Patent RU-180741-U1 (RU)
Title: Полупроводниковый выпрямитель
IPC: H02M7/02
Filed: 2018-01-15
Granted: 2018-06-22
Abstract: Полезная модель относится к преобразовательной технике, а именно к многофазным полупроводниковым выпрямителям и применимо в линиях электропередач постоянного тока, а также для питания мощной промышленной нагрузки, например в металлургии.Из уровня техники известны многофазные полупроводниковые выпрямители, представляющие один из самых распространенных видов статических преобразователей электроэнергии. В основе всех классических выпрямителей лежит использование многофазных выпрямительных мостов с использованием полупроводниковых приборов с односторонней проводимостью, объединенных в анодную и катодную группу. При этом качество выходного напряжения определяется главным образом числом пульсаций за период питающей сети, пропорциональным 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 некоторых случаях, для повышения качества выпрямленного напряжения, прибегают к использованию двадцатичетырехпульсной схемы выпрямления, имеющей четыре трехфазных выпрямительных моста, соединяемых последовательно или параллельно. Такая схема требует дополнительного фазового сдвига между вторичными обмотками питающих трансформаторов, и использования схем соединения обмоток треугольником и зигзагом, что приводит к увеличенному числу витков и росту габаритов.Преимущество предлагаемого полупроводникового 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 избыточного расхода витков.Наличие двадцатичетырех пульсаций на выходе и их симметрия достигаются за счет дополнительного фазового сдвига между двумя трансформаторами, при использовании в одном из них первичной обмотки звездой, в другом зигзагом. Упомянутые трансформаторы имеют по две вторичные обмотки каждый при соотношении числа витков в них приближенно равном натуральному числу е (2,72). К выходам вторичных обмоток подключены четыре выпрямительных моста, включенных последовательно, причем к обмоткам с большим числом витков подключены неуправляемые (диодные) мосты, а к обмоткам с малым числом витков - управляемые мосты. Упомянутые мосты объединяются в пары с равным числом витков, причем выпрямительные мосты в парах включаются параллельно, а пары мостов между собой - согласно последовательно.Сдвиг фаз между трансформаторами достигается включением первичной обмотки одного из них в треугольник, другого в зигзаг. Трансформаторы отличаются друг от друга только схемой включения первичной обмотки и наличием фазового сдвига напряжений на выходе.Основным достигаемым техническим результатом является уменьшение требуемого числа витков обмоток трансформаторов, соответствующее уменьшение массы и габаритов. Также происходит некоторое улучшение электромагнитной совместимости полупроводникового выпрямителя за счет коммутации отводов обмоток с малым числом витков.