Компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное
Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания постоянным током для электромагнитных серий, установок электротермии, железнодорожного транспорта и т.д., обеспечивающего повышение качества электрической энергии в питающей сети. Сущность изобретения: устройство состоит из трансформатора , сетевая обмотка 5 которого соединена с питающей сетью, а вентильные обмотки 1-4 соединены с входами выпрямительных мостов с анодными 6,8,10 и 12 и катодными 7,9,11 и 13 вентильными группами . Компенсирующее устройство выполнено в виде двух реакторов, причем рабочие обмотки 14 и 16 первого реактора включены последовательно с вентилями катодной 7 и анодной 8 вентильных групп. Рабочие обмотки 17 и 19 включены аналогично в 11 и 12 группы вентилей. Компенсационная обмотка 15 первого реактора соединена в звезду, а компенсационные обмотки 15 и 18 соединены между собой согласно последовательно и к точкам их соединения подключена конденсаторная батарея 20 компенсирующего устройства. Указанное выполнение ycf ройства удваивает фазность преобразования, что приводит к снижению мощности искажения. 5 з.п.ф-лы, 1 ил, СО С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР > ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i n /" (21) 4887706/07 (22) 05.12.90 (46) 07.10.92. Бюл. N 37 (71) Челябинский политехнический институт им,Ленинского комсомола (72) Ю.И.Хохлов (56) Каталог Информэлектро 05.43.03.89. Выпрямители серии ВАКД и ВАКВ, 1989. Авторское свидетельство СССР (Ф 1179504, кл. Н 02 M 7/757, 1985, (54) КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания постоянным током для электромагнитных серий, установок электротермии, железнодорожного транспорта и т.д., обеспечивающего повышение качества электрической энергии в питающей сети. Сущность изобретения: устройство состоит из транс„, ЯЛ„„1767658 А1 форматора, сетевая обмотка 5 которого соединена с питающей сетью, а вентильные обмотки 1 — 4 соединены с входами выпрямительных мостов с анодными 6,8,10 и 12 и катодными 7,9,11 и 13 вентильными группами. Компенсирующее устройство выполнено в виде двух реакторов, причем рабочие обмотки t4 и 16 первого реактора включены последовательно с вентилями катодной 7 и анодной 8 вентильных групп. Рабочие обмотки 17 и 19 включены аналогично в 11 и 12 группы вентилей. Компенсационная обмотка 15 первого реактора соединена s звезду, а компенсационные обмотки 15 и 18 соединены между собой согласно последовательно и к точкам их соедийения подклю- 2 чена конденсаторная батарея 20 компенсирующего устройства. Указанное выполнение устройства удваивает фазность преобразования, что приводит к снижению мощности искажения. 5 з.п.ф -лы, 1 ил, 1767658 Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электролизе, электротермии, железнодорожном транспорте и др, для питания нагрузки выпрямленным током. Известен некомпенсированный двенадцатифазный преобразователь, содержащий преобразовательный трансформатор с одной сетевой и двумя соединенными в звезду и треугольник вентильными обмотками, к которым подключены выпрямительные мосты с выходными выводами, связанными с нагрузкой. Недостатками преобразователя являются значительное потребление из сети реактивной мощности 10 и достаточно высокие коэффициенты несинусоидальности напряжения и тока на входе агрегата. Известен компенсированный двенадцатифазный преобразователь, содержащий преобразовательный трансформатор с под20 ключенной к питающей сети сетевой обмоткой и соединенными в звезду и треугольник первой и второй вентильными обмотками, к которым подключены первый и второй выпрямительные мосты. Компенсирующее устройство преобразователя выполнено в 25 виде двух реакторов, на магнитопроводе каждого из которых расположены две встречные включенные последовательно с анодной и катодной вентильными группами. соответствующего моста трехфазные рабочие обмотки и одна трехфазная компенсационная обмотка, Компенсационные обмотки реакторов, соединенные одна в звезду, а другая в треугольник, соединены 35 последовательно и к точкам их соединения подключена трехфазная конденсаторная батарея, Этот преобразователь, выбранный v. качестве прототипа, может работать практически без потребления реактивной мощ40 ности из питающей сети. Однако коэффициенты несинусоидальности напряжения и тока на входе агрегата остаются высокими, что существенно снйжает качества электрической энергии в ",èòàþùeé сети. В результате возрастают потери электрической энергии и ухудшается экологическая электромагнитная обстановка для всех потребителей, подключенных к сети. Целью изобретения является повыше50 ние качества электрической энергии в питающей cGTvl, Поставленная цель достигается тем, что трансформатор преобразователя снабжен дополнительными соединенными в звезду и треугольник третьей и четвертой вентиль- 55 ными обмотками и подключенными к ним дополнительными третьим. и четвертым выпрямительными мостами, причем одна трехфазная рабочая обмотка первого реактора включена последовательно в вентильной группой первого, а другая — третьего выпрямительных мостов, одна трехфазная рабочая обмотка второго реактора включена последовательно с вентильной группой второго, а другая — четвертого выпрямительных мостов. При выполнении третьей обмотки трансформатора по схеме, синфазной схеме первой, а четвертой аналогичной обмотки по схеме, синфазной схеме второй вентильной обмотки, трехфазные рабочие обмотки каждого из реакторов включены одна в катодную, а другая в анодную вентильные группы выпрямительных мостов. При выполнении третьей обмотки трансформатора по схеме, противофазной схеме первой, а четвертой аналогичной обмотки по схеме, противофазной схеме второй вентильной обмотки, рабочие обмотки каждого из реакторов включены в одноименные вентильные группы выпрямительных мостов, При отсутствии необходимости плавного регулирования выпрямленного напряжения все вентильные группы выпрямительных мостов выполнены на неуправляемых вентилях. При необходимости плавного регулирования напряжения либо некомпенсированные, либо все группы выпрямительных мостов выполнены на управляемых вентилях. По выходу выпрямительные мосты преобразователя соединяются последовательно, параллельно или комбинированно. На чертеже представлена принципиальная схема одного из вариантов предложенного преобразователя, выполненного на неуправляемых вентилях с синфазными первой и третьей, второй и четвертой вентильными обмотками преобразовательного трансформатора. Он содержит преобразовательный трансформатор, первая 1 и третья 3 вентильные обмотки которого соединены в звезду, а вторая 2 и четвертая 4 аналогичные обмотки соединены в треугольник. Сетевая обмотка 5 трансформатора подключена к питающей сети. К вентильным обмоткам трансформатора подключены выпрямительные мосты с анодными 6,8,10,12 и катодными 7,9,11,13 вентильными группами. Рабочие обмотки 14 и 16 первого реактора компенсирующего устройства включены последовательно с вентилями катодной 7 и анодной 8 вентильных групп первого и третьего выпрямительных мостов. Рабочие обмотки 17 и 19 второго реактора компенсирующего устройства включены аналогично в катодную 11 и анодную вентильную группы второго и четвертого выпрямительных мос1767658 тов. Компенсационная обмотка 15 первого реактора соединена в звезду, а аналогичная обмотка 18 второго реактора соединена в треугольник. Между собой компенсационные обмотки соединены согласно последовательно и к точкам их соединения подключена компенсаторная батарея компенсирующего устройства 20. Работа компенсирован ного преобразователя осуществляется следующим образом. При подключении обмотки 5 трансформатора к питающей сети вентильные токи компенсированных групп 7;8 и 11,12, протекая по обмоткам реактора 14,16 и 17,19, создают в компенсационных обмотках 15 и 18 токи, спектр которых определяется гармониками порядка 6S + 1, где $ = 0,1,2,3,.... По отношению к точкам подключения батареи одинакового направленными оказываются лишь токи нечетнократных(3 = 1,3,5,...) гармоник. Они и перезаряжают конденсаторы 20. Наибольший вес имеют пятая и седьмая гармоники, Созданные этими гармониками токов напряжения на конденсаторах трансформируются в контуры коммутации вентилей компенсированных групп. 7,8,11,12 и вызывают опережающую искусственную коммутацию вентилей этих групп, Группы 6,9,10,13 работают в режиме естественной коммутации. За счет искусственной коммутации вентилей компенсированных групп первая гармоника сетевого тока преобразователя сдвигается в сторону опережения, благодаря чему уменьшается потребляемая из сети реактивная мощность. Различие моментов включения вентилей компенсированных и некомпенсированных групп приводит к интерференции высших гармоник в сетевом токе и напряжении на входе преобразователя, что резко снижает их коэффициенты несинусоидальности, Включение компенсирующего устройства в предложенной схеме преобразователя только в половину вентильных групп при выборе емкости конденсаторов, обеспечивающей опережение включения вентилей компенсированных групп на угол, близкий к л К/12, практически удваивает фазность. преобразования, т,е. двенадцатифазный преобразователь по отношению к питающей сети и нагрузке становится двадцатичетырехфазным. В результате в два раза снижается мощность искажения преобразователя. Благодаря этому существенно повышается качество электрической энергии в питающей сети и снижаются ее потери. улучшается качество электроэнергии и в уп-. равляемых режимах работы преобразователя, когда он работает с промежуточной (между 12 и 24) фазностью преобразования. Формула изобретения 1. Компенсированный преобразователь переменного напряженйя в постоянное, содержащий преобразовательный трансформатор с подключенной к.питающей сети 10 сетевой обмоткой и соединенными в звезду и треугольник первой и второй вентильными обмотками, к которым подключены первый и второй выпрямительные мосты, а также компенсирующее устройство в виде двух ре15 акторов, на магнитопроводе каждого из которых расположены две встречн ые включенные последовательно с вентильными группами трехфазные рабочие обмотки и одна трехфазная компенсационная обмот20 ка, причем компенсационные обмотки реакторов, соединенные одна в звезду, а другая в треугольник, включены согласно последовательно и к точкам их соединения подключена трехфазная конденсаторная батарея, 25 отличающийся тем, что, с целью повышения качества электрической энергии в питающей сети, трансформатор преобразователя снабжен дополнительными соединенными в звезду и треугольник третьей и 30 четвертой вентильными обмотками и подключенными к ним дополнительными третьим и четвертым выпрямительными мостами, причем одна трехфазная рабочая обмотка первого реактора включена последователь35 но с вентильной группой первого, а другая — третьего выпрямительных мостов, одна трехфазная рабочая обмотка второго реактора включена последовательно с вентильной группой второго, а другая — четвертого 40 выпрямительных мостов. 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что третья вентильная обмотка трансформатора синфазна первой, четвертая — второй, а трехфазные рабочие обмотки 45 каждого из реакторов включены одна в катодную, а другая — в анодную вентильные группы выпрямительных мостов. 3. Преобразователь по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что третья вентильная обмотка 50 трансформатора противофазна первой, четвертая — второй, а трехфазные рабочие обмотки каждого из реакторов включены в одноименные вентильные группы выпрямительных мостов, 55 4. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что все вентильные группы выпрямительных мостов выполнены на неуправляемых вентилях, 5. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что некомпенсированные 1767658 20 35 40 50 Составитель Ю.Хохлов Техред М. Моргентал Корректор M.Màêñèìèøèíåö Редактор Заказ 3557 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 вентильные группы выпрямительных мостов выполнены на управляемых, а компенсированные вентильные группы — на неуправляемых вентилях. 6. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что все вентильные группы выпрямительных мостов выполнены на управляемых вентилях. 
