Patent RU-182989-U1 (RU)
Title: Симметричный полупроводниковый выпрямитель
IPC: H02M7/02
Filed: 2018-06-18
Granted: 2018-09-07
Abstract: Полезная модель относится к полупроводниковой преобразовательной технике и предназначена для питания линий электропередач и вставок постоянного тока, а также промышленной нагрузки постоянного тока. 
     Из уровня техники известны многофазные полупроводниковые выпрямители, представляющие один из самых распространенных видов статических преобразователей электроэнергии. В основе всех классических выпрямителей лежит использование трехфазного выпрямительного моста, получающего питание от вторичной обмотки трансформатора, причем для получения увеличенного числа пульсаций на выходе выпрямителя используются варианты включения обмоток "звезда", "треугольник" и "зигзаг". Качество выходного напряжения определяется главным образом числом пульсаций за период питающей сети, равным удвоенному числу фаз выпрямляемого напряжения. 
     Наиболее распространенной является двенадцатипульсная схема выпрямления, основанная на комбинации соединения вторичных обмоток силового трансформатора звездой и треугольником, что обеспечивает фазовый сдвиг. Упомянутая схема нашла наибольшее распространение для питания линий электропередач постоянного тока, а также в промышленных выпрямителях. Однако качество выходного напряжения двенадцатипульсной схемы недостаточно высоко и во многих случаях требует дополнительной фильтрации (сглаживания), увеличивающей габариты установки. 
     В особых случаях, когда требуется высокое качество выпрямленного напряжения, прибегают к использованию двадцатичетырехпульсной схемы выпрямления, оснащенной четырьмя трехфазными мостами, соединяемыми последовательно или параллельно. Такая схема требует дополнительного фазового сдвига между вторичными обмотками питающих трансформаторов и использования схем соединения обмоток "звездой", "треугольником" и "зигзагом", что приводит к увеличенному числу витков и росту габаритов. 
     Преимущество предлагаемого выпрямителя состоит в реализации двадцатичетырехпульсного режима и соответствующего ему повышения качества напряжения без формирования четырех взаимно и симметрично сдвинутых по фазе трехфазных систем напряжений, подключенных к выпрямительным мостам. Технически это означает отказ от всех обмоток по схеме "треугольник" и соответствующего им расхода витков. 
     Наличие двадцатичетырех пульсаций на выходе и их симметрия достигаются за счет дополнительного фазового сдвига между двумя трансформаторами при использовании в обоих первичной обмотки "зигзаг". Упомянутые трансформаторы имеют по две вторичные трехфазные обмотки по схеме "звезда" у каждого, к вторичным обмоткам подключены четыре выпрямительных моста, объединенные в пары с параллельным соединением, соответствующим шестифазному выпрямлению. Пары мостов включаются последовательно и согласно, причем упомянутые мосты в каждой паре подключаются к вторичным обмоткам с равным числом витков. 
     Сдвиг фаз между трансформаторами необходим для получения шестифазного выпрямления в парах мостов и достигается включением первичных обмоток каждого из них по схеме "зигзаг" с различным сочетанием катушек. Таким образом, достигается унификация конструкции трансформаторов, которые ничем не отличаются друг от друга в состоянии поставки и являются взаимозаменяемыми. 
     Основным техническим преимуществом является уменьшение массы и габаритов трансформаторов за счет отказа от дополнительных витков для переключения схемы первичных обмоток трансформаторов в "треугольник". Также при этом обеспечивается преимущество возможности взаимной замены трансформаторов, повышается унификация технологии производства и сборки выпрямительной установки.