Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий трехфазный междуфазный автотрансформатор, обмотки которого выполнены с отводом, двунаправленные управляемые ключи, подключенные между определенными выводами обмоток, и две группы вьгоодов для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа - к выводам для подключения питающей сети, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , фазные обмотки автотрансформатора соединены в звезду, отводы фазных обмоток, расположенные на равном по количеству витков расстоянии от начала обмотки, через дву (Л направленные управляемые ключи соединены между собой и пофазно с нус левой точкой звезды.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(511 Н 02 M 5/257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY CBNQETEllbCTHV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3583814 /24-07 (22) 25.04.83 .(46) 07.12.84. Бюл. N 45 (72) Т,Ю, Саккос, Х.А. Саккос, В.В. Сарв, Ю.Я. Лаугис, И.Э. Ранне, Ю.Э. Сооярв, М.Я. Хансен, Л.К. Карафин, А.Х. Рейвик и В.М. Белоног (71) Институт термофизики и электрофизики АН Эстонской ССР и Таллинский политехнический институт (53) 621. 314. 2 (088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 941964, кл. С 05 F 1/20, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1015357, кл. G 05 F 1/20, 1982. (54,)(57) ТРЕХФАЗНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий трехфазный междуфазный автотрансформатор, обмотки которого выполнены с отводом, двуналравленные управляемые ключи, подключенные между определенными выводами обмоток, и две группы выводов для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа — к выводам для подключения питающей. сети, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, фазные обмотки автотрансформатора соединены в звезду, отводы фазных обмоток, расположенные на равном по количеству витков расстоя- Я нии от начала обмотки, через двунаправленные управляемые ключи соединены между собой и офазно с нулевой точкой звезды. 1 г 28351

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в качестве плавнорегулируемого источника трехфазного ,напряжения с близкой к синусоидальФ ной формой тока нагрузки.

Известно устройство цля преобразования трехфазного напряжения, содержащее трехфазный междуфазный авто- 10 трансформатор, фазные обмотки которого соединены в треугольник и выполнены с отводами, и две группы выводов для пофазного .подключения нагрузки, первая группа из которых 15 подключена к вершинам треугольника, образованного фазньми обмотками, а

Э вторая группа — к выводам для под. ключения питающей сети, причем каж, дый вывод фазных обмоток через дву-, 20 направленный управляемый ключ соединен с одним из выводов первой группы выводов, не связанным с данной фазной обмоткой междуфаэного автотрансформатора Я . 25

Недостатками этого устройства являются относительно большая типовая мощность мещдуфазного автотрансформатора и сложность схемы.

Относительно большая типовая мощ- ЗО .ность автотрансформатора вызвана тем, что автотрансформатор участвует в работе в течение всего периода питания. Сложность схемы объясняет-. ся относительно большим требуемым количестном отводов обмотки автотрансформатора, равным количеству двунаправленных ключей (в m-пульсной схеме требуется ш/2 отводов).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трехфазный преобразователь перемен ного напряжения в переменное, содержащий трехфазный междуфазный

:автотрансформатор, фазные обмотки которого выполнены с отводами, двунаправленные управляемые ключи,подключенные между определенными выво-. дами обмоток, и две группы выводов для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа — к выводам для подключения питающей сети j2) .

Недостатком известного преобразователя является ограниченность функциональных возможчостей, заклю1 чающаяся в невозможности его использования для питания потребителей, требующих наличия нулевой точки, и в сложности согласования напряжений ключей.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном преобразовате-. ле переменного напряжения в переменное, содержащем трехфазный межцуфазный автотрансформатор, обмотки которого выполнены с отводом, двунаправленные управляемые ключи, подключенные между определенными выводами обмоток, и две группы выводов для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа — к выводам для подключения питающей

1 сети, фазные обмотки автотрансфор-. матора соединены в звезду, отводы фазных обмоток, расположенные на равном по количеству витков расстоянии от начала обмотки, через двунаправленные управляемые ключи соединены между собой и пофазно с нулевой точкой звезды.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит трехфазный междуфазный автотрансформатор 1, выполненный на трехстержневом сердечнике, фазные обмотки 2-4 -которого щаполнены с отводами, двунаправленные управляемые ключи, составленные из встречно-параллельно включенных тиристорных пар 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, и две группы выводов

17-19 и 20-22 для пофазного подключения нагрузки 23, причем первая группа выводов 17-19 подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора 1, а вторая группа выводов 20-22 — к выводам для подключения питающей сети. Фазные обмотки автотрансфориатора 1 соединены s звезду, отводы фазных обмоток 2-4, расположенные на равном по количеству витков расстоянии от начал обмоток или при отсутствии отводов, начала фаэных обмоток (пунктирная линия) через двунаправленные управляемые ключи 5-6, 7-8 и

9-10 соединены между собой и через двунаправленные управляемые ключи, 11-12, 13-14 и 15-16 пофазно соеди-. зом

ВНИИПИ Заказ 9081/42 i Тираж 666 Поднисиое

Филиал ППП "Патеат", г.Ужгород, ул.Проектиав, 0

3 11283 иены с нулевой точкой 24. Управляемые электроды всех тиристоров 5-16

1 подключены к блоку управления.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. 5

В каядый момент времени во включенном состоянии находится один тиристор В результате этого при опре, деленной последовательности включе ния тиристоров на нагрузке в каждой 1р фазе формируется напряжение из отрезков синусоидальных фазных и линейных напряжений, не содержащее высших гармоник ниже 11-ой.

Рассмотрим интервал работы, когда включен тиристор 7. В этом случае соединены между собой отводы обмотки 3 и 4 в фазах В и С. При этом на нагрузке в фазах .В и С формируется напряжение Ug и U> равное полови- 2О не линейного напряжения П . При этом, если пренебречь током намагничивания сердечников., суммарная намаг- . ничивающая сила всех обмоток автоI трансформатора должна равняться 25 нулю, так что фазные токи и ig = 0 (эа положительное направление фазных токов принято направление от источника питания к нагрузке) где В ic,iq . фазные токи ЗО фаз В, С, А соответственно.

Для получения 12-пульсного режима работы, обеспечивающего исключение из тока нагрузки всех высших гармоник ниже 11-ой, необходимо, чтобы напряжение на нагрузке формиро35 валось иэ отрезков синусоид определенной амплитуды, сдвинутых между собой на 30 эл. град. Требуемые сдвинутые сннусоидальные -напряжения для формирования 1 2-пульсного режима можно получить подходящим выбором включенного тиристора. Например, при включенном состоянии тиристора

14 закорачивается часть обмотки автотрансформатора в фазе В. В результате этого фазное напряжение обмотки автотрансформатора Б „ обраЬ щается в нуль, а фазные напряжения обмоток остальных фаз противоположны и равны, что вытекает из следующе51 4 го. Имея в виду, что фазные напряжения обмоток автотрансформатора связаны с магнитными потоками в сердечниках этих обмоток следующим обраО„И 84, у4 +A 4 в в м где PA, Р В Ф вЂ” магнитные потоки, А1, в сердечника автотрансформатора фаэ А,В,С соответственно; . XA,W8,,,W — число витков в обмотках автотрансформатора фаз А,В,С соответственно; и из-за применения одного.трехстержневого сердечника сумма мгновенных

- значений магнитных потоков равна нулю (Ф4+Ч +% =О), то и сумма трех фазных напряжений обмоток также равна нулю (U>A+U>в+U = О), откуда при Ugg=- 0 вытекает, что U A -Uy

Так как при UNts = О на нагрузку фазы В приложено соответствующее фазное напряжение, то U g.=- Ug и Ув4

= П = -1(2 Us, причем все напряже« ния отстают от соответствующих напряжений предыдущего интервала на

30 эл.град,, что и требовалось, Регулирование токов и напряжений нагрузки достигается, как и в известных схемах фазового регулирования, изменением сдвига фазы включения тиристоров относительно напряжения питания.

Положительными свойствами предлагаемого устройства являются воэможность использования его для питания трехфазной нагрузки, требующей наличия нулевой точки, а также удобство согласования напряжения и тока управляемых ключей. Кроме того, в том случае, когда отводы и начала фазных обмоток автотрансформатора совмещены, его можно построить на базе стандартных трехфаэных трехстержневых трансформаторов, чем достигаеася упрощение устройства.