Преобразователь переменного напряжения в постоянное с компенсацией высших гармоник тока,потребляемого от сети

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульсных преобразователях с симметричным управлением и гашением высших гармоник тока. Цель изобретения - повышение качества напряжения пиtaющeй сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой ;гармоник тока..Преобразователь содержит двухмостовой тиристорный преобразователь 1, вход которого через трансформатор 2, в цепь первичной и одной вторичной обмоток которого включены датчики тока 4,5, соединен с питающей сетью. К выходу преобразователя подключен делитель тока 1I, выход которого через фильтр 12 и датчик напряжения 13 соединен СР/тге/ о (6 W со со Gfi i (fw ipuf.i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) д1) 4 Н 02 M 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4088827/24-07 (22) 14.07.86 (46) 15.02.88. Бюл. Ф 6 (71) Пермский политехнический институт (72) О.В. Пендуров, С.Ф. Кузнецов, Б.В. Васильев и А.Д. Динкель (53) 621.314.5(088.8) (56) Беркович Е.И. и др. Полупроводниковые выпрямители/Под ред. Ф.И.. Ковалева и Г.П. Мостковой. М.: Энергия, 1967, с. 103-104, 119.

Автоматизированный электропривод, силовые полупроводниковые приборы, преобразовательная техника/Под ред.

Ильинского Н.Ф. и др. M.: Энергоатомиздат, 1983, с. 374-375.

Kimlark E.W. Direct current transmission. — Wiley-Interscience, 1971.

Слежановский О.В. Реверсивный электропривод постоянного тока.

Изд-во,Металлургия, 1967, с. 92-100. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ С КОМПЕНСАЦИЕЙ

ВЫСШИХ ГАРМОНИК ТОКА, ПОТРЕБЛЯЕМОГО

ОТ СЕТИ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульсных преобразователях с симметричным управлением и гашением высших гармоник тока. Цель изобретения — повышение качества напряжения питающей сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой .гармоник тока..Преобразователь содержит двухмостовой тиристорный преобразователь 1, вход которого через трансформатор 2, в цепь первичной и одной вторичной обмоток которого включены датчики тока 4,5, соединен с питающей сетью. К выходу преобразователя подключен делитель тока 11, выход которого через фильтр

12 и датчик напряжения 13 соединен

1 со входом суммирующего блока 9. Фазочувствительный блок 8 через блоки фильтров 6, 7 соединен с выходами датчиков тока 4, 5 соответственно.

Выход блока 8 соединен с одним входом суммирующего блока 10, другой вход которого соединен с выходом суммирующего блока 9 и входом системы управления первого тиристорного моста 14. Система управления 17 тиристорным мостом 15 входом соединена с выходом суммирующего блока 10.

Введение блоков фильтров 6, 7, фазо374364 чувствительного блока 8 и суммирующего блока .10 позволяет непосредственно выделить из токов питающей сети токи пятой и седьмой гармоник и сформировать сигнал на их устранение путем изменения угла отпирания тиристоров одного моста относительно другого и смещения кривой вторичного тока одного из мостов на величину рассогласо:.зния между кривыми токов тиристорных мостов. Одновременно с этим происходит контроль за напряжением на нагрузке. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульсных преобразователях с симметричным управле5 нием и гашением высших гармоник тока.

Цель изобретения — повышение качества напряжения питающей сети путем более полного гашения в первичном 10 токе преобразователя пятой и седьмой гармоник тока.

На фиг. 1 представлена схема пре. образователя переменного напряжения в постоянное с компенсацией высших гармоник тока, потребляемого от сети; на фиг. 2 — кривые первичного i u вторичного i, i токов трансформатора с амплитудами — (1+ ), —, 20

Х,1, 2

К, 3 К, I ф. где с — угол сдвига, 3Кт К Д

К вЂ” коэффициент трансформации.

Устройство (фиг. 1) содержит двух- 25 мостовой тиристорный преобразователь

1 .с последовательным соединением мос тов, трехфазный трехобмоточный трансформатор 2, нагрузку 3, первый 4 и второй 5 датчики тока„ первый 6 и второй 7 блоки фильтров пятой гармоники, блок фазочувствительного устройства 8, первый 9 и второй 10 суммирующие блоки, делитель ll выпрямленного напряжения, сглаживающий . фильтр 12, датчик 13 напряжения, первый 14 и второй 15 выпрямительные мосты по схеме Ларионова — системы импульсно-фазового управления тиристорных мостов 16 и 17.

Тиристорные мосты 14 и 15 по выходу постоянного тока соединены последовательно. Вход тиристорного моста 14 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, соединенной в треугольник. Вход тиристорного моста 15 через датчик тока 4 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, соединенной в звезду. Первичная обмотка трансформатора 2 через датчик тока 5 подключена к питающей сети.

Управляющие входы тиристорных мостов

14 и 15 соединены с выходами систем

16 и 17 управления соответственно.

Параллельно нагрузке 3 включен делитель 11 напряжения, выход которого через последовательно соединенные сглаживающий фильтр 12 и датчик 13 напряжения соединен с вторым входом суммирующего блока 9, выход которого соединен с входом системы 16 управления и первым входом суммирующего блока 10. Второй вход суммирующего блока 10 соединен с выходом фазочувствительного блока 8. Выход суммирующего блока 10 соединен с входом системы 15 управления. Первый вход фазочувствительного блока 8 через блок фильтра 6 соединен с выходом датчика 4 тока. Второй вход фазочувствительного блока через блок

7 фильтра соединен с выходом датчика 5 тока.

Преобразователь работает следующим образом.

1374364

При работе тиристорного преобразователя 1 при идеальном сглаживании выпрямленного тока ток в первичной обмотке трансформатора 2 представляет собои сумму вторичных фазных то5 ков с учетом коэффициента трансформации К каждой обмотки, а форма его принимает вид кривой 18 (фиг. 2в).

Составляющая тока.от вторичной обмот- 10 ки, соединенной в треугольник, имеет вид кривой, показанной на фиг. 2а, а составляющая тока от вторичной обмотки, соединенной в звезду, — на фиг. 26.

Кривые токов i u i имеют одинаковый гармонический состав и содержат кроме основной, т.е. первой гармоники, так же пятую, седьмую, одиннадцатую, тринадцатую, семнадцатую, девятнадцатую и т.д. высшие гармоники. С увеличением номера гармоник и уменьшением тока нагрузки их амплитуда уменьшается. В кривой первичного тока i трансформатора при условии симметрии питающих по а;плитуде напряжений, фазе и частоте, а так же симметрии работы системы импульсно-фазового управления, содержатся кроме первой гармоники высшие гармоники (одиннадцатая, тринадцатая, двадцать третья и т.д.).

Таким образом, в первичном токе трансформатора отсутствуют пятая, седьмая, семнадцатая, девятнадцатая и т.д. гармоники.

В случае появления рассогласования в работе систем 16 и 17 импульсно-фазового управления, что неизбежно, их углы не одинаковые, что при- 40 водит к сдвигу на угол А о одной из кривых первичных токов по отношению к другой в сторону отставания, например происходит сдвиг кривой 18 в положение кривой 19 (фиг. 26)., 45

В результате этого форма кривой первичного тока i изменяется и в токе появляются пятая и седьмая гармоники. Аналогичный результат получается при сдвиге одной из кривых токов i или э в сторону опережения по отношению друг к другу. Причем во всех случаях фазы пятой и седьмой гармоник в токах i и i отличаются по фазе. Чем больше рассогласование в работе блоков 16 и 17, тем больше сдвиг. по фазе между пятыми (а так же и седьмыми) гармониками в токах и i

Преобразователь в данном случае работает следующим образом..

При отсутствии асимметрии в работе блоков 16 и 17 на выходе блока 6 присутствует синусоидальное напряжение, соответствующее пятой гармоники тока i, а на выходе блока 7 напряжение равно нулю, так как в токе i, пятой гармоники нет.

Следовательно, при симметричном управлении сигнал на выходе блока 8 равно нулю.

При появлении рассогласования в управляющих импульсах первой и второй систем управления появляется пятая (а следовательно, и седьмая) гармоники тока в первичной обмотке трансформатора 2.

Следовательно, синусоида с частотой пятой гармоники поступает с блока фильтра 7 на один из входов фазочувствительного устройства 8.

Так как на выходе блока фильтра 6 сигнал пятой гармоники присутствует постоянно, то на выходе блока 8 появляется сигнал, пропорциональный величине амплитуды пятой гармоники на первичной стороне.

Знак сигнала соответствует направлению смещения кривой вторичного то-, ка i относительно кривой . Этот управляющий сигнал с выхода блока 8 подается на вход блока IO сумматора.

На втором входе блока 10 присутствует сигнал управления с блока 9.

Оба эти сигнала суммируются в блоке 10 и результирующий сигнал подается на блок 17 системы управления.

Это приводит к изменению угла отпирания тиристоров второго выпрямительного места. При изменении угла управления происходит смещение кривой вторичного тока i на величину рассогласования между кривыми i и i .

В результате пятая и седьмая гар« моники в первичной кривой тока уничтожаются. При появлении рассогласования в противеположную сторону устройство работает аналогичным способом.

Одновременно с этим происходит контроль sa напряжением на нагруз" ке 3. С делителя напряжения 11 сиг» нал обратной связи через сглаживающий фильтр 12 поступает на датчик 13 напряжения, на выходе блока 13 появляется сигнал, пропорциональный заданному напряжению на нагрузке 3.

Этот сигнал подается на второй вход

1374364 блока 9. На выходе блока 9 появляется результирующий сигнал управления, поступающий на блоки 6 и 10. Цепь: нагрузка 3 — делитель 11 напряжения—

5 сглаживающий фильтр 12 — датчик 13 напряжения — блок 9, необходима для обеспечения стабильной работы преобразователя и получения требуемого коэффициента передачи. 10

Предлагаемое устройство обеспечивает практически полное гашение пятой и седьмой гармоник не только при рассинхронизации в работе блоков 16 и 17, но и при других видах асимметрии, питающих напряженйя трансформатора, асимметрии блоков 16 и 17 по отдельным каналам и т.д., так как выделяет из токов с помощью фильтров 6 и 7 непосредственно пятую гар- 20 монику и затем формирует сигнал на ее устранение. Седьмая гармоника является сопутствующей пятой и поэтому организовать ее гашение в устройстве аналогично пятой не требуется, она 25 гасится одновременно с пятой гармоникой.

Практически полное гашение пятой и седьмой гармоник в первичном токе преобразователя позволяет избежать необходимости установки дорогостоящих силовых фильтров на эти гармоники.

ФоРмУла и з о б Р е T. e H H < 35

Преобразователь переменного напряжения в -постоянное с компенсацией высших гармоник тока, потребляемого от сети, содержащий соединенные по- 4п следовательно по выходу два тиристорных моста и трехфазный трансформатор, одна вторичная обмотка которого соединена в треугольник и подключена к входу первого тиристорного моста, вторая вторичная обмотка соединена в звезду и через первый датчик тока подключена к входу второго тиристорного моста, а первичная обмотка транформатора через второй датчик тока подключена к питающей сети, причем между выходными выводами для подключения нагрузки включен делитель выпрямленного напряжения, выход которого через последовательно соединенные сглаживающий фильтр и датчик напряжения соединен с вторым входом первого суммирующего блока, первый вход которого соединен с входом первой системы управления, выход которой подключен к входу управления первого тиристорного моста, а вход управления второго тиристорного моста соединен с выходом второй системы управления, отличающийся тем, что,с целью повышения качества напряжения питающей сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой гармоник тока, дополнительно введены два блока фильтров пятой гармоники тока, фазочувствительный блок и второй суммирующий блок, причем первый вход фазочувствительного блока через первый блок фильтров подключен к выходу первого датчика тока, его второй вход через второй блок фильтров подключен к выходу второго датчика тока, а выход соединен с вторым входом второго суммирующего блока, первый вход которого подключен к выходу первого суммирующего блока, а его выход соединен с входом второй системы управления..

1374364

Составитель Л. Устинкина

Редактор Т. Лазаренко Техред .М.Õoäàíè÷

Корректор С. Черни

Заказ 614/52 Тираж 665

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4