RU187850U1 - MULTI-PHASE RECTIFIER - Google Patents

MULTI-PHASE RECTIFIER Download PDF

Info

Publication number
RU187850U1
RU187850U1 RU2018145405U RU2018145405U RU187850U1 RU 187850 U1 RU187850 U1 RU 187850U1 RU 2018145405 U RU2018145405 U RU 2018145405U RU 2018145405 U RU2018145405 U RU 2018145405U RU 187850 U1 RU187850 U1 RU 187850U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phases
windings
phase
voltage
rectified
Prior art date
Application number
RU2018145405U
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 RU2018145405U priority Critical patent/RU187850U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU187850U1 publication Critical patent/RU187850U1/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
    • H02M7/19Conversion 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 arranged for operation in series, e.g. for voltage multiplication

Landscapes

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

Abstract

Полезная модель относится к области силовой электротехники и может быть использована для питания сетей постоянного тока и различного рода промышленных потребителей и технологических процессов.The utility model relates to the field of power electrical engineering and can be used to power DC networks and various industrial consumers and technological processes.

Силовые сети постоянного тока применяются для питания различного рода нагрузки, например судовых сетей и для питания специализированных потребителей и систем, а также для технологических процессов, в которых требуется постоянное напряжение и ток. Для этого используют, как правило, управляемые полупроводниковые выпрямители, получающие питание от трехфазной сети переменного тока.DC power networks are used to supply various kinds of loads, for example, ship networks and to supply specialized consumers and systems, as well as for technological processes in which constant voltage and current are required. For this purpose, as a rule, controlled semiconductor rectifiers are used, which are powered by a three-phase AC network.

Одним из главных параметров, определяющих качество постоянного (выпрямленного) напряжения является число пульсаций за период питающей сети переменного тока промышленной частоты. Данный параметр напрямую влияет на значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения, который дает численную оценку амплитуде и частоте пульсаций. Частота пульсаций напряжения на выходе напрямую зависит от числа выпрямляемых фаз переменного тока, для увеличения количества которых применяют схемы включения обмоток первичных обмоток силовых трансформаторов, сочетая включение обмоток по схемам звезда, треугольник, зиг-заг. Недостатком является рост массы и габаритов, и падение коэффициента использования обмоток силового трансформатора по времени.One of the main parameters that determine the quality of a constant (rectified) voltage is the number of ripples during the period of the AC mains of industrial frequency. This parameter directly affects the value of the ripple coefficient of the rectified voltage, which gives a numerical estimate of the amplitude and frequency of the ripple. The frequency of output voltage ripples directly depends on the number of rectified phases of alternating current, to increase the number of which the windings of the primary windings of power transformers are used, combining the inclusion of windings according to the star, triangle, zig-zag schemes. The disadvantage is the increase in mass and dimensions, and the drop in the utilization rate of the windings of the power transformer in time.

Предлагаемое решение направлено на улучшение качества выходного напряжения выпрямителя, за счет увеличения количества фаз выпрямляемого переменного напряжения, путем суммирования вторичных обмоток силового трансформатора в разной последовательности. За счет объединения двух и более фаз возможно формирование напряжений, имеющих фазовый сдвиг, а число комбинаций включения возрастает с ростом их числа - обеспечивая качество выпрямленного напряжения.The proposed solution is aimed at improving the quality of the output voltage of the rectifier, by increasing the number of phases of the rectified alternating voltage, by summing the secondary windings of the power transformer in a different sequence. By combining two or more phases, it is possible to form voltages having a phase shift, and the number of inclusion combinations increases with their number - ensuring the quality of the rectified voltage.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к области силовой электротехники и может быть использована для питания сетей постоянного тока и различного рода промышленных потребителей и технологических процессов.The technical field to which the utility model belongs. The utility model relates to the field of power electrical engineering and can be used to power DC networks and various industrial consumers and technological processes.

Уровень техники. Из уровня техники известен трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное [патент РФ на изобретение №2331960], включающий в себя трехфазный преобразовательный трансформатор с первичной обмоткой, соединенной в «звезду», и двумя трехфазными вторичными обмотками. Одна из обмоток соединена по схеме звезды, другая по схеме треугольника. Также имеется вольтодобавочный трансформатор с одной трехфазной первичной и двумя трехфазными вторичными обмотками, соединенными в каждой фазе с вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, и два идентичных и соединенных последовательно трехфазных выпрямительных моста. К фазам 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. The prior art three-phase adjustable AC to DC converter [RF patent for invention No. 2331960], which includes a three-phase converter transformer with a primary winding connected to a "star" and two three-phase secondary windings. One of the windings is connected in a star pattern, the other in a triangle pattern. There is also a booster transformer with one three-phase primary and two three-phase secondary windings connected in each phase to the secondary windings of the converter transformer, and two identical and connected in series three-phase rectifier bridges. A secondary winding of the boost booster transformer is connected to the phases of the secondary winding of the converter transformer connected to the "star", 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 which are formed with the ends of circuits containing a series-connected secondary winding of a boost booster transformer and a winding of a controlled reactor common points connected a 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.

Также известен полупроводниковый выпрямитель [патент РФ на изобретение №2673250], содержащий два трехфазных стержневых трансформатора, первичные трехфазные обмотки которых подключены к питающей сети. Первичная трехфазная обмотка одного трансформатора имеет соединение звездой, трехфазная обмотка второго трансформатора имеет соединение в треугольник. Все вторичные обмотки подключены к выпрямительным мостам, и соединяются по схеме звездой. Каждый упомянутый трехфазный стержневой трансформатор имеет две вторичные обмотки, при соотношении числа витков между вторичными обмотками в каждом трансформаторе, приближенно равном произведению натурального числа е на квадратный корень из двух. Вторичные обмотки трансформаторов, имеющие равное число витков, объединяются в пару обмоток, оснащенную общей нейтралью. Трехфазные выпрямительные мосты, подключенные к упомянутым парам вторичных обмоток с равным числом витков, объединяются между собой параллельно и согласно в общую нейтраль. Выходы трехфазных выпрямительных мостов, объединенных в пары и подключенных к парам вторичных обмоток с равным числом витков, между двумя такими парами выпрямительных мостов соединяются друг с другом последовательно и согласно.Also known semiconductor rectifier [RF patent for the invention No. 2673250], containing two three-phase rod transformers, the primary three-phase windings of which are connected to the mains. The primary three-phase winding of one transformer has a star connection, the three-phase winding of the second transformer has a triangle connection. All secondary windings are connected to rectifier bridges, and are connected according to the scheme by a star. Each mentioned three-phase rod transformer has two secondary windings, with the ratio of the number of turns between the secondary windings in each transformer approximately equal to the product of the natural number e and the square root of two. The secondary windings of transformers having an equal number of turns are combined into a pair of windings equipped with a common neutral. Three-phase rectifier bridges connected to the said pairs of secondary windings with an equal number of turns are combined in parallel and according to a common neutral. The outputs of three-phase rectifier bridges, paired and connected to pairs of secondary windings with an equal number of turns, between two such pairs of rectifier bridges are connected to each other in series and in accordance.

К недостаткам такого решения можно отнести соотношение числа витков обмоток, равное основанию натурального логарифма (число 2,72) - соблюдение точной пропорции которого может быть затруднено в мощных трансформаторах. Для формирования выходного напряжения используется четыре вторичных трехфазных обмотки - что ухудшает массу и габариты.The disadvantages of this solution include the ratio of the number of turns of the windings, equal to the base of the natural logarithm (number 2.72) - the observance of the exact proportion of which can be difficult in powerful transformers. Four secondary three-phase windings are used to form the output voltage - which worsens the mass and dimensions.

Данное техническое решение является наиболее близким по своей технической сущности прототипом.This technical solution is the closest prototype in its technical essence.

Раскрытие полезной модели. Силовые сети постоянного тока применяются для питания различного рода нагрузки, например судовых сетей и для питания специализированных потребителей и систем, а также для технологических процессов, в которых требуется постоянное напряжение и ток. Для этого используют, как правило, управляемые полупроводниковые выпрямители, получающие питание от трехфазной сети переменного тока.Disclosure of a utility model. DC power networks are used to supply various kinds of loads, for example, ship networks and to supply specialized consumers and systems, as well as for technological processes in which constant voltage and current are required. For this purpose, as a rule, controlled semiconductor rectifiers are used, which are powered by a three-phase AC network.

Одним из главных параметров, определяющих качество постоянного (выпрямленного) напряжения является число пульсаций за период питающей сети переменного тока промышленной частоты. Данный параметр напрямую влияет на значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения, который дает численную оценку амплитуде и частоте пульсаций. Частота пульсаций напряжения на выходе напрямую зависит от числа выпрямляемых фаз переменного тока, для увеличения количества которых применяют схемы включения первичных обмоток силовых трансформаторов, по схемам звезда, треугольник, зиг-заг в различных сочетаниях. Недостатком является рост массы и габаритов, и ухудшение использования витков вторичных обмоток силового трансформатора по времени.One of the main parameters that determine the quality of a constant (rectified) voltage is the number of ripples during the period of the AC mains of industrial frequency. This parameter directly affects the value of the ripple coefficient of the rectified voltage, which gives a numerical estimate of the amplitude and frequency of the ripple. The frequency of the output voltage ripples directly depends on the number of rectified phases of alternating current, to increase the number of which the primary windings of power transformers are used, according to the star, triangle, zig-zag schemes in various combinations. The disadvantage is the increase in mass and dimensions, and the deterioration in the use of turns of the secondary windings of the power transformer in time.

Простейшим вариантом многофазной сети переменного тока, является представленная на фигуре 1 векторная диаграмма трехфазной системы. Здесь видно, что угол между векторами напряжений фаз составляет 120°, что дает полностью симметричную систему напряжений [1]. Любая фаза симметрична относительно двух остальных, при этом существует только одно значение фазового сдвига. Еще одним отличительным свойством трехфазной системы напряжений является равенство суммы напряжений трех фаз нулю, чем и объясняется отсутствие уравнительных токов в обмотках треугольник [1].The simplest version of a multiphase AC network is the vector diagram of a three-phase system shown in Figure 1. It can be seen here that the angle between the phase stress vectors is 120 °, which gives a completely symmetric system of stresses [1]. Any phase is symmetric with respect to the other two, while there is only one phase shift value. Another distinctive property of the three-phase voltage system is the equality of the sum of the voltages of the three phases to zero, which explains the absence of surge currents in the triangle windings [1].

Существуют многофазные электрические цепи, имеющие шестифазное напряжение, как это изображено на фигуре 2, где представлена векторная диаграмма шестифазной системы. Именно такая система напряжений используется в двенадцатипульсных полупроводниковых выпрямителях, с использованием обмоток типа звезда и треугольник [1, 2, 3].There are multiphase electrical circuits having a six-phase voltage, as shown in figure 2, which presents a vector diagram of a six-phase system. It is such a voltage system that is used in twelve-pulse semiconductor rectifiers, using star and delta type windings [1, 2, 3].

Применение дополнительного сдвига между фазами необходимо для получения большего числа пульсаций выпрямленного напряжения, что дает меньшую амплитуду пульсаций. Чаще всего для этого используют различные комбинации схем включения первичных обмоток [3] (такие как - звезда, треугольник, зигзаг). Однако в существующих промышленных установках используются раздельные трехфазные обмотки, не имеющие соединения в общую нейтраль. Такая схема позволяет использовать удвоенное количество фаз. Однако, как следует из фигуры 2, в шестифазной системе с общей нейтралью возможно получение большего числа комбинаций фаз.The use of an additional shift between the phases is necessary to obtain a larger number of ripples of the rectified voltage, which gives a lower ripple amplitude. Most often, various combinations of primary winding switching circuits [3] are used for this (such as a star, a triangle, a zigzag). However, existing industrial plants use separate three-phase windings that do not have a common neutral connection. This scheme allows you to use double the number of phases. However, as follows from figure 2, in a six-phase system with a common neutral, it is possible to obtain a larger number of combinations of phases.

На фигуре 3 представлена векторная диаграмма суммы двух фаз при сдвиге 150 электрических градусов, на фигуре 4 представлена векторная диаграмма суммы двух фаз при сдвиге 120 электрических градусов, на фигуре 5 представлена векторная диаграмма суммы двух фаз при сдвиге 90 электрических градусов, на фигуре 6 представлена векторная диаграмма суммы двух фаз при сдвиге 30 электрических градусов. Полученные векторы напряжений характеризуются дополнительным фазовым сдвигом.Figure 3 shows a vector diagram of the sum of two phases with a shift of 150 electrical degrees, figure 4 shows a vector diagram of the sum of two phases with a shift of 120 electrical degrees, figure 5 shows a vector diagram of the sum of two phases with a shift of 90 electrical degrees, figure 6 shows a vector diagram of the sum of two phases at a shift of 30 electrical degrees. The resulting stress vectors are characterized by an additional phase shift.

На фигуре 7 представлена электрическая принципиальная схема трехфазного выпрямителя, обеспечивающего 6 пульсаций на выходе. Такая схема характеризуется простотой, однако размах (амплитуда) пульсаций выпрямленного напряжения превышает максимально допустимое для многих потребителей постоянного тока. На фигуре 8 представлена электрическая принципиальная схема шестифазного выпрямителя, с последовательным соединением двух полупроводниковых коммутаторов (трехфазных мостов), и обеспечивающая 12 пульсаций на выходе. Первичная обмотка одного из двух трансформаторов, используемых для питания мостов, включена по схеме треугольник для получения фазового сдвига 30 электрических градусов между вторичными обмотками трансформаторов. Количество пульсаций напряжения на выходе в такой схеме определяется числом фаз вторичных обмоток питающих трансформаторов. Поскольку в схеме отсутствует общая нейтраль для двух трехфазных обмоток, то число пульсаций составляет 12.The figure 7 presents the electrical circuit diagram of a three-phase rectifier, providing 6 ripples at the output. Such a circuit is characterized by simplicity, however, the magnitude (amplitude) of the ripple of the rectified voltage exceeds the maximum allowable for many DC consumers. The figure 8 presents the electrical circuit diagram of a six-phase rectifier, with a serial connection of two semiconductor switches (three-phase bridges), and providing 12 ripples at the output. The primary winding of one of the two transformers used to power the bridges is connected according to the triangle scheme to obtain a phase shift of 30 electrical degrees between the secondary windings of the transformers. The number of output voltage ripples in such a circuit is determined by the number of phases of the secondary windings of the supply transformers. Since the circuit does not have a common neutral for two three-phase windings, the number of ripples is 12.

Однако, как было показано выше, в шестифазной обмотке с общей нейтралью возможно получение большего числа фазовых сдвигов, что дает возможность увеличить число пульсаций на выходе выпрямителя.However, as shown above, in a six-phase winding with a common neutral, it is possible to obtain a larger number of phase shifts, which makes it possible to increase the number of ripples at the output of the rectifier.

Такое увеличение числа пульсаций становится возможным за счет комбинаторного соединения фаз между собой, при различных сочетаниях суммируемых фаз и их количества. Например, возможно суммирование двух, трех, четырех и пяти фаз, что дает большее количество сочетаний фаз между собой, сопровождаемое дополнительным фазовым сдвигом.Such an increase in the number of pulsations becomes possible due to the combinatorial connection of phases to each other, with various combinations of the summed phases and their number. For example, it is possible to sum two, three, four and five phases, which gives a greater number of combinations of phases with each other, accompanied by an additional phase shift.

На фигуре 9 представлена принципиальная схема заявляемого решения, выполненная на основе двух стержневых трехфазных трансформаторов, при фазовом сдвиге на 30 электрических градусов между обмотками упомянутых трансформаторов. Все фазы вторичных обмоток между собой включены последовательно, причем сумма напряжений всех шести фаз в таком случае равна нулю. Полупроводниковые ключи, изображенные на фигуре 9, делятся на 2 группы по своему назначению. Одна группа ключей обеспечивает подключение фаз обмоток, другая шунтирует фазы обмотки - обеспечивая обтекание током не задействованных фаз обмоток.The figure 9 presents a schematic diagram of the proposed solution, made on the basis of two rod three-phase transformers, with a phase shift of 30 electrical degrees between the windings of the mentioned transformers. All phases of the secondary windings are interconnected in series, and the sum of the voltages of all six phases in this case is zero. The semiconductor switches shown in figure 9 are divided into 2 groups according to their purpose. One group of keys provides the connection of the phases of the windings, the other shunts the phases of the windings - providing a current flow around the unused phases of the windings.

Таким образом, в предлагаемом решении реализовано управление произвольной последовательностью фаз обмоток - возможно как исключение фаз из последовательности, так и последовательное суммирование фаз. Это дало возможность сочетания фаз, и получения суммы напряжений любого числа фаз. Суммирование всех шести фаз обмоток не имеет смысла, поскольку даст равное нулю напряжение, однако возможно.Thus, in the proposed solution, the control of an arbitrary sequence of winding phases is implemented - it is possible both to exclude phases from the sequence and sequential summation of phases. This made it possible to combine phases, and to obtain the sum of the voltages of any number of phases. The summation of all six phases of the windings does not make sense, since it will give a voltage equal to zero, but it is possible.

Представленная на фигуре 9 принципиальная схема использует для получения симметричного фазового сдвига между двумя трансформаторами соединение первичной обмотки одного из них по схеме треугольник. Однако, возможны любые другие варианты формирования фазового сдвига, например изображенный на фигуре 10 вариант с обмоткой типа зиг-заг, предложенный в патенте на полезную модель РФ №182989. Обеспечение фазового сдвига между обмотками трансформаторов достигается уровнем техники.Presented in figure 9, the circuit diagram uses to connect the primary winding of one of them according to the triangle to obtain a symmetric phase shift between two transformers. However, any other options for the formation of a phase shift are possible, for example, the zig-zag version shown in figure 10, proposed in the patent for utility model of the Russian Federation No. 182989. Providing a phase shift between the transformer windings is achieved by the prior art.

На фигурах 11-13 изображено состояние схемы и путь протекания токов при работе двух, трех и четырех фаз обмоток соответственно. Жирной линией выделена часть электрической цепи, через которую протекает ток, замкнутыми контактами изображены включенные ключи (транзисторы). Для реализации предлагаемого решения необходимо использовать полностью управляемые полупроводниковые ключи (транзисторы), например IGBT.In figures 11-13 shows the state of the circuit and the path of the currents during operation of two, three and four phases of the windings, respectively. The bold line indicates the part of the electric circuit through which current flows, closed contacts show the included keys (transistors). To implement the proposed solution, it is necessary to use fully controllable semiconductor switches (transistors), for example IGBT.

Также, предлагаемое решение позволяет использовать включаемые по одному фазы обмоток, что будет соответствовать обычному режиму работы с 12 пульсациями выпрямленного напряжения. Однако при суммировании большего количества фаз возможно получение и большего числа пульсаций на выходе выпрямителя, и лучшее качество напряжения.Also, the proposed solution allows the use of single-phase windings, which will correspond to the normal mode of operation with 12 ripples of the rectified voltage. However, when summarizing a larger number of phases, it is possible to obtain both a larger number of ripples at the output of the rectifier and a better voltage quality.

Предлагаемое решение направлено на улучшение качества выходного напряжения выпрямителя, за счет увеличения количества фаз выпрямляемого переменного напряжения, путем суммирования вторичных обмоток силового трансформатора в разной последовательности. За счет объединения двух и более фаз возможно формирование напряжений, имеющих фазовый сдвиг, а число комбинаций включения возрастает с ростом числа фаз - обеспечивая качество выпрямленного напряжения.The proposed solution is aimed at improving the quality of the output voltage of the rectifier, by increasing the number of phases of the rectified alternating voltage, by summing the secondary windings of the power transformer in a different sequence. By combining two or more phases, the formation of voltages having a phase shift is possible, and the number of switching combinations increases with increasing number of phases - ensuring the quality of the rectified voltage.

Заявляемая полезная модель является новым решением, имеющим следующие принципиальные отличия от прототипа:The inventive utility model is a new solution having the following fundamental differences from the prototype:

- все фазы вторичных обмоток трехфазных трансформаторов соединяются последовательно;- all phases of the secondary windings of three-phase transformers are connected in series;

- каждая из фаз вторичных обмоток оснащается включенным последовательно с ней полупроводниковым ключом;- each of the phases of the secondary windings is equipped with a semiconductor key connected in series with it;

- параллельно со всеми фазами вторичных обмоток подключены шунтирующие полупроводниковые ключи.- parallel to all phases of the secondary windings are connected bypass semiconductor switches.

Таким образом, совокупность существенных признаков решения приводит к новому техническому результату - повышению числа пульсаций выходного напряжения.Thus, the set of essential features of the solution leads to a new technical result - an increase in the number of ripples of the output voltage.

Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена векторная диаграмма трехфазной системы напряжений. На фигуре 2 изображена векторная диаграмма шестифазной системы напряжений. На фигуре 3 изображена векторная диаграмма суммы напряжений двух фаз при угле сдвига равном 150 электрических градусов. На фигуре 4 изображена векторная диаграмма суммы напряжений двух фаз при угле сдвига равном 120 электрических градусов. На фигуре 5 изображена векторная диаграмма суммы напряжений двух фаз при угле сдвига равном 90 электрических градусов. На фигуре 6 изображена векторная диаграмма суммы напряжений двух фаз при угле сдвига равном 30 электрических градусов. На фигуре 7 изображена принципиальная схема трехфазного выпрямителя. На фигуре 8 изображена принципиальная схема шестифазного выпрямителя со второй первичной обмоткой по схеме треугольник. На фигуре 9 изображена принципиальная схема предлагаемого многофазного выпрямителя со второй первичной обмоткой по схеме треугольник. На фигуре 10 изображена принципиальная схема предлагаемого многофазного выпрямителя с первичными обмотками по схеме зиг-заг. На фигуре 11 изображена принципиальная схема коммутатора при работе двух фаз. На фигуре 12 изображена принципиальная схема коммутатора при работе трех фаз. На фигуре 13 изображена принципиальная схема коммутатора при работе четырех фаз.A brief description of the drawings. The figure 1 shows a vector diagram of a three-phase voltage system. The figure 2 shows a vector diagram of a six-phase voltage system. The figure 3 shows a vector diagram of the sum of the stresses of two phases with a shear angle of 150 electrical degrees. Figure 4 shows a vector diagram of the sum of the stresses of two phases with a shear angle of 120 electrical degrees. Figure 5 shows a vector diagram of the sum of the stresses of two phases with a shear angle of 90 electrical degrees. Figure 6 shows a vector diagram of the sum of the stresses of two phases with a shear angle of 30 electrical degrees. The figure 7 shows a schematic diagram of a three-phase rectifier. The figure 8 shows a schematic diagram of a six-phase rectifier with a second primary winding according to the triangle diagram. The figure 9 shows a schematic diagram of the proposed multiphase rectifier with a second primary winding according to the triangle. The figure 10 shows a schematic diagram of the proposed multiphase rectifier with primary windings according to the zig-zag circuit. The figure 11 shows a schematic diagram of a switch when operating two phases. The figure 12 shows a schematic diagram of a switch when operating three phases. The figure 13 shows a schematic diagram of a switch with four phases.

Список использованной литературы.List of used literature.

1. Фрумкин A.M. Теоретические основы электротехники. - М.: Высшая школа, 1982. - 407 с.1. Frumkin A.M. Theoretical foundations of electrical engineering. - M.: Higher School, 1982. - 407 p.

2. Карташов Р.П., А.К. Кулиш, Э.М. Чехет Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией. / Киев: ТЕХНИКА, 1979. - стр. 152.2. Kartashov R.P., A.K. Kulish, E.M. Case Thyristor frequency converters with artificial switching. / Kiev: TECHNOLOGY, 1979. - p. 152.

3. Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М. Судовые полупроводниковые преобразователи: учебник. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2015. - 556 с.3. Dmitriev B.F., Ryabenky V.M., Cherevko A.I., Music M.M. Marine semiconductor converters: a textbook. - Arkhangelsk: Publishing House of NArFU, 2015 .-- 556 p.

Claims (1)

Многофазный выпрямитель, содержащий трехфазные трансформаторы, обмотки которых имеют взаимный фазовый сдвиг, отличающийся тем, что все фазы вторичных трехфазных обмоток упомянутых трансформаторов включены последовательно между собой, причем каждая из них оснащена включенным последовательно полупроводниковым ключом, и включенным параллельно шунтирующим полупроводниковым ключом.A multiphase rectifier containing three-phase transformers, the windings of which have a mutual phase shift, characterized in that all phases of the secondary three-phase windings of the said transformers are connected in series with each other, each of which is equipped with a semiconductor switch connected in series and a shunt switch connected in parallel.
RU2018145405U 2018-12-19 2018-12-19 MULTI-PHASE RECTIFIER RU187850U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145405U RU187850U1 (en) 2018-12-19 2018-12-19 MULTI-PHASE RECTIFIER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145405U RU187850U1 (en) 2018-12-19 2018-12-19 MULTI-PHASE RECTIFIER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU187850U1 true RU187850U1 (en) 2019-03-20

Family

ID=65759105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145405U RU187850U1 (en) 2018-12-19 2018-12-19 MULTI-PHASE RECTIFIER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU187850U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101331671B (en) * 2005-12-12 2012-06-06 株式会社千代田 High-frequency modulation/demodulation multiphase rectifying device
RU144830U1 (en) * 2014-04-25 2014-09-10 Евгений Николаевич Коптяев TWELVE RECTIFIER
RU2673250C1 (en) * 2017-09-22 2018-11-23 Евгений Николаевич Коптяев Semiconductor rectifier

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101331671B (en) * 2005-12-12 2012-06-06 株式会社千代田 High-frequency modulation/demodulation multiphase rectifying device
RU144830U1 (en) * 2014-04-25 2014-09-10 Евгений Николаевич Коптяев TWELVE RECTIFIER
RU2673250C1 (en) * 2017-09-22 2018-11-23 Евгений Николаевич Коптяев Semiconductor rectifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abildgaard et al. Modelling and control of the modular multilevel converter (MMC)
US8923026B2 (en) Power conversion circuits
EP3058649B1 (en) Modular thyristor-based rectifier circuits
RU2673250C1 (en) Semiconductor rectifier
Liu et al. Multi-level voltage sourced conversion by voltage reinjection at six times the fundamental frequency
RU187850U1 (en) MULTI-PHASE RECTIFIER
Gamit et al. Multi pulse rectifier using different phase shifting transformers and its THD comparison for power quality issues
RU187622U1 (en) REVERSE MULTI-PHASE RECTIFIER
RU2566365C1 (en) Method of step-link control of output voltage for rectifier based on transformer with rotating magnetic field
RU2392728C1 (en) Converter of three-phase ac voltage (versions)
RU2564990C2 (en) Three-phase voltage regulator
GB2383477A (en) 12-pulse ac to dc converter with improved total harmonic distortion
Haque et al. Multi-port converter with improved modulation and control strategies for PV and energy storage systems
Marković et al. Model of transient process where three-phase transducer feeds induction motor equivalent as a variable active-inductive load
Ngandui et al. Comprehensive switching functions approach to calculate harmonics produced by multipulse thyristor converters operating under unbalanced supply
RU208998U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
Mihalic et al. Static Synchronous Compensator–Statcom
RU182989U1 (en) SYMMETRIC SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU176888U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU151148U1 (en) CONVERTER WITH 24X AC RATING VOLTAGE FREQUENCY
RU2469457C1 (en) Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions)
Panchbhai et al. THD comparison for power quality (MATLAB simulation & hardware)
RU2604829C1 (en) Three-phase alternating voltage converter into direct voltage (versions)
Oguchi Autotransformer-based 18-pulse rectifiers without using dc-side interphase transformers: Classification and comparison
RU2389126C1 (en) Three-phase ac voltage converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190428