Шестифазный двухтактный преобразователь с искусственной коммутацией

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразователям (П) с искусственной коммутацией. Цель изобретения - повышение надежности, улучшение массогабаритных и энергетических показателей П. В шестифазном двухтактном вентильном П наличие двух коммутирующих обмоток (КО), расположенных на четвертом и пятом стержнях преобразовательного трансформатора (Т), соединенных последовательно, и коммутирующего конденсатора, соединенного параллельно с управляемым дросселем (УД), позволяет автоматически поддерживать работу П в двойном трехфазном режиме с искусственной коммутацией при отсутствии третичных обмоток на основных стержнях и малых коммутирующих токах из-за симметричного расположения КО. В результате этого улучшаются его массогабаритные и энергетические показатели. Для поддержания такого режима при изменении тока нагрузки П пропорционально ему будет изменяться индуктивность УД. При пробое вентиля или при внутренних повреждениях Т в П возникает ограничение аварийных токов за счет применения пятистержневого Т с полуразвязанной магнитной системой, у которого сопротивление нулевой последовательности соизмеримо с сопротивлением намагничивания Т, что позволяет выбрать меньшее количество вентилей и тем самым повысить его надежность. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gf)g Н 02 И 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4255498/24-07 (22) 03.06.87. (46) 07,07.90. Бюл. Р 25 (71) Норильский вечерний индустриальный институт (72) Г.В.Иванов, Л.А.Кляп, Т.А.Севостиянова и А.В.Гущин (53) 62 1.3 14 .632(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 741394,: кл. Н 02 If 7/12., 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 1325640, кл. H 02 М 7/04, 1985. (54) НЕСТИФЛЗНЬ1Й ДВУХТАКТ%1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ИСКУССТВЕННОЙ КО ИУТАЩ1ЕЙ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразователям (П) с искусственной коммутацией. Цель изобретения — повышение надежности, улучшение массогабаритных и энергетических показателей П. В шестифазном двухтактном вентильном П наличие двух коммутируюших обмоток (КО), расположен— ных на четвертом и пятом стержнях преобразовательного трансформатора

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразователям с искусственной коммутацией.

Цель изобретения — повышение надежности, улучшение массогабаритных и энергетических гоказателей.

На черте>ке представлена принципиальная схема устройства.

Преобразователь содержит трехфазный пятистержневой преобразователь„„Я0„„1577021 (Т), соединенных последовательно, и коммутирующего конденсатора, соединенного параллельно с управляемым дросселем (УД), позволяет автоматически поддер>кивать работу П в двойном трекфазном режиме с искусственной коммутацией при отсутствии третичных обмоток на основных стержнях и малых коммутирующих токах из-эа симметричного расположения КО. В результате этого улучшаются его массогабаритные и энергетические показатели. Для поддержания такого режима при изменении тока нагрузки П пропорционально ему будет изменяться индуктивность УД.

При пробое вентиля или при внутренних повреждениях Т в П возникает ограничение аварийных токов за счет применения пятистержневого Т с полуразвязанной магнитной системой, у которого сопротивление нулевой последователь— ности соизмеримо с сопротивлением намагничивания Т, что позволяет выбрать меньшее количество вентилей и тем самым повысить его надежность. 1 ил. ныи трансформатор 1 с сетевыми обмотками 2-4 и вентильными обмотками 5-7, включенными между входными выводами двух трехфазных вентильных мостов, собранных на вентилях 8-19, катоды которых объединены в общую точку и образуют положительный выходной вывод

20 преобразователя, а аноды также объединены в общую точку и образуют отрицательный выходной вывод 21 преобразователя. Коммутирующие обмотки 22

1577021 и 23 расположены на четвертом и пятом стержнях и включены последовательно.

На их выходные выводы подключен комМутирующий конденсатор 24, соединенный параллельно с управляемым дросселем 25, имеющим рабочие обмотки 26 и 27,. задающую обмотку 28 управления, подключенную к стабилизированному источнику постоянного напряжения через потенциометр 29, и управляющую обмотку 30, подключенную к выходу. трехфазного датчика тока. Трехфазный датчик тока выполнен на трех трансформа торах 31-33 тока, первичными обмотками каждого из которых являются шины вентильных обмоток, а вторичные обмотки соединены в звезду и подключены к выводам йеременного тока диодного трехфазного моста 34, к выводам посто- „ 0 янного тока подключен потенциометр 35, ползунок которого я ляется выходнъ.л выводом 36 датчика тока.

Преобразовател-. работаз- следующим образом. 5

При нормальной работе ше.=тифазнсгс двухтактного преобразователя вступают в параллельную работу два трехфазных мостовых выпрямителя, собранных на вентилях 8-13 и 14-19. При параплель- 30 ной работе мостов устанавливается выпрямленное напряжение, величина которого является средней между мгновенными значениями фазных напряжений поочередно встречно-параллельно работаю35 щих вентильных обмоток 5-7. Разность мгновенных значений фазных напряжений вентильных обмоток составляет напряжение тройной частоты и треугольной формы с амплитудой, равной половине 40 амплитуды фазного напряжения вентильной обмотки. Под действием этого напряжения по вентильным обмоткам 5-7 параллельно работающих фаз будет протекать уравнительный ток тройной час- 45 тоты, .который будет создавать потоки нулевой последовательности. Эти потоки будут замыкаться по четвертому и пятому стержням, имеющим сечение, равное 15-20Х сечения основных стер>кней. Наличие боковых стержней создает

50 симметрию напряжений на вентильных обмотках, что приводит к некоторому уменьшению уравнительного тока в преобразователе. Потоки нулевой последоl

55 вательности в коммутирующих обмотках

22 и 23 будут наводить ЭДС тройной частоты. Сумма этих ЭДС будет приложена к коммутирующему конденсатору 24 и параллельно включенному управляемому дросселю 25. При соответствующем выборе чисел витков коммутирующих обмоток 22 и 23, параметров коммутирующего конденсатора 24 и управляемого дросселя 25 можно создать такой опережающий ток в коммутирующих обмотках, который будет трансформироваться на вентильные обмотки 5-7 трансформатора 1, и тем самым позволяет работать преобразователю с полной компенсацией реактивной мощности или даже с возвратом ее в питающую сеть в широком диапазоне изменения нагрузки.

При малых токах нагрузки индуктивность рабочих обмоток 26 и 27 управляемого дросселя 25 наибольшая, а при возрастании тока нагрузки преобразователя сигнал с трехфазного датчика тока, поступающий на управляющую обмот-ку 30, будет уменьшать индуктивность управляемого дросселя. При этом будет ре". -лироваться значс .;-е кс,"лмутирувь.,в . о тока в коюлутируюших обмотках i» и 23 и тем самым автоматически будет цоддерживатъся соответствующий уровень компенсации реактивной мощности и двойной трехфазный режим работы преобразователя. Трехфазный датчик тока выполнен на основе трех однофазных трансформаторов 31-33 тока и трехфазного диодного моста 34, нагруженного на потенциометр 35. Первичными обмотками трансформаторов 31-33 тока являются шины вентильных обмоток 5-7.

Сигнал с выхода датчика така поступа-ет на управляющую обмотку 30 управ-. ляемого дросселя пропорционально току нагрузки преобразователя. В аварийных режимах, например при пробое вентиля. в одном из плеч преобразователя, возникает однофазное короткое замыкание. Однако здесь происходит ограничение аварийных токов, так как в аварийном контуре оказывается большое сопротивление нулевой последовательности х, соизмеримое с сопротивлением намагничивания х трансформатора, благодаря наличию четвертого и пятого стержней в магцнтопроводе, по которым замыкаются потоки нулевой последовательности.

Исходя из вышеизложенного, основными технико-экономическими преимуществами предлагаемого преобразователя являются повышение надежносги за счет ограничения аварийных токов при про6ое вентиля в любом из плеч двух раз1577021 несенных трехфахных мостов. При этом в аварийном контуре оказывается боль шое индуктивное сопротивление нулевой последовательности вентильной обмотки х, обусловленное потоками нулевой последовательности, замыкающимися по магнитопроводам четвертого и пятого стержней трансформатора, и амплитуда установившегося аварийного тока в 10 предлагаемом объекте определяется выражением

Ern

ym

РО где значение х, намного больше, чем хэ, обусловленное потоками рассеяния, что имеет место в известном преобразователе, т. е. х о» х з,.

Благодаря ограничению аварийных токов в предлагаемом преобразователе, суммарная установленная мощность вентилей выбирается примерно на 203 меньше,чем в известном преобразователе, что также способствует улучшению его массогабаритных показателей.

Улучшаются массогабаритные и энергетические показатели преобразователя за счет снижения мощности преобразовательного трансформатора и сниже- З0 ния мощности коммутирующего устройства, так как по коммутирующим обмоткам протекает ток намного меньше,чем в известном устройстве. Снижение мощности преобразовательного трансформатора происходит за счет исключения третичных.обмоток преобразовательного трансформатора в известном устройстве, по которым протекает ток, равный 1-3 тока нагрузки преобразователя, а также 40 за счет лучшего использования трансформатора, так как предлагаемый преобразователь работает в двойном трехфазном режиме.

Типовая мощность трансформатора в предлагаемом преобразователе примерно на 12Х ниже, чем в известном.

Формула и э о б р е т е н и я

Шестифазный двухтакт ый преобразователь с искусственной коммутацией, содержащий трехфазный преобразовательный трансформатор, обмотки которого расположены на четырех основных стержнях магнитопровода, при этом сетевые обмотки соединены в звезду, два трехфазных вентильных моста, между входами переменного тока которых вклю-, чены вентильные обмотки, а выходы постоянного тока объединены, образуя выходные выводы, трехфазньп датчик тока, первичными обмотками каждого из которых являются шины вентильных обмоток, а вторичные обмотки соединены в звезду и через трехфазньп диодный мост подключены к потенциометру, ползунок которого является выходным выводом датчика тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, улучшения массогабаритных и энергетических показателей, магнитопровод трансформатора снабжен дополнительным пятым стержнем, при этом четвертьш и пятый стержни выполнены с сечением 15 -20 каждый от сечения трех основных стержней, .причем на до полнительных стержнях расположены последовательно включенные коммутирующие обмотки, подключенные на коммутирующий конденсатор, параллельно Ко» торому подключен управляемый дроссель, задающая обмотка управления которого подключена к стабилизированному источнику постоянного напряжения, а управляющая обмотка подключена к выходу трехфазного датчика тока.

1577О 1

Составитель Е.Мельникова

Редактор В.Бугренкова Техред М.Дндык Корректор M.Ìàêñèìèøèíeö

Заказ 1853 Тираж 501 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета ио .- .:.обретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва, Н(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбпна-:" "Патент"„. г, Ужгород, ул,-. Гагарина, 101