Тяжпромэлектропроект»

 

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.VI.1965 (№ 1018337124-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Х1!.1966. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 11.11.1967

Кл. 21d, 13

Комитет по лилпе изобретеиий и открытий при Спеете Мииистрое

СССР

МПК Н 02п

УДК 621.314.252(088.8) Автор изобретения

Е. Я. Бухштабер ьИ, ":.

Заявитель Государственный проектный институт <сТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ»

П РЕОБ РАЗО ВАТЕЛ Ъ ОДНО ФАЗ НОГО НАП РЯЖЕН ИЯ

В ТРЕХФАЗНОЕ

Известны преобразователи однофазного напряжения в трехфазное, в которых использованы комбинации из активных и реактивных элементов, включенных последовательно или параллельно фазам трехфазной нагрузки.

Удовлетворительная симметрия напряжений и токов достигается лишь в очень узком диапазоне нагрузок.

Основными отличительными особенностями предложенного преобразователя является то, что, с целью получения симметрии напряжений, вторичная обмотка указанного трансформатора выполнена из трех секций, к средней секции подключена одна из фаз нагрузки, а общая точка двух других фаз подключена посредством двух силовых ключей соответственно к началу и концу вторичной обмотки трансформатора и к коммутационному ключу.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 показаны выходные фазные напряжения для случая чисто активной нагрузки и отсутствия противо-э. д. с.

Нагрузка, содержащая три фазы 1, 2 и 8„ подключена непосредственно к средней секции 4 однофазпого трансформатора (или автотрансформатора), напряжение на которой равно фазному напряжению трехфазной нагрузки. Общий вывод фаз 2 и 8 нагрузки в

Течение каждого полупериода поочередно подключается к первой секции 5 и последней секции б через две антипараллельно включенные группы вентилей 7 и 8.

В качестве групп вентилей могут быть использованы любые управляемые вентили, а также один управляемый вентиль внутри выпрямительного моста из диодов. При использовании вентилей, требу.ющих для своего выключения прохождения тока через нуль, применяется бесконтактный коммутационный ключ 9, подключающий коммутирующую емкость 10 для принудительной коммутации одной из вентильных групп 7 или д через переключатель 11. При использовании вентилей, 1> обладающих способностью прерывать протекающий ток (например триодов или тиристоров с выключением), коммутационный ключ 9 и емкость 10 не требуются. Применение симметричных тиристоров сокращает их число

20 вдвое.

Напряжения на секциях 4, 5 и 6 трансформатора в общем случае могут быть различными и выбраны в зависимости от особенностей элементов и системы управления. Пусть, на

2 пример, напряжения на секциях 4, 5, 6 трансформатора равны. Для упрощения построения будем считать нагрузку 1, 2 и 8 чисто актиьной и не имеющей собственной противоэ. д. с., которая есть у работающего двигате30 ля, тогда картина напряжения на фазах на190470 (/я —— — 2(l,,ь ып ж1

Цз = ифщ з!пcof

Интервалы времени, действия функции

Напряжения фаз нагрузки

fl —,fI t/; — t — t2

4 —, )гс)с —

t .=t=t +t)t

tl t tl + d t)„.

Уф„) Sln o)

Uo,)и sin 8

У„„г sin о>1

Лв()

Лс () УФ „, sill с) t .) яo (/)

Угс () Up sin co t — 0,5 U<„) sin o) t — 0,5 ) .) ф))г sin t

Up sin ю t — 2U@, япюf — 2 ))) sIn о) f 1 ) sin

50 грузки будет такой, как представлена на фиг. 2.

Рассмотрение работы схемы удобно начинать с момента (я, когда включается вентиль группы 8, например вентиль 12, который будет работать до конца периода. Наличие индуктивности трансформатора и нагрузки приведет к тому, что ток мгновенно измениться не сможет, поэтому через какой-то промежуток времени Л4., напряжение достигнет напряжения на фазах 8 нагрузки: U, =

= 2U > яп (а (4 + М, ) и), и дальше „"î конца периода определится по закону синусоиды с обратным знаком и двойной фазной амплитудой. Up — максимальное фазное напряжение. Для этого же момента напряжение фазы 2 определяется так же, как и для фазы I: U> — — U>„, sin 0It = Ul. Одновременно с вентилем 12 включается вентиль 18 для заряда коммутирующей емкости 10, которая зарядится до какого-то напряжения U» и при прохождении зарядного тока через нуль вентиль 12 погаснет. При смене полярности напряжения с самого начала периода открывается один из вентилей группы 7, например вентиль 14, и в этом случае мгновенные напряжения па фазах 2 и 3 трехфазпой нагрузки на участке от О до момента tl составят:

Во вторую половину периода функция внутри каждого временного интервала остается прежней, но знак перед ней изменится на обратный, Функции f» (1). /яь (t) flc (), fz, (t) — положительные криволинейные функции, определяемые напряжениями на индуктивностях в результате разряда конденсатора.

Все они с достаточной для практических целей точностью могут рассматриваться как отрезки прямых, соединяющие отрезки синусоид с различной амплитудой. Из таблицы видно, что в любой момент в времени сумма мгновенных напряжений всех трех фаз равна нулю.

Управляя моментом открытия вентилей 15, 17 для гашения вентилей 18, 14 группы 7 (т. е. времени tl) и моментом открытия вентилей 12, 1б группы 8 (т, е. времени tq), можно изменять действующее значение напряжений в фазах 2 и 3, а также поддерживать че5

4

В момент 1 открывается коммутирующий вентиль 15, и напряжение конденсатора И» прикладывается к работающему вентилю 14 в обратную сторону, в результате вентиль 14 погаснет, а через конденсатор 10 пройдет рабочий ток, и он будет сначала разряжаться до нуля, а затем перезарядится в обратную сторону. С прохождением зарядного тока конденсатора 10 через нуль вентиль 15 также запирается. В результате погасания вентиля 14 произойдет смена полярности и двухкратное уменьшение амплитуды мгновенного напряжения Us и четырехкратное уменьшение амплитуды мгновенного напряжения U), В момент времени 1, включится вентиль группы 8, в данном случае вентиль Iб, и произойдет смена полярности и двухкратное возрастание амплитуды мгновенного напряжения U> и четь рехкратное возрастание амплитуды мгновенного напряжения Us, С момента времени

4 процесс будет происходить так же, как описывалось выше, с момента времени t) — только с обратной полярностью. Отпирание для заряда конденсатора 10 вентиля 15 не приведет к его зажиганию, так как конденсатор уже заряжен энергией коммутации вентиля группы 7. Закон изменения мгновенных значений напряжения для фаз чисто активной нагрузки без противо-э. д. с. на каждом отрезке времени внутри полупериода указан в нижеследующей таблице; рез него равенство действующих значений тока искусственных фаз току фазы 1 во всем диапазоне возможных нагрузок преобразователя. ) аким образом, создается симметричная трехфазная система токов, исключающая перегрузку отдельных фаз асинхронных двигателей.

К положительным свойствам предложенного преобразователя относится и то, что им без разрыва силовой цепи, переключив лишь коммутационный конденсатор 10 с вентилями 17, l5 с помощью переключателя 11 и систему управления силовыми вентилями на обратную, можно реверсировать питающийся от него привод.

Данный преооразователь позволяет так же симметрично загружать трехфазную сеть при питании однофазной нагрузки. В этом случае вход и выход преобразователя меняется местами.

190470

Пр едм ет изобретения

Преобразователь однофазного напря>кения в трехфазное, содер>кащий трансформатор с секционированной обмоткой и бесконтактные ключи, отличающийся тем, что, с целью получения симметрии напряжений, вторичная обмотка указанного трнсформатора выполнена из трех секций, причем к средней секции подключена одна из фаз нагрузки, а общая точка двух других фаз подключена посредством

5 двух силовых ключей соответственно к началу и концу вторичной обмотки трансформатора и к коммутационному ключу.

190470 г ° °

Составитель Л. Борисова

Редактор Е. Кречетова Техред А. А. Камышникова Корректоры: М. П. Ромашова и E. Ф. Полионова

Заказ 174711 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2