Трехфазный стабилизированный выпрямитель

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Зеленькевич Александр Иосифович Кулаковский Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Трехфазный выпрямитель, содержащий два однофазных трансформатора, первичные обмотки которых включены между собой согласно, а их выводы и общая точка соединены с выводами, к которым подключается трехфазный источник напряжения, первый однофазный трансформатор содержит первую и вторую вторичные обмотки, соединенные последовательно согласно, второй однофазный трансформатор содержит первую, вторую, третью и четвертую вторичные обмотки, причем начало первой вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединено с концом первой и началом второй вторичных обмоток второго однофазного трансформатора, а конец второй вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединен с концом третьей и началом четвертой вторичных обмоток второго однофазного трансформатора, и схему выпрямления, конец второй вторичной обмотки второго однофазного трансформатора соединен с катодом второго тиристора, а конец четвертой вторичной обмотки соединен с катодом четвертого тиристора, аноды второго и четвертого тиристоров объединены и подключены ко второму входу фильтра, первый вход которого подключен к общей точке соединенных последовательно первой и второй 78602011.12.30 вторичных обмоток первого однофазного трансформатора, первый и второй выводы фильтра соединены с первым и вторым выходами выпрямителя, первым и вторым входами системы управления, третий и четвертый выходы которой через второй усилитель импульсов соединены с управляющими входами второго тиристора, седьмой и восьмой выходы системы управления через четвертый усилитель импульсов соединены с управляющими входами четвертого тиристора, система управления содержит усилители управляющих импульсов, формирователь импульсов управления, делитель напряжения и генератор пилообразного напряжения, причем первый и второй входы делителя напряжения являются первым и вторым входами системы управления, а вход генератора пилообразного напряжения является третьим входом системы управления, соединенным с началом и концом первой вторичной обмотки первого однофазного трансформатора, выход делителя напряжения соединен с первым входом формирователя импульсов управления, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения,выход формирователя импульсов управления соединен с входами усилителей импульсов управления, выходы которых являются выходами системы управления, отличающийся тем, что схема выпрямления дополнительно содержит два тиристора и усилителя импульсов управления, причем начало первой вторичной обмотки второго однофазного трансформатора соединено с катодом первого тиристора, начало третьей вторичной обмотки - с катодом третьего тиристора, аноды первого и третьего тиристоров объединены с анодами второго и четвертого тиристоров и подключены ко второму входу фильтра, первый и второй выходы системы управления через первый усилитель импульсов управления соединены с управляющими входами первого тиристора, пятый и шестой выходы системы управления через третий усилитель импульсов управления соединены с управляющими входами третьего тиристора.(56) 1. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. - . Энергоатомиздат, 1992. - С. 67. 2. Патент 2268810 , МПК 23 9/10, 2006. 3. Патент 2337463 1, МПК 02 7/155, 2008 (прототип). Полезная модель относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использована как источник стабилизированного напряжения постоянного тока. Известен трехфазный стабилизированный выпрямитель, содержащий трехфазный трансформатор, схему выпрямителя Ларионова, выполненную на тиристорах, фильтр и систему управления 1. Недостатками устройства являются большие габариты и масса, низкие показатели надежности. Также известен выпрямитель 2, содержащий два однофазных трансформатора, схему выпрямления, выполненную на четырех диодах. Недостатком устройства является то, что не обеспечиваются стабилизация выходного напряжения и качество устройства. Наиболее близким по техническому решению является выпрямитель 3, содержащий два однофазных трансформатора, первичные обмотки которых включены между собой согласно, а их выводы и общая точка соединены с выводами, к которым подключается трехфазный источник напряжения, первый однофазный трансформатор содержит первую и вторую вторичные обмотки, соединенные последовательно согласно, второй однофазный трансформатор содержит первую, вторую, третью и четвертую вторичные обмотки,причем начало первой вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединено с концом первой и началом второй вторичных обмоток второго однофазного транс 2 78602011.12.30 форматора, а конец второй вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединен с концом третьей и началом четвертой вторичных обмоток второго однофазного трансформатора, и схему выпрямления, содержащую два диода и два тиристора, а также систему управления. Основным недостатком указанного устройства является низкий диапазон стабилизации выходного напряжения. Технической задачей является расширение пределов диапазона стабилизации выходного напряжения. Решение задачи достигается тем, что в трехфазном выпрямителе содержится два однофазных трансформатора, первичные обмотки которых включены между собой согласно,а их выводы и общая точка соединены с выводами, к которым подключается трехфазный источник напряжения, первый однофазный трансформатор содержит первую и вторую вторичные обмотки, соединенные последовательно согласно, второй однофазный трансформатор содержит первую, вторую, третью и четвертую вторичные обмотки, причем начало первой вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединено с концом первой и началом второй вторичных обмоток второго однофазного трансформатора, а конец второй вторичной обмотки первого однофазного трансформатора соединен с концом третьей и началом четвертой вторичных обмоток второго однофазного трансформатора, и схему выпрямления, конец второй вторичной обмотки второго однофазного трансформатора соединен с катодом второго тиристора, а конец четвертой вторичной обмотки соединен с катодом четвертого тиристора, аноды второго и четвертого тиристоров объединены и подключены ко второму входу фильтра, первый вход которого подключен к общей точке соединенных последовательно первой и второй вторичных обмоток первого однофазного трансформатора, первый и второй выводы фильтра соединены с первым и вторым выходами выпрямителя, первым и вторым входами системы управления, третий и четвертый выходы которой через второй усилитель импульсов соединены с управляющими входами второго тиристора, седьмой и восьмой выходы системы управления через четвертый усилитель импульсов соединены с управляющими входами четвертого тиристора, система управления содержит усилители управляющих импульсов, формирователь импульсов управления, делитель напряжения и генератор пилообразного напряжения,причем первый и второй входы делителя напряжения являются первым и вторым входами системы управления, а вход генератора пилообразного напряжения является третьим входом системы управления, соединенным с началом и концом первой вторичной обмотки первого однофазного трансформатора, выход делителя напряжения соединен с первым входом формирователя импульсов управления, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход формирователя импульсов управления соединен с входами усилителей импульсов управления, выходы которых являются выходами системы управления, схема выпрямления дополнительно содержит два тиристора и усилителя импульсов управления, причем начало первой вторичной обмотки второго однофазного трансформатора соединено с катодом первого тиристора, начало третьей вторичной обмотки - с катодом третьего тиристора, аноды первого и третьего тиристоров объединены с анодами второго и четвертого тиристоров и подключены ко второму входу фильтра, первый и второй выходы системы управления через первый усилитель импульсов управления соединены с управляющими входами первого тиристора, пятый и шестой выходы системы управления через третий усилитель импульсов управления соединены с управляющими входами третьего тиристора. Техническим результатом при использовании предлагаемого устройства является увеличение глубины стабилизации выходного напряжения путем использования тиристорной схемы выпрямления. На фиг. 1 представлена функциональная схема трехфазного стабилизированного выпрямителя, на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений однофазных выпрямителей. 3 78602011.12.30 Трехфазный стабилизированный выпрямитель (фиг. 1) содержит два однофазных трансформатора 1 и 2, первичные обмотки которых 3 и 4 включены между собой согласно, а их выводы и общая точка соединены с выводами 5, 6 и 7, к которым подключается трехфазный источник напряжения. Первый однофазный трансформатор 1 содержит две вторичные обмотки 8 и 9, соединенные последовательно согласно, точка соединения их подключена к первому входу фильтра 10. Начало обмотки 8 соединено с концом вторичной обмотки 11 и началом вторичной обмотки 12, а конец обмотки 9 подключен к концу вторичной обмотки 13 и началу вторичной обмотки 14 второго однофазного трансформатора 2. Другие начала и концы вторичных обмоток 11-14 раздельно подключены к выпрямительной схеме 15, содержащей тиристоры 16, 17, 18, 19, причем начало обмотки 11 соединено с катодом тиристора 16, конец обмотки 12 соединен с катодом тиристора 18,начало обмотки 13 соединено с катодом тиристора 19, а конец обмотки 14 соединен с катодом тиристора 17. Аноды тиристоров 16-19 объединены и подключены ко второму входу фильтра 10, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым выходами выпрямителя 20 и 21 соответственно. Система управления 22 содержит делитель напряжения 23, генератор пилообразного напряжения 24, формирователь импульсов управления 25, усилители импульсов 26-29, причем первый и второй входы делителя напряжения 23 и генератора пилообразного напряжения 24 подключены к первому и второму выходам трехфазного стабилизированного выпрямителя 20 и 21 соответственно, а их выходы соединены с первым и вторым входами формирователя импульсов управления 25,выход которого соединен с входами усилителей импульсов 26-29, выходы усилителей импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров 16-19. Трехфазный стабилизированный выпрямитель работает следующим образом. При подключении первичных обмоток 3 и 4 (фиг. 1) однофазных трансформаторов 1 и 2 к трехфазному источнику питания через выводы 5, 6 и 7 во вторичных обмотках 8 и 9 однофазного трансформатора 1 наводятся напряжения 8 и 9 соответственно, во вторичных обмотках 11-14 однофазного трансформатора 2 наводятся напряжения 11-14 соответственно. С учетом напряжений источника питания 56 и 61 (фиг. 2) при геометрическом сложении во вторичных обмотках трансформаторов 1 и 2 образуются напряжения 9-13,9-14, 8-12, 8-11, сдвинутые относительно друг друга на угол 90. При сложении векторов напряжений 9 и 13 образуется вектор напряжения 9-13, остальные векторы получены аналогично (фиг. 2). Напряжения вторичных обмоток выпрямляются выпрямительной схемой 15. Далее полученное пульсирующее напряжение(фиг. 1) сглаживается фильтром 10 и прикладывается к выходам выпрямителя 20 и 21. Система управления трехфазным стабилизированным выпрямителем работает следующим образом. С выхода фильтра 10 сигнал постоянного тока, пропорциональный выходному напряжению выпрямителя ВЫХ (фиг. 1), являющийся ведущим для системы управления 22, через делитель напряжения 23 поступает на первый вход формирователя импульсов управления 25 (ДН 1). На второй вход формирователя импульсов управления 25 поступает сигнал ГПН от генератора пилообразного напряжения 24, являющийся опорным сигналом системы управления 22 и синхронизированным с напряжением вторичных обмоток 8-12. Когда ГПНДН 1, формирователь импульсов управления 25 формирует управляющий сигналс углом управления 1 для тиристоров 16-19 выпрямительной схемы 15, который через усилители импульсов 26-29 поступает на управляющие электроды тиристоров 16-19. Тиристоры 16-19 открываются в последовательности 18-16-19-17, закрываются обратными напряжениями, и при этом на выходе выпрямительной схемы формируется пульсирующее напряжение . Использование в устройстве схемы выпрямления, выполненной на четырех тиристорах, позволяет значительно расширить диапазон стабилизации выходного напряжения и тем самым повысить качество выходного напряжения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5