Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на преобразовательньпс подстанциях большой мощности для выпрямления трехфазного тока. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей. Устройство содержит три одинаковых трансформатора и десятив.ентильные мосты 4,5,6. Трехфазные сетевые обмотки трансформаторов включены последовательно в общую звездус транспозицией фаз. Вентильная обмотка каждого трансформатора выполнена пятифазной и к ее выводам подключен один из мостов 4-6. Фаза В первого трансформатора соединена с фазой С второго и фазой А третьего трансформаторов . Фаза С первого трансформатора iD (Л - 1 I , и ь V 7 V i-i-i . . Iiv.., IND 4 00 4 Фг/г./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1248014 (51)4 Н 02 М 7/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3810973/24-07 (22) 10. 11.84 (46) 30.07.86. Бюл. И 28 (71) Ордена Знак Почета научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) Б.П.Краснова, А.В.Поссе и M.À.Ñòåïàíoâà (53) 621.314.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

114549, кл. Н 02 M 7/06, 1958.

Патент Швейцарии N - 400337, кл, 21 12 12/04, 1966. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на преобразовательных подстанциях большой мощности для выпрямления трехфазного тока. Цель изобретения улучшение энергетических показателей.

Устройство содержит три одинаковых трансформатора и десятивентильные мосты 4,5,6. Трехфазные сетевые обмотки трансформаторов включены последовательно в общую звезду с транспозицией фаз. Вентильная обмотка каждого трансформатора выполнена пятифазной и к ее выводам подключен один из мостов 4-6. Фаза В первого трансформатора соединена с фазой С второго и фазой А третьего трансформаторов. Фаза С первого трансформатора

1248014 соединена с фазой А второго и фазой

В третьего трансформаторов. Фаза А первого трансформатора соединена с фазой В второго и фазой С третьего трансформаторов. Указанное соединение обмоток трансформаторов обеспечивает создание режима тридцатифазИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано на преобразовательных подстанциях большой мощности для выпрямления трехфазного тока.

Цель изобретения — улучшение энер.гетических показателей путем создания тридцатифазного преобразования тока.

На фиг.1 приведена схема преобразователя с параллельным соединением вентильных мостов; на фиг.2 — векторные диаграммы напряжений, действую- щих в преобразователе.

Преобразователь (фиг.1) содержит одинаковые трансформаторы 1,2 и 3 и присоединенные к ним одинаковые десятивентильные мосты 4,5 и 6. Трехфазные сетевые обмотки трансформаторов включены последовательно в общую звезду, причем их последовательное соединение выполнено с транспозицией фаз. К фазе А трехфазной сети последовательно присоединены фазы А1, В1 и С1 сетевых обмоток соответственно трансформаторов 1,2 и 3. Аналогично к фазе В последовательно присоединены фазы В1, С1 и А1, а к фазе С— фазы С1, Al и В1 сетевых обмоток соответственно трансформаторов 1,2 и 3. Вентильная обмотка каждого трансформатора выполнена пятифазной (у всех трансформаторов одинаково).

На фиг.1 показан один из возможных способов выполнения пятифазной обмотки, при котором получается высокий коэффициент ее использования, так ,как основная часть обмотки замкнута и при нагрузке через десятивентильный мост ток в ней проходит непрерывно. К пяти выводам вентильной обмотки каждого трансформатора присоединен десятивентильный мост. В качестве вентилей могут быть использованы

1 ного преобразования тока. В реэульта. I те этого улучшаются качества сетевог}з тока и выпрямленного напряженияи снижаются затраты на устройства для ограничения высших гармоник напряжения, и тока, а также улучшаются условия ограничения аварийных токов. 2 ил. диоды, тиристоры и другие типы силовых вентилей. На стороне постоянногО тока мосты соединяют параллельно (фиг. 1) или последовательно. При посS ледовательном включении сетевых обмс}ток параллельное соединение мостов производится беэ применения уравнительных реакторов (последние необхо1 димы для преобразователей с парал10 лельным включением сетевых обмоток трансформаторов). К полюсам вентиль ных мостов присоединено сопротивление

7 нагрузки.

Для возможности осуществления пя-:

15 тифазной вентильной обмотки трансформатора, показанной на фиг. 1, приводим формулы для расчета напряжений всех ее частей. За исходное значение берем значение -линейного напряжения при

10 холостом ходе Е,, которое одинаково между выводами а — d, Ь вЂ” е, с — а, f

d — - Ъ, е — с (обе полуволны этих напряжений выпрямляются десятивентильным мостом). Напряжения частей вентиль ной обмотки 8,9, 10, 11 и 12, расположенных на стержне фазы А трансформатора: (у ° о E = 0 2903Е

sin 24 77 sin 54 » =».

sin 12

Е = Е = — — —.— — -r Е = 0,1484Е

)a <2 V7 sin 54» 2л, 1 — -- — — — E — 2Е =

35 " 2 sin 54о» м

Оэ 3213Егл °

Напряжения частей вентильной обмотки 13, 14,15 и 16, расположенных

40 на стержнях фаз. В и С трансформатора:

sin 36

Е =: Е = — —.-- —.г E = 0 4195Е лз « "ÃÇ зь .и 54 t.h y

Е = Е =: у г —.— — F.. = 0 6787F

sin 72 (4 ьь V3 sin 54 йл

1248

Векторные диаграммы напряжений, показанные на фиг.2, поясняют образо. ванне в вентильном преобразователе тридцатифазной системы выпрямляемых напряжений. На фиг.2 показаны векторная диаграмма фазных напряжений .Е трехфазной сети, к которой присоединен преобразователь; векторные диаграммы .фазных напряжений Е, Е" и

lll

Ф

Е„ сетевых обмоток соответственно трансформаторов 1,2 и 3; векторйые диаграммы напряжений Е, E и Е, вен 15 тильных обмоток соответствейно трансформаторов 1,2 и 3; часть векторной диаграммы линейных напряжений Е „ вентильной обмотки трансформатора 1; векторная диаграмма линейных напряжении Е „ вентильной обмотки трансфорIl 20 матора 2 и часть векторной диаграммы линейных напряжений ЕД вентильной обмотки трансформатора 3.

Образование векторной диаграммы напряжений Е вентильной обмотки (25 трансформатора 1 легко проследить по схеме этой обмотки на фиг. 1. Точки а, Ъ, с, d, е на векторной диаграмме соответствуют выводам вентильной обмотки, имеющим такие же обозначения. Между этими точками образуется правильный пятиугольник. Десятивентильный мост выпрямляет обе полуволны всех пяти линейных напряжений вентильной обмотки. Полная векторная 35 диаграмма выпрямляемых линейных напряжений вентильной обмотки показана на фиг.2 для трансформатора 2 (E „ ).

Буквами возле векторов напряжений указано между какими выводами вторич-4О ной .обмотки действуют эти напряжения..

Вторичная обмотка каждого трансформатора создает десятифазную систему выпрямляемых напряжений.

Транспозиция фаз при последовательном соединении сетевых обмоток трансформаторов приводит к повороту векторных диаграмм напряжений этих обмоток: по отношению к векторам Е„ ((о векторы Е повернуты на 120 против 50

1 ((( часовои стрелки, а векторы Š†.на о

Э

120 по часовой стрелке. В результа-. те этого так же повернуты векторные диаграммы Е" и Е относительно векторной диаграммы Е и векторные диаг-55

2 раммы выпрямляемых линейных напряже: ний E и Е относительно векторной диаграммы Е „ . На диаграмме Е, пока014 4 зано, что вектор be сдвинут на 1200 относительно этого же вектора на диаграмме F. . В результате этого вектор da напряжений Е „ опережает . ближайший вектор Ъе напряжений Е „ на угол 120 — 3 36 = 12 .Аналогично вектор пс напряжений Е „" отстает на угол

12 от ближайшего вектора Ъе напряжений Е „ . Таким образом, транспози- с ция фаз при последовательном соединении сетевых обмоток трех трансформа-. торов приводит к тому, что их одина-. ково выполненные пятифазные вторичнь(е обмотки создают. вместе тридцатифазную систему выпрямляемых напряжений. Это определяет тридцатифазное преобразо1 ванне тока. Преобразователь является симметричным тридцатифазным преобра

I зователем не только из-sa симметрич- . ности системы выпрямляемых напряжений, но и из-за пофазной. симметричности его параметров. Последнее определяется транспозицией фаз при последовательном соединении сетевых об- моток. Благодаря этому пофазное раз-, личие вентильных обмоток не вызывает пофазного различия параметров со сто-. роны преобразователя: для фаз А, В и С входные параметры трансформаторов одинаковы. (Предлагаемый преобразователь ха,рактеризуется более высоким качес твом выпрямленного напряжения и сетевого тока, лучшей электромагнитной совместимостью с другими устройства-; ми на стороне трехфазного и стороне постоянного тока, существенным снижением или даже исключением затрат на фильтры и другие устройства огра-,,ничения высших гармоник напряжения, и тока, устанавливаемые на входе и выходе преобразователя, более глубо- ким ограничением аварийных токов.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения впостоянное, содержащий три вентильных моста, соединенные на стс(роне постоянного тока параллельно или последовательно, и питающие их три одинаковых трансформатора, трехфазные сетевые обмотки которых соединены последовательно в общую звезду с транспозицией фаз так, что фаза А первого трансформатора соединена с фазой В второго и фазой С третьего трансформатора, о т л и ч а ю щ и й12480 с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей путем соз:дания три;;цатифазного преобразования тока, фаза В первого трансформатора соединена с фазой С второго и фазой

А третьего трансформатора, фаза С

81

41 1 87

8d g

Р02. 2

Составитель Е.Мельникова

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Редактор А.Лежнина

Заказ 4138/56 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Е9

А1

С1 87

Ещ с

Е11

14 первого трансформатора соединена с фазой A второго и фазой В третьего ,трансформатора, а вентильная обмотка каждого трансформатора выпапнвна пятифазной и к ее выводам присоединен десятивентильный мост.