2 @ -фазный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное и обратно

 

Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания выпрямленным или переменным током. Сущность изобретения: преобразователь состоит из двух шестифазных блоков с нулевой схемой выпрямления, построенных с использованием преобразовательного трансформатора, сетевые обмотки которого 2, 3, снабженные переключающими устройствами, соединены в звезду и треугольник , а вентильные обмотки 4,5,6,7 соединены по схемам прямая звезда и обратная звезда. Между нулевыми точками соответствующих звезд включены уравнительные реакторы 8,9, средние точки которых подключены к отрицательному выходному выводу. Входы выпрямительных устройств 10, 11 соединены с вентильными обмотками 4-7, а выходы 12 с положительным выходным выводом. Первая 12 и вторая 13 трехфазные обмотки реактора компенсирующего устройства включены последовательно с сетевыми обмотками трансформатора со стороны питающей сети . Третья 14 и четвертая 15 обмотки реактора соединены в звезду, включены последовательно согласно и к точкам их соединения подключена конденсаторная батарея 16. Указанное выполнение устройства обеспечивает его упрощение и снижение установленной мощности оборудования при глубоком регулировании выпрямленного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Ј 00 т-А О .N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 02 М 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4916432/07 (22) 11.01.91 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Челябинский государственный технический университет (72) Ю.И.Хохлов, Я.Л.Фишлер, Л.М.Пестряева, А.В.Веноградова, В.П.Светоносов, H.À.ÈâàHåö, Б.С.Алимов, В.Н.Грачев и

В,А;Бобков (56) Каталог Информэлектро 05.43.03-89.

Выпрямители серий ВАКД и ВАКВ, 1989, Авторское свидетельство СССР

М 1124414, кл. Н 02 М 7/06, 1984. (54) 2m-ФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ И ОБРАТНО (57) Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания вйпрямленным или переменным током. Сущность изобретения: преобразователь состоит из двух шестифазных блоков с нулевой схемой выпрямления, построенных с использованием преобразовательного трансформатора, сетевые обмотки

2 которого 2, 3, снабженные переключающими устройствами, соединены в звезду и треугольник, а вентильные обмотки 4,5,6,7 соединены по схемам "прямая звезда" и "об- . ратная звезда". Между нулевыми точками соответствующих звезд включены уравнительные реакторы 8,9, средние точки кото- . рых подключены к отрицательному выходному выводу. Входы выпрямительных устройств 10, 11 соединены с вентильными . обмотками 4-7, а выходы 12 с положительным выходным выводом. Первая 12 и вторая

13 трехфаэные обмотки реактора компенсирующего устройства включены последовательно с сетевыми обмотками трансформатора со стороны питающей сети. Третья 14 и четвертая 15 обмотки реак- Я тора соединены в звезду, включены . последовательно согласно и к точкам их со- единения подключена конденсаторная батарея 16. Указанное выполнение устройства обеспечивает его упрощение и сйижение установленной мощности оборудования при глубоком регулировании выпрямленного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

8 С

СО

1781794

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электролизе, электротермии, на железнодорожном транспорте и др. для

15 единены с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети, причем вторичные фазные напряжения одного из блоков сдвинуты на 30 эл.град. по отношению к аналогичным напряжениям

20 другого блока за счет соединения вентильных обмоток в звезду и треугольник, и двумя выпрямительными устройствами с мостовой схемой выпрямления, каждое из которых входом подключено к вентильным обмоткам трансформатора с системой вторичных фазных напряжений соответствующего блока, а выходом — к выходным выводам для подключения нагрузки, а также компенсирующее устройство, включаю30 щее реактор, выполненный на двух магнитопроводах; на первом из которых расположены несвязанная первая и соединенная в звезду третья трехфаэные обмотки, а на втором — аналогичная первой

35 несвязанная вторая и соединенная в треугольник четвертая трехфазные обмотки, причем третья и четвертая трехфазные обмотки соединены последовательно, а к точкам их соединения подключена трехфазная

40 конденсаторная батарея.

Недостатком прототипа является то, что реактор компенсирующего устройства выполняется из двух конструктивйо различных частей. Одна из них содержит третью обмот45 ку, соединенную в звезду, а другая — четвертую обмотку. соединенную в треугольник.

Число витков у четвертой обмотки в УЗ раз больше, чем у третьей обмотки, Конструктивное различие частей реактора компенсирующего устройства существенно услЬжняет практическую реализацию компенсйрованного преобразователя. Другой недостаток прототипа проявляется при трансформаторном регулировании выпрямленного напряжения, которое в большом 55 числе установок электротехнологии осуществляется для поддержания выпрямленного тока. Регулирование; как правило, выполняется изменением числа витков сетевой питания нагрузки выпрямленным током. 5

Оно может быть использовано и для обратного преобразованйя постоянного напряжения в переменное.

Известен двенадцатифазный компенсированный преобразователь переменного 10 напряжения в постоянное. Он "содержит двэ шестифазных преобразовательных блока, образованных преобразовательным трансформатором, сетевые обмотки которого сообмотки с помощью переключающего устройства. При возрастании числа витков сетевой обмотки выпрямленное напряжение преобразователя снижается, поскольку уменьшаются напряжения на вентильных обмотках. При неизменной емкости конденсаторов батареи постоянству выпрямленного тока в прототипе отвечает неизменность напряжений на конденсаторах. Они практически не зависят от коэффициента трансформации трансформатора. Уменьшение напряжений на вентильных обмотках трансформатора и сохранение коммутирующих напряжений конденсаторов приводит к формированию положительных напряжений на вентилях преобразователя в непроводящую часть периода. Вентили повторно за период питающего напряжения проводят рабочий ток. Появление отстающей волны вентильных токов приводит к сдвигу в стороны отставания сетевых токов преобразователя, т,е. к снижению коэффициента мощности, Для его поддержания приходится снижать собственную частоту контура коммутации вентилей путем дополнительного подключения банок конденсаторов в конденсаторной батарее. В результате возрастает ее установленная мощность.

Целью изобретения является упрощение конструктивного исполнения и уменьшение установленной мощности оборудования преобразователя при глубоком регулировании выпрямленного напряжения с помощью переключающих устройств в сетевых обмотках трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что четвертая трехфаэная обмотка реактора компенсирующего устройства прототипа выполнена с числом витков, равным числу витков третьей обмотки и соединена в звезду. Кроме того, первая и вторая обмотки реактора включены пофээно последовательно с сетевыми обмотками преобразовательного трансформатора со стороны питающей сети. В результате конструктивное исполнение обеих частей реактора компенсирующего устройства становится одинаковым, что резко упрощает выполнение компенсированного преобразователя.

Включение компенсирующего устройства со стороны питающей сети по отношению к регулируемым сетевым обмоткам преобразовательного трансформатора при снижении выпрямленного напряжения аптоматически снижает. собственную частоту контура коммутации вентилей, поскольку с возрастанием коэффициента трансформации трансформатора приведенное в контур коммутации емкостное сопротивление конденсаторной батареи в предложенном пре1781794 образователе уменьшается. Последнее вентильных б о мотках, и 6, появляются

4. 5 6,7 обеспечивает отстройку от повторной про- напря>ке б яжения. о разующие две шестифазные водимости вентилей без дополнительного симметр ричные системы напряжений. Поьку эти системы сдвинуты на 30 подключения конденсаторов в кондейса- " с кольку эти счет соединения сетевых обмоторной батарее компенсирующего устрой- 5 эл,град. за счет с ства, что снижает требуемую мощность "ток трансформатора 2 и 3 в звезду и треник, то на нагрузке с помощью конденсаторной батареи при глубоком гольник т трансформаторном регулировании напря- выпрямительных уст ойств 10 и 11 жения на нагрузке. троиств и создается выпрямленное напряжение, отвечающее

Для повышения постоянного напряже- l0 двенадцатифазном ежим и у -ф ные преобразова- ния, В питающей сети токи также отвеча тельные блоки по отношению к н ен ю к неи двенадцатифазномупреобразованию. Токи включаются последовательно, Для повыше- в первой и вто ой б ния величины по т вои и второй обмотках реактора комь постоянного тока блоки по пенсирующего устройства 12 и 13 соде жат отношению к нагрузке включаются парал- 15 1,5,7,11,13 1719 лельно. Выпрямительные устройства могут моники и т.п. гармоники, Те же ганики содержатся в токах третьей и четсто ах.П ии выполняться как на диодах, так и на тири- вертой 14 и t5 б и и о моток. Гармоники 1, 11, 13 сторах. ри использовании обратного пре- и т.п. замыкаются в епях б

Образований постоянного нап яЖения го напряЖения в минуя конденсаторы. Гармоники 5, 7, 17, 19 переменное могут выполняться с прямым и 20 и т.п, попадаю обратным комплектами тиристоров . " д ют в конденсата ы и их и заряжают. Напряжения конденсаторов баНа рисунке представлена принципиаль- тареи 16 на я схема одного из возможных вариантов трансфо ми я ь и . имеющие тот же спект р и е ложен нсформируясь в контуры коммутации а в редложенного компенсированного преоб- вентилей устр 10 11, р зователя, а именно, 12-фазного преобра- 25 режа о оиств и, вызывает опезователя, состоящего из двух шестифазных вентилей. В жающую искусственную комм та ию ц блоков с н лев и вентилеи. результате вентильные, а слелоков с нулевой схемой выпрямления. Он довательно, и сете содержит преобразовательный тран ф .етевые токи и еоб азов т— с ор- ля сдвигаются в сторон опе ежек я матор 1, сетевые обмотки кото ого 2 и 3 и торого и, приводит к повышению его коэффи иента снабженные переключающими устройства- 30 м Р фф ц нта мощности. егулирование выпрямленного ми, соединены в звезду и треугольник, а нап яжения и б 4456 7 мотки,, и соединены по ется с помощью пе екл ч схемам "прямая звез а" " б да и о ратная звез- обмоток 2 и 3. Для ос щ ю переключающих устройств да". Между нулевыми точками в па ах вен. Для осуществления обратном точками в парах вен- го преобразования постоянного нап яжетильных противофазных обмоток включены 35 ния в переменное ст р уравнительные реактор 8 9

ы и, выводы от переводятся в инверторный ежим аб т средних точек которых подключены к от - Т ри- ехнико-экономическая 44î тельные устройства 10 и 11 х

ыпрями- применения и е паг р д агаемого компенсировходными ванного преобразователя on е еля выводами связаны с вентипьными обмотка- 40 о н р деляется упми4 5 6и7 мо ка- ращением реактора. компенсирующего и, а выходными — с положитель- ст ойства у р тва, поскольку обе его части станолюсом нагрузки. ервая и вторая вятся идентичными, Кроме того, и и гл трехфазные обмотки реактора компенсиру- ком т анс о м у- ком трансформаторном регулировании в предлагаемом преобразователе сокращаетдовательно - с сетевыми обмотками 45 ся установленная мо ность кон трансформатора со стороны питаю я мощность конденсаторти. Третья и четвертая обмотки реакто а 14 П и щеи се- ной батареи компенси ю его ру щ устроиства. и 15 б ктора ри глубине регулирования, составляющей и, о е соединенные в звезду, включены 70",, как это им последовательно согласно. а к точкам их r афита ии о„, как это имеет место при питании печей соединени р ф т ции, установленная мощность батабата ея 16. Д я подключена конденсато. ная 50 и .р ре может быть снижена практически в два рея . Другие варианты преобразова- раза. теля могут иметь другую фазность преобра- Ф зования, иные схемы соединения сетевых и 1. 2 гп- азный к ормула изобретения вентильных бмоток анс":о к трансформатора, а вы- образователь переменного нап яж прямительные устройства могут иметь и мо- 55 постоянное и го напряжения в стовое исполнение. и мо- постоянное и обратно, содержащий два, P б а ота предлагаемого компенси о- об * m-g зных преобразовательных блока

1 ванного вып р - о разованных преобразовательным трансго выпрямителя осуществляется фо мато м ф р тором, сетевые обмотки которого соим о разом, ри подключении единены с входными выво ами трансформатора 1 к питающей сети на его и

ыми выводами для подключения трехфазной питающей сети, 1781794

Составитель Ю.Хохлов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Тупица

В -1, Редактор

Заказ 4280 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,; 101 причем вторичные фазные напряжения одного преобразовательного блока сдвинуты на угол л/т зл.град. по отношению к аналогичным:напряжениям другого блока, и двумя выпрямительными устройствами, 5 .:: каждое из которых входом подключено к вентильным обмоткам трансформатора с системой вторичных фазных напряжений соответствующего блока, а выходом — к выходным выводам для подключения нагруз- 10 ки, а также комйенсйрующее устройство;, ..включающее реактор, выполненный на двух магнитопроводах, на первом из которых расположены несвязанная йеновая и соеди: ненная в звезду третья трехфазные обмот- 15 ки, а на втором — аналогичная первой несвязанная вторая и четвертая трехфаз ные обмотки. причем третья и четвертая .трехфазные обмотки соединены последовательно согласно, а к точкам их соединения 20 подключена трехфазная конденсаторная батарея, отл-ича ю щи и ся тем, что, c: целью конструктивного упрощения и уменьшения установленной мощности оборудования при глубоком регулировании выпрямленного напряжения с помощью переключающих устройств в сетевых обмотках трансформатора, четвертая трехфазная обмотка реактора выполнена с числом витков, равным числу витков третьей обмотки, и соединена в звезду. а первая и вторая обмотки реактора включены пофазно последовательно с сетевыми обмотками преобразовательного трансформатора со сторбны питающей сети.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения постоянного напряжения. m-фазные преобI разовательные блоки по отношению к нагрузке соединены последовательно.

3. Преобразователь по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения постоянного тока, m-фазные преобразовательные блоки по отношению к нагрузке соединены параллельно.