Способ регулирования напряжения и мощности

Авторы патента:

H02M5/45 - с использованием только полупроводниковых приборов

Владельцы патента RU 2600572:

Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к области силовой электроники и предназначено для регулирования напряжения и мощности в мощных низковольтных однофазных резистивных нагревателях различных электротермических установок. Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков, связанных с перекосом фаз и снижением коэффициента мощности, которые присутствуют при формировании выходной синусоиды напряжения транзисторного преобразователя со стандартной частотой 50 Гц. Способ регулирования напряжения и мощности, в котором используют транзисторный преобразователь, состоящий из входного трехфазного диодного выпрямителя, сглаживающего LC-фильтра звена постоянного тока и однофазного транзисторного мостового инвертора, на выход которого подключен LC-фильтр переменного тока, отличающийся тем, что транзисторный преобразователь питает низковольтные резистивные нагреватели через стандартный понижающий однофазный трансформатор синусоидальным напряжением с частотой, в полтора раза превышающей частоту питающей трехфазной сети. 3ил.

Заявляемое изобретение относится к области электротехники, в частности к области силовой электроники, и предназначено для регулирования напряжения и мощности в мощных низковольтных однофазных резистивных нагревателях различных электротермических установок, питаемых через стандартные однофазные низкочастотные трансформаторы частотой 50 Гц при наличии трехфазной сети частотой 50 Гц.

В России и за рубежом имеется большое количество предприятий, на которых используется мощное электротермическое оборудование, в составе которого для оптимизации конструкции используются низковольтные сильноточные однофазные нагреватели. Максимальное напряжение таких нагревателей составляет менее 10 В при токах, достигающих 10 кА, при этом требуется глубокое регулирование напряжения и мощности нагревателей. Питаются такие нагреватели через мощные однофазные силовые трансформаторы стандартной частоты.

Такое электротермическое оборудование применяется, в том числе, на предприятиях по выращиванию слитков искусственного сапфира по методу Киропулоса. Каждая применяемая электротермическая установка имеет мощность 60-80 кВт, а количество установок на предприятиях достигает нескольких сотен штук. Для регулирования напряжения и мощности эксплуатируемых в настоящее время установок массово применяются однофазные тиристорные регуляторы напряжения с известной схемой силовой части, представленной на фиг. 1 и известной из открытых источников, например рис. 2.95а на стр. 100 [1]. Регуляторы получают питание от двух фаз трехфазной сети и регулируют выходное напряжение, используя фазоимпульсный принцип регулирования напряжения.

Использованием однофазных регуляторов объясняется наличие крайне низкого уровня энергоэффективности потребления электроэнергии, так как:

- подключение регуляторов к двум из трех фаз вызывает неравномерное нагружение током фаз - «перекос фаз», полностью не устранимое даже при распределении и подключении электротермических установок к разным парам фаз;

- фазоимпульсный принцип регулирования напряжения является причиной низкого коэффициента мощности из-за сдвига фаз между кривыми напряжения и тока в нагрузке (значения коэффициента мощности близки к значениям 0,7-0,75);

- фазоимпульсный принцип регулирования напряжения приводит к появлению в сети высших гармоник тока и напряжения, отрицательно сказывающихся на других потребителях электроэнергии и энергосетевом оборудовании.

Применение трехфазных тиристорных схем с фазоимпульсным регулированием напряжения по первичной и вторичной стороне трехфазного трансформатора, приведенным на рис. 2, 3, 4 [2], для мощных низковольтных однофазных нагревателей также нецелесообразно из-за больших потерь в выпрямителях на вторичной стороне трехфазных трансформаторов, к тому же не устраняет приведенных выше недостатков схемы однофазного тиристорного регулятора.

Схемой, направленной на устранение всех недостатков вышеперечисленных тиристорных регуляторов, является схема, содержащая трехфазный диодный выпрямитель, однофазный транзисторный инвертор и выходной фильтр, изображенная на рис. 5 [2] и на фиг. 2. На выходе данной схемы с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) формируется регулируемое однофазное синусоидальное напряжение по широко известному алгоритму, которое прикладывается к первичной обмотке низкочастотного однофазного трансформатора, уже имеющегося в составе электротермических установок. В России используются трансформаторы со стандартной частотой 50 Гц. Приведенная схема неработоспособна без фильтра звена постоянного тока, однако главный ее недостаток состоит в том, что для нее не исследована и не указана оптимальная частота выходного напряжения, а предполагаемая частота выходного напряжения стандартна и равна 50 Гц, так как выходное напряжение прикладывается к первичной обмотке трансформатора, рассчитанного на питание от сети 50 Гц.

В качестве аналога может быть применена схема, приведенная на фиг. 2. Использование данной схемы призвано устранить все недостатки вышеперечисленных тиристорных схем, однако это не так. Более подробное исследование с использованием математического моделирования с последующим испытанием опытного образца транзисторного преобразователя мощностью 80 кВт показало, что при равенстве частоты входного и выходного напряжения токи, потребляемые нагрузкой из разных фаз, существенно не равны между собой, а коэффициент мощности составляет не 0,95, а 0,93. Коэффициент несимметрии токов, вычисляемый по формуле:

где I_A, I_B, I_C - действующие значения токов фаз, ΔI_max - наибольшая разность токов двух фаз, достигает значения 12%.

Этот эффект связан с противоречием между трехфазным характером выпрямления сетевого напряжения и однофазным характером потребления энергии с одинаковой частотой.

Объясняется описанный выше эффект тем, что при одинаковой частоте входного и выходного напряжения выходная синусоида напряжения по-разному расположена по отношению к трем синусоидам входного сетевого напряжения и доли энергии, поступающие на выход схемы и в нагрузку из разных фаз сети различны. (При формировании однофазной выходной синусоиды, когда ее частота в несколько раз превышает частоту трехфазной питающей сети, эффект «перекоса фаз» нивелируется, а при наличии трехфазного инвертора отсутствует).

Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков, связанных с перекосом фаз и снижением коэффициента мощности, которые присутствуют при формировании выходной синусоиды напряжения транзисторного преобразователя со стандартной частотой 50 Гц.

Техническим результатом от использования изобретения является снижение нагрузки на питающую трехфазную сеть и улучшение формы питающих напряжений, повышение энергоэффективности работы электротехнического оборудования и повышение срока его эксплуатации, возможность модернизации существующих электротермических установок без замены существующих дорогостоящих силовых трансформаторов.

Экономический эффект связан со снижением финансовых затрат на потребление электроэнергии в расчете на единицу продукции, повышением надежности и эффективности работы электротехнического оборудования электротермических установок и оборудования электрических сетей.

Указанная задача решается с помощью способа регулирования напряжения и мощности, в котором используют транзисторный преобразователь, состоящий из входного трехфазного диодного выпрямителя, сглаживающего LC-фильтра звена постоянного тока и однофазного транзисторного мостового инвертора, на выход которого подключен LC-фильтр переменного тока, отличающегося тем, что транзисторный преобразователь питает низковольтные резистивные нагреватели через стандартный понижающий однофазный трансформатор синусоидальным напряжением с частотой, в полтора раза превышающей частоту питающей трехфазной сети.

Исследования показали, что по мере увеличения частоты выходного напряжения выше 50 Гц «перекос фаз» снижается и становится равным нулю, когда частота выходной синусоиды в 1,5 раза превышает частоту трехфазной питающей сети, а коэффициент мощности увеличивается и становится максимальным и равным 0,95.

Из всего вышесказанного следует, что для выравнивания токов фаз и получения максимального коэффициента мощности при частоте питающей сети 50 Гц на выходе преобразователя необходимо формировать синусоиду напряжения с частотой 75 Гц.

Схема транзисторного преобразователя с подключенной нагрузкой и указанием частоты питающей сети 50 Гц и частоты выходного напряжения 75 Гц изображена на фиг. 3.

На схеме фиг. 3 введена следующая нумерация блоков: 1 - трехфазный диодный мостовой выпрямитель, 2 - сглаживающий LC-фильтр звена постоянного тока, 3 - однофазный транзисторный мостовой инвертор, 4 - выходной LC-фильтр переменного тока, 5 - однофазный силовой трансформатор, 6 - однофазная низковольтная резистивная нагрузка.

Так как напряжение повышенной частоты 75 Гц прикладывается к первичной обмотке однофазного силового трансформатора, рассчитанного на питание от сети частотой 50 Гц, то необходимо оценить влияние эффекта повышения частоты питающего напряжения на трансформатор.

С одной стороны, с увеличением частоты синусоидального напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора, растут потери в стали трансформатора. С другой стороны, при замене однофазного тиристорного регулятора (см. фиг. 1) на транзисторный преобразователь с синусоидальным выходным напряжением становятся равными нулю потери в стали от высших гармоник несинусоидального напряжения. Сравнительные испытания, проведенные на опытном образце транзисторного преобразователя и серийного тиристорного регулятора, показали, что с транзисторным преобразователем температура корпуса трансформатора при той же мощности нагрузки уменьшилась, а дребезг и шум снизились.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:

Фиг. 1 - силовая часть однофазного тиристорного регулятора напряжения,

Фиг. 2 - схема, содержащая трехфазный выпрямитель и однофазный инвертор,

Фиг. 3 - схема изобретения (с подключенной нагрузкой).

Разработанный транзисторный преобразователь имеет широкую область применения как для модернизации существующего электротермического оборудования, так и для применения в электротермических установках нового поколения.

Транзисторный преобразователь реализован в виде опытного образца и принят к производству ФГУП «Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро РАН».

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Электрооборудование и автоматика электротермических установок: (Справочник) / Альтгаузен А.П., Бершидский И.М., Бершидский М.Д. и др., Под ред. А.П. Альтгаузена, М.Д. Бершидского, М.Я. Смелянского, В.М. Эдемского. - М.: Энергия, 1978. - 304 с., ил.

2. Тиристорный преобразователь как средство модернизации однофазных печей. http://www.elec.ru/articles/tiristornyj-preobrazovatel-kak-sredstvo-modernizac/

Способ регулирования напряжения и мощности, в котором используют транзисторный преобразователь, состоящий из входного трехфазного диодного выпрямителя, сглаживающего LC-фильтра звена постоянного тока и однофазного транзисторного мостового инвертора, на выход которого подключен LC-фильтр переменного тока, отличающийся тем, что транзисторный преобразователь питает низковольтные резистивные нагреватели через стандартный понижающий однофазный трансформатор синусоидальным напряжением с частотой, в полтора раза превышающей частоту питающей трехфазной сети.

Похожие патенты:

Преобразователь частоты // 2591055

Настоящее изобретение относится к области электротехники и преобразовательной техники, в частности к статическим преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей.

Преобразователь частоты // 2591054

Рекуперирующий электропривод переменного тока с двухзвенным преобразователем частоты // 2584002

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе переменного тока, в частности в грузоподъемных механизмах, и предназначено для рекуперации электрической энергии в питающую сеть в режиме генераторного торможения при спуске тяжелого груза.

Устройство преобразования напряжения // 2579751

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для потребителей, питающихся от сети. Техническим результатом является повышение точности установки отношения паразитных индуктивностей трансформатора между рабочими режимами.

Предотвращение возбуждения крутильных колебаний в управляемых преобразователем ветвях компрессоров // 2567871

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в машине с управляемым преобразователем приводом. Технический результат - усовершенствование рабочих характеристик машин.

Электропитание для летательного аппарата // 2564401

Изобретение относится к способу генерации напряжения, осуществляемому генераторным модулем (20) электрической сети (1) летательного аппарата, причем упомянутой электрической сети (1), содержащей линию (3) подачи электропитания, питаемую упомянутым генераторным модулем (20), шину (4) постоянного тока, питаемую от упомянутой линии (3) подачи электропитания через выпрямитель (5) и, по меньшей мере, один электропривод (9), питаемый переменным током от шины (4) постоянного тока через инвертор (8); причем способ генерации содержит этап, на котором подают напряжения (VAC) переменного тока как функцию от устанавливаемого значения напряжения и напряжения, измеренного в упомянутой бортовой сети (1) электропитания.

Преобразователь частоты и способ управления им // 2562254

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в вакуумных установках для плавки и термообработки металлов. Технический результат: непрерывный контроль симметрии и величины напряжения вывода индуктора относительно заземленной нейтрали питающей сети, быстрое снижение напряжения на нагрузке при увеличении контролируемого напряжения выше установленного значения, надежное и плавное выключение преобразователя при пробое вывода нагрузки на заземленную нейтраль, повышение электрического КПД индуктора, улучшение формы выходного тока.

Преобразователь частоты // 2559204

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей.

Система и способ демпфирования крутильного колебания без использования датчиков // 2559200

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для демпфирования крутильных колебаний во вращающейся системе. Технический результат - осуществление демпфирования колебаний без использования датчиков вращающегося момента.

Преобразователь частоты // 2557807

Настоящее изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей. Технический результат - повышение энергетической эффективности устройства, уменьшение времени подготовки преобразователя частоты к работе, повышение надежности, а также улучшение эксплуатационных характеристик.

Способ и система для управления гидроэлектрическими турбинами // 2608085

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в гидроэлектрических турбинах. Техническим результатом является обеспечение оптимизации производительности отдельных турбин и группы турбин. Система массива гидроэлектрических турбин содержит массив турбинных систем и управляющий контроллер. Каждая турбинная система массива содержит гидроэлектрическую турбину и систему управления. Система управления содержит: систему преобразователя, выполненную с возможностью преобразования мощности переменного тока, подаваемой генератором, соединенным с гидроэлектрической турбиной, и имеющей напряжение и частоту, которые зависят от скорости вращения гидроэлектрической турбины, в мощность переменного тока, имеющую напряжение и частоту системы передачи, для передачи мощности переменного тока к приемной подстанции; и модуль управления, выполненный с возможностью взаимодействия с системой преобразователя для регулирования напряжения переменного тока, подаваемого генератором. Управляющий контроллер определяет уровень производительности множества гидроэлектрических турбин в пределах массива и инструктирует модуль управления по меньшей мере одной из турбинных систем для регулирования напряжения переменного тока, подаваемого генератором, для изменения мощности, генерируемой по меньшей мере одной из турбинных систем, чтобы управлять, таким образом, всей мощностью, генерируемой массивом. 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Транзисторный преобразователь частоты // 2614045

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источников питания индукционных и сварочных установок, в частотно-регулируемом электроприводе, во вторичных источниках электропитания. Транзисторный преобразователь частоты, содержащий неуправляемый выпрямитель, выполненный по мостовой схеме, подключенный с одной стороны к питающей сети, с другой стороны к конденсатору фильтра, к положительному и отрицательному выводам которого подключен однофазный инвертор напряжения, содержащий четыре полевых транзистора, два обратных диода и блок управления инвертором, сток первого силового транзистора соединен с катодом первого обратного диода и с положительным выводом конденсатора фильтра, исток первого силового транзистора подключен к аноду первого обратного диода, сток второго силового транзистора соединен с катодом второго обратного диода и с положительным выводом конденсатора фильтра, исток второго силового транзистора подключен к аноду второго обратного диода, затворы всех четырех полевых транзисторов подключены к блоку управления инвертором. В инверторе напряжения исток первого силового транзистора соединен с истоком первого вспомогательного транзистора, сток которого подключен к отрицательному выводу конденсатора фильтра. Исток второго силового транзистора соединен с истоком второго вспомогательного транзистора, сток которого подключен к отрицательному выводу конденсатора фильтра. Трансформатор содержит две первичные полуобмотки, первую и вторую, соединенные последовательно и согласно, образуя средний вывод, начало первой первичной полуобмотки подключено к истокам первого силового транзистора и первого вспомогательного транзистора, а конец второй первичной полуобмотки подключен к истокам второго силового транзистора и второго вспомогательного транзистора. К вторичной обмотке трансформатора параллельно подсоединена активно-индуктивная нагрузка. К среднему выводу трансформатора подключено начало основной обмотки двухобмоточного дросселя, конец основной обмотки которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Конец дополнительной обмотки двухобмоточного дросселя соединен с анодом диода заряда конденсатора-накопителя электрической энергии, катод которого подключен к одному выводу конденсатора-накопителя электрической энергии и одновременно к аноду тиристора, катод которого подключен к среднему выводу трансформатора, другой вывод дополнительной обмотки двухобмоточного дросселя и второй вывод конденсатора-накопителя электрической энергии подключены к отрицательному выводу конденсатора фильтра. Управляющий электрод тиристора соединен с блоком управления инвертором. Технический результат: уменьшение количества силовых полевых транзисторов, что уменьшает массогабаритные показатели ключевых элементов и преобразователя в целом, увеличение диапазона регулирования выходного напряжения на активно-индуктивной нагрузке, обеспечение гальванической развязки высоковольтной части инвертора и нагрузки. 2 ил.

Тиристорный преобразователь частоты // 2619079

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания обмоток двухфазных асинхронных двигателей, для индукционного нагрева поверхности металла, для питания тигельных печей, для сварки металлоконструкций и изделий. Тиристорный преобразователь частоты содержит неуправляемый выпрямитель, подключенный с одной стороны к питающей сети, с другой стороны к фильтру, к выводам которого подключен однофазный инвертор напряжения, содержащий два силовых тиристора, два коммутирующих тиристора, коммутирующий конденсатор и два обратных диода. Катод первого силового тиристора соединен с анодом первого обратного диода, катод которого подключен к положительному выводу фильтра, катод второго силового тиристора соединен с катодом второго коммутирующего тиристора, катод второго обратного диода соединен с анодом второго силового тиристора, один вывод коммутирующего конденсатора подключен к аноду второго коммутирующего тиристора. В инверторе напряжения аноды первого и второго силовых тиристоров соединены с положительным выводом конденсатора фильтра. Анод второго обратного диода соединен с катодом второго силового тиристора. Катод первого силового тиристора соединен с катодом первого коммутирующего тиристора, к аноду которого подключен катод первого отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. К аноду второго коммутирующего тиристора подключен катод второго отсекающего диода, анод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Трансформатор содержит две первичные полуобмотки, первую и вторую, соединенные последовательно и согласно, образуя средний вывод. Начало первой полуобмотки трансформатора подключено к катодам первого силового тиристора и первого коммутирующего тиристора, а конец второй полуобмотки подключен к катодам второго силового тиристора и второго коммутирующего тиристора. К среднему выводу трансформатора подключено начало основной обмотки трехобмоточного дросселя, конец основной обмотки которого соединен с отрицательным выводом конденсатора фильтра. Начало первой дополнительной обмотки дросселя соединено с анодом диода заряда коммутирующего конденсатора, катод которого подключен к одному выводу коммутирующего конденсатора и к аноду первого коммутирующего тиристора. Конец первой дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя соединен со вторым выводом коммутирующего конденсатора и положительным выводом конденсатора фильтра. Начало второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключено к одному выводу конденсатора накопителя электрической энергии и к отрицательному выводу конденсатора фильтра. Конец второй дополнительной обмотки трехобмоточного дросселя подключен к аноду диода заряда конденсатора накопителя электрической энергии, катод которого соединен со вторым выводом конденсатора накопителя электрической энергии и с анодом дополнительного тиристора, катод которого подключен к среднему выводу трансформатора. Технический результат: меньшая мощность дросселя, готовность к работе сразу после включения, обеспечена гальваническая развязка силовой цепи и нагрузки. 2 ил.

Электронный трансформатор // 2619773

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям и может быть использовано для непосредственного преобразования трехфазного переменного напряжения в переменное по величине. Такие преобразователи могут быть использованы в системах генерирования переменного напряжения. В электронный трансформатор, в качестве которого можно использовать преобразователь, состоящий из двух ступеней и содержащий каскадно включенные первичную сеть, LC - входной фильтр, выпрямитель на базе инвертора напряжения в обращенном режиме, емкостной фильтр на выходе выпрямителя, автономный инвертор, выходной фильтр и вторичную сеть. Введен сглаживающий реактор между емкостным фильтром на выходе выпрямителя и входом автономного инвертора, при этом автономный инвертор выполнен в виде инвертора тока на полностью управляемых ключах с параллельно включенным двусторонней проводимостью с емкостным фильтром на выходе и также введен индуктивный фильтр, включенный между выходом инвертора тока и вторичной сетью. В результате существенно повысился коэффициент преобразования по напряжению, так как теперь обе ступени - выпрямитель и автономный инвертор - предлагаемого электронного трансформатора имеют коэффициенты преобразования по напряжению выше единицы. 2 ил.

Реверсивное полупроводниковое устройство регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя // 2622394

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя. Техническим результатом является обеспечение нейтрализации отрицательного действия ЭДС самоиндукции на обмотках статора электродвигателя, уменьшение расхода электрической энергии. Реверсивное полупроводниковое устройство регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя содержит две полупроводниковые вентильные группы. Первая вентильная группа выполнена в виде диодного выпрямительного моста, первый вход переменного напряжения которого соединен с фазой питающей сети, второй вход переменного напряжения соединен с нулем питающей сети. Во второй вентильной группе использованы двенадцать полупроводниковых ключей, шесть из которых, второй, четвертый, шестой, десятый и двенадцатый, выполнены на основе транзисторов n-p-n структуры. Выход первого ключа объединен с коллектором второго ключа и с началом первой обмотки статора электродвигателя. Выход третьего ключа объединен с коллектором четвертого ключа и с концом первой обмотки статора электродвигателя. Выход пятого ключа объединен с коллектором шестого ключа и с началом второй обмотки статора электродвигателя. Выход седьмого ключа объединен с коллектором восьмого ключа и с концом второй обмотки статора электродвигателя. Выход девятого ключа объединен с коллектором десятого ключа и с началом третьей обмотки статора электродвигателя. Выход одиннадцатого ключа объединен с коллектором двенадцатого ключа и с концом третьей обмотки статора электродвигателя. Эмиттеры второго, четвертого, шестого, восьмого, десятого и двенадцатого ключей подключены к минусу выпрямленного напряжения диодного моста. В качестве первого, третьего, пятого, седьмого, девятого и одиннадцатого полупроводниковых ключей использованы тиристоры со встречно-параллельно соединенными диодами. Входы первого, второго, третьего, пятого, седьмого, девятого и одиннадцатого полупроводниковых ключей подключены к плюсу выпрямленного напряжения диодного моста. В первом, третьем, пятом, седьмом, девятом и одиннадцатом полупроводниковых ключах анод тиристора объединен с катодом диода и со входом ключа, а катод тиристора объединен с анодом диода и с выходом ключа. 10 ил.

Система для генерирования электроэнергии трёхфазного переменного тока // 2622898

Изобретение относится к области преобразовательной техники. Система для генерирования электроэнергии трехфазного переменного тока содержит коммутирующие элементы, трехфазный генератор, включающий ротор, окруженный статором, содержащим трехфазные обмотки, которые выполнены с возможностью обеспечения совместно с соответствующими им коммутирующими элементами модулирования параметров электроэнергии трехфазного переменного тока, суммирующие трехфазные трансформаторы для подключения нагрузки. Одни выводы фазных обмоток трехфазных обмоток статора подключены к соответствующим выводам А, В, С входных трехфазных обмоток суммирующих трехфазных трансформаторов, а другие выводы фазных обмоток трехфазных обмоток статора подключены к соответствующим трехфазным обмоткам статора коммутирующим элементам. Одноименные фазные обмотки выходных трехфазных обмоток суммирующих трехфазных трансформаторов соединены последовательно в три ветви, которые объединены в схему звезда и образуют трехфазный выход. В варианте выполнения статор имеет три одинаково выполненных части, которые расположены последовательно вдоль ротора. Каждая из частей включает две трехфазные обмотки. В каждой из частей статора начальные выводы фазных обмоток одной трехфазной обмотки и концы фазных обмоток другой трехфазной обмотки подключены к соответствующим выводам А, В и С. Фазные обмотки трехфазных обмоток одной из частей статора последовательно подключены соответственно к выводам А, В, С, а фазные обмотки трехфазных обмоток двух других частей статора последовательно подключены соответственно к выводам В, С, А и С, А, В. В другом варианте статор имеет две одинаково выполненных части, которые расположены последовательно вдоль ротора. Каждая из частей включает три трехфазные обмотки. В одной из частей статора начальные выводы фазных обмоток одной трехфазной обмотки подключены последовательно соответственно к выводам А, В и С, а начальные выводы фазных обмоток двух других трехфазных обмоток подключены последовательно соответственно к выводам В, С, А и С, А, В. В другой из частей статора концы фазных обмоток одной трехфазной обмотки подключены последовательно соответственно к выводам А, В и С, а концы фазных обмоток двух других трехфазных обмоток подключены последовательно соответственно к выводам В, С, А и С, А, В. Технический результат - повышение эффективности процесса преобразования механической энергии в электрическую, расширение функциональных возможностей и области использования, а также повышение коэффициента полезного действия и надежности. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ и система для управления гидроэлектрическими турбинами // 2627227

Изобретение относится к системе управления для управления работой гидроэлектрической турбины. Техническим результатом является создание системы для преобразования электрической мощности, производимой турбиной, в форму, совместимую с системой передачи электроэнергии для передачи электрической мощности на берег с обеспечением оптимизации производительности отдельной турбины и групп турбин в целом. Система управления содержит систему преобразователя для преобразования мощности переменного тока, подаваемой генератором, соединенным с турбиной, и имеющей напряжение и частоту, которые зависят от скорости вращения турбины, в мощность переменного тока, имеющую напряжение и частоту системы передачи, для передачи мощности переменного тока к приемной подстанции. Система дополнительно содержит модуль управления для регулирования напряжения переменного тока, подаваемого генератором в зависимости от скорости потока воды через турбину для управления таким образом вращением турбины. Система преобразователя содержит преобразователь первой ступени и преобразователь второй ступени, при этом между этими преобразователями расположено звено постоянного тока. Преобразователь первой ступени выполнен с возможностью преобразования мощности переменного тока, подаваемой генератором, в мощность постоянного тока. Преобразователь второй ступени выполнен с возможностью преобразования мощности постоянного тока в мощность переменного тока для передачи к приемной подстанции, причем преобразователь второй ступени представляет собой преобразователь типа инвертора напряжения. 19 з.п. ф-лы, 13 ил.

Способ управления активным двунаправленным преобразователем частоты // 2628666

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении активными двунаправленными преобразователями частоты на базе активных выпрямителей напряжения и автономных инверторов напряжения в составе промышленных реверсивных автоматизированных электропроводов для компенсации индуктивного или емкостного потребления мощности различными нагрузками в питающей сети. Техническим результатом является повышение коэффициента мощности, снижение электрических потерь и стабилизация напряжения в питающей сети. Способ управления активным двунаправленным преобразователем частоты в системе автоматического регулирования активного выпрямителя напряжения позволяет регулировать реактивный ток в зависимости от уровня реактивной мощности в питающей сети. 1 ил.

Преобразователь частоты // 2636390

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности к преобразователям частоты с двойным преобразованием электрической энергии. Технический результат - улучшение функциональных возможностей изделия и повышение надежности его работы. Кроме того, преобразователь частоты обладает достаточной универсальностью, позволяющей осуществлять работу инвертора напряжения в режимах двухуровнего инвертора напряжения или в режиме трехуровнего инвертора напряжения, а также позволяющей функционально совместить на одних и тех же полупроводниковых ключах режимы инвертора напряжения и тормозного прерывателя при торможении электропривода. Достоинством преобразователя частоты является высокая степень надежности, позволяющая при выходе из строя силовых полупроводниковых ключей нулевой точки полноценно работать преобразователю частоты в режиме работы двухуровнего инвертора напряжения. Элементы и связи между ними в преобразователе частоты таковы, что позволяют использовать одни и те же транзисторы в режиме инвертирования и в режиме торможения, а также при необходимости осуществлять коммутацию элементов силовой части плеча инвертора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.