильные группы представл ют собой законченные отдельные .конструктивные элементы, крайне затруднена изза наличи  большого количества высоковольтных монтажных проводов, понижающих надежность выпр мител  и занимающих значительный объем.However, the practical implementation of complex circuits with increased phasing and multiplicity of rectification by conventional methods, in which the transformer and valve groups are complete individual structural elements, is extremely difficult due to the presence of a large number of high-voltage wiring wires that reduce the reliability of the rectifier and occupy a significant amount.

Этот недостаток  вл етс  особенно существенным дл  аппаратуры, работающей в услови х пониженного атмосферного давлени , больших вибраций и жестких габаритных ограничений и зачастую сводит на нет преимущества , даваемые увеличением фазности и кратности выпр млени .This disadvantage is especially significant for equipment operating in conditions of low atmospheric pressure, high vibrations and severe overall limitations and often negates the advantages given by an increase in phase and rectification multiplicity.

Например, у 12-фазного выпр мител  с четырьм  мостами число высоковольтных кабелей достигает 24.For example, for a 12-phase rectifier with four bridges, the number of high-voltage cables reaches 24.

Цель предлагаемого изобретени  состоит в создании простого малогабаригнюго, надежного , .многофазного выпр мител  с высокой кратностью выпр млени .The purpose of the present invention is to create a simple, compact, reliable, multi-phase rectifier with a high rectification rate.

Поставленна  цель достигаетс  размещением вентильных полупроводниковых диодов радиально между вторичными обмотками трансформатора, а также оптимальным выбором числа мостов. Это обеспечивает практичесокую механическую и электрическую прочность при 1минимальных весах и габаритах, вследствие чего по вл етс  возможность легко реализовать IB аииаратуре многофазный выпр митель .The goal is achieved by placing valve semiconductor diodes radially between the secondary windings of the transformer, as well as the optimal choice of the number of bridges. This provides practical mechanical and electrical strength at 1 min. Weights and dimensions, as a result of which it is possible to easily realize an IB air conditioner multiphase rectifier.

На фиг. 1 приведена схема указанного выпр мител ; на фиг. 2 - выпр митель, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху.FIG. 1 shows the scheme of the specified rectifier; in fig. 2 - straightener, longitudinal section; in fig. 3 - the same, top view.

Вентильные полупроводниковые диоды / размещены радиально между соседними фазами траисформатора так, что образуют совместно с соответствующими группами вторичных Обмоток 2 четыре Э1ш:ипотеии,иалын.ые секции 3, 4 к 5 и 6. Общие точки схемы, принадлежащие всем трем фазам, соедин ютс  в центре выпр мител  контактным стержнем 7, остальна  -коммутаци  производитс  по периферии выпр мител .Valve semiconductor diodes / are placed radially between adjacent phases of the transformer so that four E1shs form together with the corresponding groups of secondary Windings 2: ipotheia and other sections 3, 4, 5 and 6. The common points of the circuit belonging to all three phases are connected in The center of the rectifier is by the contact rod 7, the rest of the commutation is made on the periphery of the rectifier.

Тепловой режим обеспечиваетс  охлаждающей жидкостью (вода, а тифриз и т. л.), котора  циркулирует по первичным обмоткам 5, выполненным в виде трубок, охватывающих сердечники 9. Выпр мленное напр лсение снимаетс  через высоковольтный вывод 10.The heat mode is provided by a coolant (water, and tifriz, etc.), which circulates through the primary windings 5, made in the form of tubes covering the cores 9. The straightened voltage is removed through the high-voltage output 10.

При подаче напр жени  на первичные обмотки 8 в каждой из последовательно включенных секций 3, 4, 5 к 6 получаетс  выпр мленное напр жение соответственно 8, 16, 24 и 32 кв (относительно «земли).When voltage is applied to the primary windings 8, in each of the series-connected sections 3, 4, 5 to 6, rectified voltage is obtained, respectively, 8, 16, 24 and 32 kV (relative to the earth).

Число мостов выбрано таким образом, чтобы обеспечить разумные запасы по обратному напр жению на один диод, что .позвол ет отказатьс  от шунтировани  полупроводниковых диодов выравнивающими емкост ми или сопротивлени ми. В то же врем  такое решение позвол ет соответственно снизить переменные напр жени , чем облегчаютс  услови  работы изол ции. Таким образом, при оптимальном выборе числа выпр мительных мостов уменьшаетс  количество элементов, упрощаетс  технологи  изготовлени , повышаетс  надежность, снижаетс  вес изол ции. Кроме того, имеетс  возможность использовать частичное напр жение дл  питани  вспомогательных цепей аппаратуры (зд ном , /2 Ьном, /4 )- Соединение двух групп вторичпых обмоток в звезду и двух групп - в треугольник позвол ет значительно снизить пульсацииThe number of bridges is chosen in such a way as to provide reasonable reserves for the reverse voltage per diode, which allows refusing the shunting of semiconductor diodes with equalizing capacitances or resistances. At the same time, such a solution allows for a corresponding reduction in the variable voltages, which facilitates the isolation conditions. Thus, with an optimal choice of the number of rectifying bridges, the number of elements is reduced, the manufacturing process is simplified, the reliability is increased, the insulation weight is reduced. In addition, it is possible to use a partial voltage to power the auxiliary circuits of the equipment (home, / 2 Lom, / 4) - Connecting two groups of secondary windings in a star and two groups in a triangle can significantly reduce ripple

выпр мленного напр жени  и тем самым существенно облегчить С-фильтр.rectified voltage and thereby significantly ease the C-filter.

В результате применени  предлагаемого выпр мител  реализуетс  многофазна  схема выпр млени ,- благодар  чему существенпо облегчаетс  фильтрова  часть выпр мител ; реализуетс  увеличенное число выпр мительных мостов - улучшаетс  использование свойств изол ции, а также отпадает необходимость в применении выравнивающих злементов; объедин ютс  геометрически эквипотенциальные поверхности - резко сокращаетс  высоковольтный монтаж и снижаютс  требовани  к изол ции; образуетс  единый вептильно-трансформаторный элемент - обеспечиваетс  высока  механическа  и электрическа  прочность; обеспечиваетс  жидкостное охлаждение - дополнительно снижаетс  вес нервичных обмоток трансформатора.As a result of the application of the proposed rectifier, a multi-phase rectifier circuit is implemented, due to which the filter part of the rectifier is substantially simplified; an increased number of rectifying bridges is realized - the use of the properties of the insulation is improved, and the use of leveling elements is also unnecessary; geometrically equipotential surfaces are combined - high-voltage installation is sharply reduced and insulation requirements are reduced; a single crib-transformer element is formed - high mechanical and electrical strength is ensured; liquid cooling is provided - the weight of the transformer's nerve winding is further reduced.

Предмет изобретени Subject invention

Высоковольтный полупроводниковый преобразователь , содержащий трехфазный трансформатор и полупроводниковые вентили, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности и упрощени  монтажа, указанные полупроводниковые велтили размещены радиально между секци ми вторичных обмоток трансформатора, образу  с этими секци миA high-voltage semiconductor converter containing a three-phase transformer and semiconductor valves, characterized in that, in order to increase reliability and ease of installation, said semiconductor veltills are placed radially between sections of the secondary windings of the transformer, forming with these sections

р д эквипотенциальных поверхностей.series of equipotential surfaces.

9../9../