Устройство для регулирования трехфазного напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ , содержащее два вольтодобавочных трансформатора, вторичные обмотки которых соединены между собой встречно-последовательно и включены пофазно между входными и выходными выводами, первичная обмотка первого вольтодобавочного трансформатора соединена в звезду, а первичная обмотка второго вольтодобавочного трансформатора шунтирована трехфазным тиристорным ключом, отличающееся тем, что, с ц«лью упрощени-я и улучшения формы кривой выходного напряжения, первичные обмотки обоих трансформаторов соединены между собой непосредственно, а другие свободные выводы первичной обмотки второго трансформатора пофазно подключены к входным выводам устройства. б (Л о СП 05 00 со 4 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц Н 02 M 5/257 г, t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

It, t (21) 3418580/24-07 (22) 06.04.82 (46) 23.11.83. Вюл. № 43 (72) В. С. Климаш и В. В. Рудаков (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена

Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (53) 621.316.722 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 520675, кл. G 05 F 1/22.

2. Авторское свидетельство СССР № 640281, кл. G 05 F 1/22, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯ)КЕНИЯ, содержащее два вольтодобавочных

„„SU„„1056394 A трансформатора, вторичные обмотки которых соединены между собой встречно-последовательно и включены пофазно между входными и выходными выводами, первичная обмотка первого вольтодобавочного трансформатора соединена в звезду, а первичная обмотка второго вольтодобавочного трансформатора шунтирована трехфазным тиристорным ключом, отличающееся тем, что, с целью упрощения и улучшения формы кривой выходного напряжения, первичные обмотки обоих трансформаторов соединены между собой йепосредственно, а другие свободные выводы первичной обмотки второго трансформатора пофазно подключены к входным выводам устройства.

1056394

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для регулирования напряжения в трехфазных сетях.

Известно устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее силовой трансформатор, первичные обмотки которого соединены с входными выводами, трехфазный вольтодобавочный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены согласно-последовательно с вторичными обмотками силового трансформатора, а его первичные обмотки через регулирующий орган подключены к питающей сети (11.

Недостатком устройства является необходимость переключения отпаек на первичной стороне силового трансформатора при регулировании выходного напряжения вверх и вниз от номинального, что усложняет схему при автоматическом регулировании напряжения под нагрузкой.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее два вольтодобавочных трансформатора, вторичные обмотки которых соединены между собой встречно-последовательно и включены пофазно между входными и выходными выводами, первичная обмотка первого трансформатора соединена в звезду, а первичная обмотка второго трансформатора шунтирована трехфазным тиристорным ключом (2).

Недостатками известного устройства являются сложность и низкое качество выходного напряжения из-за наличия нескольких разнотипных регуляторов.

Целью изобретения является упрощение и улучшение формы кривой выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулировайия трехфазного напряжения, содержащем два вольтодобавочных трансформатора, вторичные обмотки которых соединены между собой встречно-последовательно и включены пофазно между входными и выходными выводами, первичная обмотка первого трансформатора соединена в звезду, а первичная обмотка второго трансформатора шунтирована трехфазным тиристорным ключом, первичные обмотки обоих трансформаторов соединены между собой непосредственно, а другие свободные выводы первичной обмотки второго трансформатора пофазно подключены к входным выводам устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для регулирования трехфазного напряжения; на фиг. 2 — 5 — векторные диаграммы напряжений для четырех режимов работы устройства.

Устройство содержит входные 1 и выходные 2 выводы, первый 3 и второй 4 вольтодобавочные трансформаторы, имеющие

<о

2 соответственно первичные 5, 6 и вторичные

7, 8 обмотки, из которых вторичные обмотки

7 и 8 соединены между собой встречно-последовательно, первичная обмотка 5 трансформатора 3 соединена в звезду, а первичная обмотка 6 трансформатора 4 шунтирована трехфазным тиристорным ключом 9, блок 10 управления и датчик 11 выходного напряжения. При этом первичные обмотки

5 и 6 трансформаторов 3 и 4 соединены между собой непосредственно, а начала первичных обмоток 6 трансформатора 4 пофазно подключены к входным выводам 1 устройства.

На векторных диаграммах напряжений для четырех режимов работы устройства приведены напряжения U, Up на входных 1 и выходных 2 выводах устройства; Uz,, U — напряжения на первичных обмотках 5 и 6; вольтодобавочных трансформаторов 3 и 4 соответственно; Uc,, Uc. — напряжения на вторичных обмотках 7 и 8 вольтодобавочных трансформаторов 3 и 4 соответственно; коэффициенты К,, К, трансформации трансформаторов 3 и 4 соответственно; Ф,, Ф,— магнитные потоки трансформаторов 3 и 4.

В первом режиме работы (фиг. 2) трехфазный управляемый тиристорный ключ 9 полностью открыт. Первичная обмотка 6 второго вольтодобавочного трансформатора 4 закорочена трехфазным управляемым тиристорным ключом 9 (Us, = О), и второй вольтодобавочный трансформатор таким образом выведен из работы (Ф = О) и

Uc, — — О) . Первичная обмотка 5 первого вольтодобавочного трансформатора 3 через трехфазный управляемый тиристорный ключ

9 подключена к напряжению трехфазной сети U (Uq, = Uq). При этом намагничивающая сила (н.с.) первичной обмотки 5 первого вольтодобавочного трансформатора 3 создает магнитный поток Ф,, который в свою очередь наводит ЭДС на его вторичных обмотках 7 и обуславливает напряжение положительной вольтодобавки Ug = К Us,.

Таким образом, в первом режиме работы устройства первый вольтодобавочный трансформатор 3 формирует положительную вольтодобавку и прибавляет ее к напряжению сети U, получая на выходе устройства максимальное напряжение

U2tn == Ui + Uc< = U (1+ К(), превышающее напряжение сети на К 100 /р.

В процессе увеличения угла отпирания тиристоров трехфазного управляемого тиристорного ключа 9 напряжение U уменьшается на величину падения напряжения на трехфазном управляемом тиристорном ключе 9, что приводит к уменьшению магнитного потока Ф, и положительной вольтодобавки U,, = К, U>, а напряжение 11 возрастает до величины падения напряжения на трехфазном управляемом тиристорном ключе 9, возбуждая во втором вольтодобавочном трансформаторе 4 магнитный по1056394 ток Ф,, который обуславливает нарастающую отрицательную вольтодобавку

- К Us . T.е. в процессе плавного увеличения угла отпирания тиристоров трехфазного управляемого тиристорного ключа 9 происходит плавное уменьшение положитель- ной вольтодобавки U„, формируемой первым вольтодобавочным трансформатором 3, и плавное увеличение отрицательной вольтодобавки U

Ug + Ue, + Uc,).

Второй режим работы (фиг. 3) наступает в тот момент, когда с увеличением угла отпирания тиристоров положительная и отрицательная вольтодобавки равны (U a =

Ue ) и напряжение на трехфазной нагрузке равно напряжению трехфазиой сети (U2 ——

U ). Дальнейшее увеличение угла отпирания тиристоров снижает напряжение на трехфазной нагрузке до напряжения, меньшего по величине напряжения трехфазной сети. Это происходит за счет дальнейшего увеличения отрицательной вольтодобавки

Uca (Ф увеличивается) и дальнейшего 2s умеиьшейия положительной вольтодобавки

Uc, (Ф уменьшается). В тот момент, когда

Uq уменьшается до нуля, наступает третий режим работы (фиг. 4). В этом режиме работы устройства магнитный поток Ф равен нулю, и первый вольтодобавочный трансфор ЗО матор 3 выведен из работы.

Результирующий магнитный поток Ф первого вольтодобавочного трансформатора 3, работающего в режиме двойного питания, складывается из составляющей магнит- З5 ного потока, наведенной с вторичной стороны намагничивающей силой вторичной обмотки 7, и составляющей магнитного потока, наведенной с первичной стороны намагничивающей силой первичной обмотки 5. Эти 4О две составляющие магнитного потока Ф, при согласном включении первичной и вторичной обмоток 5 и 7 первого вольтодобавочиого трансформатора 3 имеют противоположные знаки, и при их равенстве по величине результирующий магнитный поток 41

Ф, равен нулю.

При работе устройства в третьем режиме с увеличением тока трехфазной нагрузки либо с увеличением угла отпирания тиристоров, составляющая магнитного потока, наведенная с вторичной стороны, превосходит составляющую магнитного потока, наведенI ную с первичиой стороны, и вектор результирующего магнитного потока Ф, первого вольтодобавочного трансформатора 3 меняет знак на противоположный, что приводит к изменению направления вектора напряжения, трансформируемого с вторичной стороны на первичную. Первичная и вторичная обмотки 5 и 7 первого вольтодобавочного трансформатора 3 при этом меняются ролями. В этом случае с увеличением угла сопротивления тиристоров напряжение на первичной обмотке 6 второго вольтодобавочного трансформатора 4 превосходит напряжение трехфазной сети на величину напряжения на первичной обмотке 5 первого вольтодобавочного трансформатора 3, находящегося в противофазе по отношению к напряжению трехфазной сети. Последнее обстоятельство приводит к большему увеличению отрицательной вольтодобавки и соответствующему уменьшению напряжения на трехфазной нагрузке.

В четвертом режиме работы (фиг. 5) трехфазный управляемый тиристорный ключ

9 полностью закрыт. В этом режиме работы устройства н.с. вторичной обмотки 7 первого вольтодобавочного трансформатора 3 создает магнитный поток Ф,, который наводит

ЭДС и обуславливает напряжение на первичной обмотке 5 этого трансформатора, находящегося в противофазе по отношению к напряжению трехфазной сети. Напряжение на первичной обмотке 6 второго вольтодобавочного трансформатора 4 равно сумме

U< + Ua, и больше напряжения трехфазной сети на величину U>, . В этом случае, с учетом неизменной нагрузки, наблюдается минимальное напряжение на выходных выводах 2 устройства (Uamin).

Таким образом в процессе плавного изменения состояния трехфазного управляемого тиристорного ключа 9 от полностью открытого до полностью закрытого, происходит плавное двухзонное регулирование напряжения на выходных выводах 2 устройства от U2max до U2min .

l056394

"г"8

Ф

Π— «Ф

Фиг.3 е, а

Со ста в и тел ь Д. Фу фл ыги н

Техред И. Верее Корректор О. Билак

Тираж 687 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Г!роектная, 4

Редактор А. Шишкина

Заказ 9331/52