Компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

: СОЮЗ СОВЕТСКИХ .ВФФМЭФ ЯВВ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .М ДЕЛАЕМ ИЗМИ;ЩИИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСЙОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3400605/24-97 (22) 26. 02. 82 (46): 30.05. 83 Бюл. В 20 (72) Ю.И.Хохлов.. В;П.Светоносов, :Я.Л;Фйыйр- и Л.И.Пестряева (71) Челябинский политехнический инс.титут им.Ленинского комсомола (53)" 621 314. 5(038.; 8) (:56) 1.: йнформстандартэлектро 05 .03.. О9-68.. каталог. -"выпрямйтеяьные агрегаты", рис. 1,.а.6.

2.-Авторское свидетепьство СССР .Ф-736313, кл .- H 02-И:7/68,: 1977.

-(54).(57) 1" : КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРА: .ЗОВАТЕЛЬ. ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЙ,:: содержащий трехстержне-. .вой трансформатор с расположенными- йа его стержнях трехфазной первичной, подключенной к питающей сети, и дву-мя трехфазиыми..вторичными обмбтками, к: каждой.из которых подключен зыпрямительиый .мост, и два компенсирующих .устройства, состоящее каждое из трех :;фазного реактора и конденсаторной ба

:тареи, буричем.трехфазный реактор вклю .чает две трехфаэные обмотки, одна .из..которых соединена: в прямой зигзаг

,:и подключена началами к соответствую» . щим анодам вентилей анодной группы .одного из выарямительных мостов, дру» . гая соединена в обратный- зигзаг И аодключеиа концами к соответствующйм

;.:катодам вентилей катодной группы это..го же моста, одна иэ .нулевых точек .зигзагов образует один иэ выходйых выводов,-а конденсаторная батарея pas делена на две груйпы., одна иэ которых

: включеиа .в анодную, другая — в катодную группы выпрямительного моста, о т,:л и ч а в щ и и с 4ф тем,.что с целью обеспечения высокого коэффициен::та мощности .при увеличении диапазо.на..регулирования выходного напряжения, :.трансформатор снабжен дополнительной, подключенной к питающей сети трех-4a3icoN nepswicoN обмоткой, его магнитопровод разделен на две части, на

„„su.„42 А каждой из которых расположены одна первйчная и одна выполйенная в каждой фазе с отпайкой и соединенная в звезду вторичная обмотки,. и дополнитель-. но введены два соединейных по выходу последователвио некомпеисированных выпрямительных моста, .вход каждого из которых подключен ic отпайкам соответствующей вторичной обмотки:трансформатора, общий вывод аиодной группы одного некомпенсированного моста под« ключен к второй нулевой точке зигзага обмоток Реактбра одного комнеисирующего устройства, а общий вывод катодной группы другоГо некомпенсированного моста подключен к вто- рой нулевой точке зигзага обмоток реактора другого комиенсируйщего уст ройства.

2. Преобразователь но п,1, о т л ч а ю шийся .тем, что трансформа тор выполнен o:единым .трехстержневьва магнитопроводом, разделенный перпен- © ф

- дикулярно к стержням магнитньз» шуит . на. две части.

3. Преобразователь по П.1, о т-л и ч а ю шийся тем, что первая и вторая части магнитопровода транс". .форматора выполнены в виде двух .:отдельных трекстержневых магнитопроводов.

4. Преобразователь пд п.1, о -т-.

:л и ч а ю шийся тем, что пер- ф «) вая трехфазная первичная обмотка сое.динена в звезду, а вторая трехфаэная первичная обмотка - в треугол ник, причем по отношению к питающей сети первичные обмотки включены . а параллельно.

5. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ-и и с я тем, что вторая трехфаэная первичная обмотка соединена в треугольник, к вершинам

:которого подключены фазные обмотки первой трехфаэной первичной обмотки, причем свободные выводы первой трех1020942!

О фазной первичной обмотки подклюЧены к питающей сети.

6. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что неком. пенсированные выпрямительные мосты выполнены на управляемых, а крмпен1

Изобретение относится к силовой " преобразовательной технике и может быть использовано в тех областях народного хозяйства, где требуется преобразование переменного напряжения в плавно регулируемое постоянное с высоким коэффициентом мощности, в частности на железнодорожном транспорте, в электроприводе и др.

Известен некомпенсированный двенадцатифазный выпрямитель, содержащий трансформатор с одной сетевой обмоткой и двумя .вентильными обмотками, первая из которых соединена в звезду, а вторая — в треугольник.

К каждой вентильной обмотке подключен выпрямительный мост. Выпрямительные мосты pо выходу могут соединяться либо параллельно, либо последовательно(1 ).

Данный выпрямитель, как и любой 20 некомпенсированный, имеет достаточно низкий для мощных преобразователей коэффициент мощности. При использовании плавного вентильного регулирования напряжения коэффици- 25 ент мощности снижается практически пропорционально глубине регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемен- ЗО ного напряжения в постоянное, qoдержащий трехстержневой трансформатор .с расположенными на его стержнях трехфазной первичной, подключен. ной к сети, и двумя.трехфазными вторичными обмотками, к каждой из которых подключен выпрямительный мост и два компенсирующих устройства, каждое из которых состоит из трехфазного реактора и конденсаторной батареи, причем трехфазный реактор 40 включает две трехфазные обмотки, одна из которых соединена в прямой зигзаг и.подключена началами к соответствующим анодам вентилей анодной груп пы одного из выпрямительных мостов, 45 другая - сОединена в обратный .зигзаг и подключена концами к соответствую- щим катодам вентилей катодной группы этого же моста, одна из нулевых точек зигзагов образует один из выход- 5О ных выводов, а конденсаторная батарея разделена на две .группы, одна из которых включена в анодную, другаясированные выпрямительные мосты— ! на неуправляемых вентилях.

7. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что все выпрямительные мосты выполнены на правляемых вентилях.

2. в катодную группы выпрямительного моста (2 1 °

Известное устройство обладает высокой эффективностью использования компенсирующих устройств, работающих на двойной частоте, и высоким коэффициентом мощности, однако недостатки ее заключаются в том, что эти положительные качества проявляются в полной мере лишь в.неуправляемом режиме работы преобразователя. При регулировании же напряжения тиристорами выпрямительных мостов коэффици ент мощности снижается практически пропорционально глубине регулирования, снижается и эффективность использования компенсирующих устройств.

Бель изобретения — обеспечение высокого коэффициента мощности преобразователя и,сохранение высокой эффективности использования компенсирующих устройств при любой глубине плавного регулирования вынрямленного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в компенсированном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехстержневой трансформатор с расположенными на его стержнях трехфазной первичной, подключенной к питающей сети,.и двумя трехфазными вторичными обмотками, к каждой иэ которых подключен выпрямительный иост, и два компенсирующих устройства, каждое из которых состоит из трехфазного реактора и конденсаторной батареи, причем трехфазный реактор включает две трехфазные обмотки, одна иэ .которых соединена в прямой зигзаг и подключена началами к соответствующим анодам вентилей анодной группы одного из выпрямительных мостов, другая соединена в обратный зигзаг и подключена концами к соответствующим катодам .вентилей катодной группы этого же моста, одна из нулевых точек зигзагов образует один.из выходных выводов, а конденсаторная батарея разделена на две группы, одна иэ которых включена в анодную, другая.- в катодную группы выпрямительного моста, трансформатор снабжен дополнктельной>подключенной к питающей сетй трехфазной первичной обмоткой, его магиитопровод разделен

1020942 на две части, на каждой из которых расположены опна первичная и одна

:выполненная в каждой фазе с отпаи " . кой и соединенная в звезду вторичная обмотки, и дополнительно введены два соединенных .по выходу после- 5 довательно некомпенсированных.выпрямительных моста, вход каждого из которых подключен к отпайкам соответствующей вторичной обмотки трансформатора, общий вывод анодной группы Щ одного некомпенсированного моста подключен к второй нулевой точке зигзага обмоток реактора, одного компенсирующего устройства, а об" щий вывод катодной группы другого некомпенсированного моста подключен к второй нулевой точке зигзага обмоток реактора другого компенсирующего устройства.

Кроме -того, магнитопровод трансформатора Может быть выполнен в виде единого трехстержневого магнитопровода, разделенного перпердикулярно.к стержням магнитным шунтом на первую и вторую части, либо в ви- . ! де двух отдельных трехстержневых магнитопроводов.

Первая трехфазная первичная обмотка соединяется в звезду, а вторая такая же обмотка — в треугольник, причем обе обмотки по отношению к - 30 питающей сети включены параллельно.

Первичные обмотки могут быть еоединены и последовательно. При этом вторая трехфазная первичная обмотка соединяется в треугольник, к нершинам35 которого подключаются фазные обмотки первой трехфазной первичной обмотки, -свободные выводы которой подключены к питающей. сети.

Выпрямительные мосты либо все выполнены на управляемых вентилях, либо .на управляемых вентилях выполнены только некомпенсированные мосты, а компенсированные — Ha неуправляемых вентилях. По отношению к нагрузке выпрямительные мосты сое- 45 динены либо все последовательно, либо последовательно - параллельно, причем параллельное соединение об:разуют-только некомпенсированные или только компенсированные мосты 50 ., и образованные таким образом соединения включаются последовательно.

На чертеже представлена принципиальная схема одного иэ вариантов компенсированного (йесимметричного ) 55 преобразователя переменного напря.жения в постоянное °

Преобразователь состоит из пре образовательного трансформатора 1 с магнитопроводом, выполненным иэ .двух частей с двумя последовательно соединенными первичными и двумя вто; ричными обмотками, двух компенсированных выпрямительных мостов 2 и 3 с компенсирующими устройствами 4 и

5 и двух некомпенсированных вы- 65 прямительных мостов б и 7. Все выпрямительные -мосты соединены последовательно. .При работе, компенсированного несимметричного преобразователя компенсирующие устройства 4 и 5, напряжения на конденсаторах которых изменяются с двойной частотой, обеспечивают искусственную коммутацию вентилей выпрямительных мостов 2 и 3. Выпрямительные мосты 2 и 3, напряжение которых либо вообще не регулируется, либо регулируется в узком диапазоне, используются для компенсации реактивной мощности преобразователя. Выпрямленное напряжение преобразователя плавно регулируетая выпрямнтельными мостами б .и 7, которые в процессе регулирования переходят из выпрямительного в инверторный режим работы. Благодаря этому обеспечивается диапазон регулирования выпрямленного напряжения, соответствующий практически двойной величине выпрямленного напряжения мостов б и 7, имеет место малое потребление реактивной мощности этими мостами и осуществляется

,эффективная компенсация реактивной мощности мостами 2 и 3, не снижающаяся при регулировании напряжения;

Глубина регулирования повышается с увеличением напряжений .на отпайках от вентильных обмоток трансформатора 1.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого Изобретения состоит в том, что обеспечивается высокий коэффициент мощности при любой глубине плавного регулирования выпрямленного напряжения,. сохраняется высокая эффективность. использования компенсирующих устройств при глубоком и плавном регули ровании напряжения, Кроме того, благодаря соедИнению обеих вентильйыХ эбматок s звезду, что при сохранении фаэности преобразователя удалось по лучить за счет различных схем оое цинения сетевых обмоток и магнитопровода, выполненного.иэ двух частей, беспечивается любой диапазон плавного регулирования выпрямленного напряжения некомпенсированными мостами путем соответствующего выбора. положения отпаек ат вентильных обмоток, У существующих двенадцатифазных преобразователей одна из вентильных обмоток трансформатора соединена . в треугольник. В этом случае напряжение отпаек, меньшее половины фаэного напряжения, получить нельзя, а следовательно, и получить малый диапазон регулирования напряжения некомпенсированн пки мостами с использованием их инвертного режима работы, обеспечивающего повышение коэффициента мощности, также нельзя.

1020942

Составитель Л.Устиикина

: Редактор Е.Пап Техред:Е.Харктомчик., Корректор С.Шекиар

Ъ ° »ВЮ»» »»ч»»»»

Заказ 3 912/47 Тирам 687 ..: Йодпиское ниипи Государственного комитета сссР ао делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау)аская наб., gt. 4/5

Ь»»

Филиал IIIIII "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4