Компенсированный преобразователь

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовой преобразовательной технике в качестве стабилизированного источника питания. Цель изобретения - обеспечение стабилизации тока в нагрузке, повышение коэффи/ циента мопцюсти при одновременном обеспечении высокой надежности и экономичности , а также мощности при минимальной установленной мощности компенсируюпхей и стабилизируюп1,ей конденсаторных батарей. Преобразователь содержит трансформатор с трехфазными сетевой 1 и двумя соединенными в две обратные звезды с уравнительным реактором 6 вентильными обмотками 2, 3. Вентили выпрямителей 4, 5 соединены по нулевой схеме и подключены к соответствуюплим вентильным обмотка.м 2 и 3. Батарея компенсирующих конденсаторов 9 включена пофазно между концами сетевой обмотки 1 и выводами стабилизирующих реактора 7 и конденсаторной батареи 8. Конденсаторы батареи 8 и обмотки реактора 7 подключены соответственно к опережающим и отстающим фазам сети по отношению к фазным сетевым обмоткам. Указанное соединение элементов, а также определенный выбор величины емкости компенсирующей батареи 9 обеспечивают уменьшение суммарной конденсаторной мощности за счет компенсации токав в фазах реактора 7 и конденсаторной батареи 8. При этом наличие компенсирующей батареи 9 не приводит к появлению бросков тока и усложнению переходных процессов. 1 3. п. ф-лы, 1 ил. ffi оэ Ю со J-8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!)4 Н 02 М (, !2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3»".-. "ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3,.

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4179729/31-07 (22) 14.01.87 (46) 15.06.88. Бюл. ¹ 22 (71) Челябинский политехнический и исти тут им. Ленинского комсомола (72) Ю. И. Хохлов, К. Д. Гуттерман, Я. Л. Фишляр, Л. М. Пестряева, В. П. Светоносов, С. Г. Ляпкало, В. А. Денисов и Ю. П. Волвенкин (53) 621.314.5 (088.8) (56) Глинтерник С. P. и др. Аварийные процессы в трехфазном двухмостовом преобразователе с параллельным соединением мостов и последовательно включенными конденсаторами. В кн. Преобразовательные устройства и системы возбуждения синхронных машин. Л.: Наука, 1973, с. 47 — 54.

Каганов И. Л. Электронные и ионные преобразователи основы промышленной электроники. М.— Л., ч. 3, 1956, с. 497, фиг. 6—

12а. (54) КОМПЕНСИРОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в силовой преобразовательной технике в качестве стабилизированного источника питания.

Цель изобретения — обеспечение стабилизации тока в нагрузке, повышение коэффив с

„„SU„„1403297 А 1 циента мощности при одновременном обеспечении высокой надежности и экономичности, а также мощности при минимальной установленной мощности компенсирующей и стабилизирующей конденсаторных батарей.

Преобразователь содержит трансформатор с трехфазными сетевой и двумя соединенными в две обратные звезды с уравнительным реактором 6 вентильными обмотками 2, 3. Вентили выпрямителей 4, 5 соединены ио нулевой схеме и подключены к соответствующим вентильным обмоткам 2 и 3. Батарея ком пепси рук)щих конденсаторов 9 включена пофазно между концами сетевой обмотки и выводами стабилизируK)ILiHx реактора 7 и конденсаторной батареи 8. Конденсаторы батареи 8 и обмотки рсакто,)а 7 подключены соответственно к опережающим и отстающим фазам сети по отноц|ению к фазным сетевым обмоткам. Указанное соединение элементов, а также определенный выбор величины емкости компенсирующей батареи 9 обеспечивают уменьшение сумм арной конденсаторной мощности за счет компенсации токов в фазах реактора 7 и конденсаторной батареи 8. При этом наличие компенсирующей батареи 9 не приводит к появлению бросков тока и усложнению переходных процессов. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.!

403297

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для обеспечения стабилизации тока в нагрузке, повышения надежности и экономичности преобразовательных систем, питающих электролизиые серии, электротермические установки и др.

Цель изобретения — обеспечение стабилизации тока в нагрузке, повышение коэффициента мощности при одновременном обеспечении высокой надежности и экономичности преобразователя, а также получение максимального коэффициента мощности ири

: минимальной установленной мощности компенсирующей и стабилизирующей конденсаторных батарей.

На чертеже представлена принципиальная схема компенсированного преобразователя.

Преобразователь содержит преобразовательный трансформатор с трехфазной сетевой обмоткой 1, вентильной обмоткой 2, соединенной в прямую звезду, и вентильной обмоткой 3, соединенной в обратную звезду, два нулевых трехфазных выпрямителя 4 и 5, подключенных соответственно к вентильным обмоткам 2 и 3. Двухфазный уравнительный реактор 6 с выводом от середины его витков, образующим один из выходных выводков для подключения нагрузки, включен между нулевыми выводами звезд вентильных обмоток 2 и 3. Кроме того, преобразователь содержит стабилизирующий трехфазный реактор 7, стабилизирующую конденсаторную батарею 8 и компенсирующую конденсаторную батарею 9. Конденсаторная батарея 9 соединена с концами сетевой обмотки 1 иофазно последовательно, причем свободные выводы фазных конденсаторов этой батареи соединены с выводами фазных обмоток реактора 7 и с выводами фазных конденсаторов стабилизирующей конденсаторной батареи 8. При этом выводы от начал фазных электрически связанных обмоток трехфазной сетевой обмотки 1, свободные выводы обмоток стабилизирующего реактора 7 и конденсаторов стабилизируннцей конденсаторной батареи 8 подключены к входным выводам для подключения трехфазной питающей сети так, что конденсаторы подключены к опережающим, а фазные обмотки реактора — к отстающим, по отношению к фазным сетевым обмоткам трансформатора, фазам питающей сети.

Компенсированный преобразователь работает следующим образом.

При подключении преобразователя к питающей сети соединенные с вентильными обмотками 2 и 3 трехфазные выпрямители 4 и 5 за счет выравнивающего действия двухфазного уравнительного реактора 6 работают параллельно со сдвигом коммутацион1О !

Неизменность тока в сетевой обмотке 1 обеспечивает стабилизацию выпрямленного тока в нагрузке преобразователя, а также отсутствие феррорезонансных бросков тока в батарее 9, что обеспечивает высокую надежность работы преобразователя.

Напряжение на конденсаторной батарее

9 трансформируется в контуры коммутации вентилей выпрямиTåëåé 4 и 5, вызывая иx опережающую искусственную коммутацию.

При емкости конденсаторов батареи 9, рав. ной Xc=+ в1п1(, (1), где L

30 у1 ол сдвига между их 11ервыми г 1рмониках1и полностью компенсируется индуктивный: арактер некомпенсированного иреобразова35

55 ных процессов в одном выпрямителе относительно другого на 60 эл. град. Длительность вентильного тока выпрямителей без учета угла коммутации составляет

120 эл. град., а амилитуга равна половине тока нагрузки. Ток двух иротивофазных всHтилей трансформируется в сетевую обмотку трансформатора 1, а следовательно, протекает и через компенсирующую конденсаторную батарею 9. Этот ток протекает и через стабилизирующие реактор 7 и конденсаторну1о батарею 8. В силу того, что сопротивления фаз реактора 7 и батареи 8 на частоте сети равны, то ио первой гармонике конденсаторная батарея 9 и сетевая обмотка трансформатора 1 запитываются от источника тока (т. е. источника с неизменным током). теля и по отношению к реактору 7 и батарее 8 цепь, состоящая из сетевой обмотки 1 и батареи 9, представляет собой активное сопротивление. Этот факт приводит к тому, что в каждой фазе питающей сети сетевые

ЭДС и ток совпадают ио направлению (токи в фазах реактора 7 и конденсаторной батареи 8, подключенных к одной фазе питающей сети, взаимно компенсируются), т. е. преобразователь работает с коэффициентом могцности, близким к единице. Одноврех1енно значительно снижается напряжение иа конденсаторной батарее 8. Мощность коиденсаторной батареи 8 снижается сще более существенно, ибо она определяется квадратом напряжения. Снижение мощности батареи 8 перекрывает дополнительную конденсаторную мощность батареи 9. В результате суммарная конденсаторная мощность меньше, чем в случае, когда батарея 9 отсутствует, т. е. в предлагаемом преобразователе создаются условия для высокоэффективного использования дефицитной и дорогостоящей конденсаторной мощности. Это ио. вышает экономичность преобразователя.

Формула изобретения

1. Компенсированный преобразователь, содержащий преобразовательный трансформатор с трехфазной сетевой и соединенными! 1!132(17

Х, =- > 8!и(!) ! ), 1,р

Составите,>ь, !. Устпнкин(>

Редактор И. Сег)я>>ик Техреду И. Верее КорреhT»I> (). Кравпова

Заказ 2880!52 Тираж 665 11о.(пивное

ВНИИ!1И Государственного комитета (.(.(Р .r> пе.>ач из>нпн > пни и откр>»ги>!

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра> гнская н >(>, и l,5 !

1роизводствен>н>-попигра(!>инеское препприятие, г» жгоро.(. )..>. .!1ро(кгная. 4 соответственно в прямую и обратную звезды трехфазными вентильными обмотками, K каждой из которых подключен трс»фазный выпрямитель, выполненный по нулевой с»еме, причем между нулевыми выводами каждой пары противофазных тре»фазных вентиль ных обмоток вкл ючеH ура внительH ы и реактор с выводом от средней точки его витков, подключенным к одному из вы»олны» выводов, а к другому выходному выводу 1!олключены свободные выводы одноименны» электродов вентилей указанных выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабилизации тока в нагрузке и повышения коэффициента мощности при одновременном обеспечении высокой надежности и экономичности, к фазным конца»! трехфазной сетевой обмотки трансформатора подключена пофазно последовательно дополнительно введенная трехфазная компенсирующая конденсаторная батарея, свободные выходные выводы от фазных конленсаторов которой соединены с выводами от концов фазных обмоток дополнительно введенного трехфазного стабилизирующего реактора и фазных конденсаторов дополнительно введенной стабилизирующей конденсаторной батареи с равными на частоте питающей сети фазными индуктивным и емкостным сопротивлениями, причем выводы от начал фазны» электрпч((è (!3я3ан>!blх Обмоток TI)(»фазной с(! (!3ой Об»>отки. (вобо 1 i!bi(выволы обмоток стабилизи )» K)n(cl 0 реактора и KOIIленсаторов стабилизирующей конленс JTOI)5 ной батареи 1)олкг!к) !сн!1 к в»олным выв(>лам лля нолкл>оче!шя фаз тре: фазной nlfl аю>цсй с Tи ак, чTО KОI>л(!!с(>торы пОлK.1к) I(!11>! к опережающим. а (QEI3III I(обмотки !)с!>к!(>pa — к отстающим. и(Отношеник) к фа 3»I I>I с(тев!.!»1 обмоткам трансформатора, (I)

2. Преобразователь по и. I, (>тлинаю!ц!и дя тем, ITo, с целью получения максимального коэффициента мощности III)I3 минимальной установленной мощности ком пенснрук>щей и стаби)ff3!II)ук)щей конленсаторны» батарей. емкостнос сопротивление конденс;!торов кажлой фазы компенсиру!ощей батареи выбирают из условия где!! и! — фазныс напряжения и TOK с(тевой обмотки некомпенсированногого преобразователя;

25 (г (! ) — — угол сдвига фаз между первь>ми гармониками фазны» напряжения и тока (.cTeE>oii 0()мотки H(»KO)111(е!3си I)013(i ннОГО

П РСOO !) E33013EI T(» I ß .