Обратимый преобразователь переменного тока в постоянный

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик i„75267/ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.03.78 (21) 259 2650/24-07

{51)M. Кл. с присоединением заявки РЙ—

Н 02 М 7/04

Государственный комитет (23 } П риоритет

an делам нзооретений и открытий

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень,Нй 28 (53) УДК 621.314..57 (088.8) Дата опубликования описания 31.07.80 (72)-. Авторы изобретения

С. В. Захаревич, В. В. Павлов и Л. М. Пестряева (7l ) Заявитель (54) ОБРАТИМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В ПОСТОЯННЫЙ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в мощных устройствах преобразования энергии.

Известны обратимые преобразователи с переменного тока в постоянный глубо-ким ограничением аварийных токов при пробоях вентилей за счет реактанса намагничивания трансформаторов, Известен преобразователь, содержащий трехобмоточные трансформаторы, сетевые ° обмотки которых соединены последстватель- 1В но, а от двух вентильных обмоток каждого трансформатора, сдвинутых по фазе относительно друг от друга на 30 эл. град., питаются два трехфазных выпрямитель15 ных блока, включенных по постоянному току последовательно или параллельно (1) и 2).

Такой преобразователь обеспечивает двенадцатифазньй режим выпрямления или инвертирования, Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является преобразователь, состоящий из параллель2 но соединенных по постоянному току трехфазных выпрямительных блоков, под.ключенных к двум трехфазным трансформаторам, каждый из которых содержит сетевую обмотку и вентильную, расщепленную на четное число секций, половина которых соединена в звезду, а половина — в треугольник (33

Такой преобразователь имеет относительно низкую надежность из-за высокого уровня аварийных токов и пониженный коэффициент мощности из-за низкой фазности выпрямления и инвертирования.

Белью данного изобретения является повышение надежности и коэффициента мощности.

Поставлейная цель достигается тем, что в обратимом преобразователе перем енного тока в постоянный, состоящем из параллельно соединенных по постоянному току трехфазных выпрямительных блоков, подключенных к двум трехфазным транзисторам, каждый из которых содержит сетевую обмотку и вентильную, рас3 752678 ше пленную на четное число секций, половина м которых соединена в звезду, а другая поло- пр вина-в треугольник, сетевые обмотки каждого трансформатора соединены в разомкнутые зигзаги, причем KQHBbI сетевой обмотки одного трансформатора соединены с началами сетевой обмотки другого 4 трансформатора, образуя трехфазную систему . ра

На фиг, 1. представлена электрическая 10 п схема преобразователя; на фиг, 2 — то- ни ки в вентилях и обмотках трансформатора для нормального рабоче о режима при мгно и венной коммутации (=О), построенные о на основе уравнений связи по 1 закону н

Киргофа для электрической цепи и по Н закону Киргофа для магнитной цепи в пренебрежении намагничиваюшими токами обоих трансформаторов.

4 есто двадцатичетырехфазный режим еобразования.

Преобразователь работает следующим разом, В рабочих режимах уравнительные томежду выпрямительными блоками 3 и двенадцатифазного преобразователя П „ выпрямительными блоками 5 и 6 преобзователя П „содержащие гармоники орядка 6К, где К вЂ” целое число, ограчиваются за счет реактансов ошиновки оответствуюших выпрямительных блоков реактансов расщепления вентильных бмоток трансформаторов 1 и 2 или же, аконец, уравнительных реакторов. Последние а фиг. 1 не указаны.

При полностью ограниченных уравнител

ых токах минимальное число.одновременно проводящих вентилей, при котором обес20 печи ется р внов ие н.с. На стер ях

Преобраэов т об аэователь состоит из двух дветрансформаторов 1 и 2, равно девяти надцатифазнь х пр ра

ы и еоб эователей П и

1 (по два вентиля в трех выпрямительных

П 1, каждый иэ кот р ко о ых соде жит транр р блоках и три вентиля в одном из выпрямисформаторы 1 и д р фа

ы 1 и 2 и два т ехфаэных тельных блоков). В силу этого угол прововыпрямительн х

ы блока 3 4 и 5, 6, вклю1 димости каждого из вентилей при мгновенченных пара ллельно Сетевые обмотки ной коммутации составляет 360 . 9 /2У = трансформаторов 1 и 2 включены после=135 (фиг.2). Коммутация тока в вентилях довательно, а начала и концы результируюпри которой проводят десять вентилей (в шей трехфазной системы обмоток выведесоответствии со сдвигом векторов напряжены на переключающее устройство 7, обесний соответствующих обмоток трансформапечиваюшее (для расширения пределов ре0 торов 1 и 2 в 15 ), происходит между

r. ли ования выпрямленного напряжения) .У P выпрямительными блоками, принадлежащи-. пересоединение со звезды на трехугольник

1 ми. разным П и П (двенадцатифа и наобо от, По полюсам постоянного тока ъ и н р ным преобразователям, входящим в состав и еоб аэователи П и По соединениы паралпр р 4 о. предлагаемого двадцатичетырехфазного). лельно без использования уравнительных реакторов. о ов. Сетевая обмотка каждого из Б силу жесткой связи (равенству) тотрансформаторов состоит из двух частей. ков сетевых обмоток трансформаторов 1

Одна частьимеетчисловитков VJj идругая и 2 в процессе коммутации претерпевают часть — W 2 Огличие обоихтрансформа40 изменения токи всех вентилей и всех торов заключается лишь в том, что в обмоток трансформаторов (фиг. 2) в сооттРансформаторе 1 части сетевой обмотки ветствиисдвадцатью четырьмяустойчивыми

1 ц с числами витков W ц W âêëþ÷åíû в ле состояниями проводимости по девять венй встРечный H P HocToPoHHHH >HT> TH+0H Это p+H+zzeT „To коммутирующим а в трансформаторе 2 — и пРавый встРеч- еактансом в отличие от известных нреоб45

1 ный зигзаг. Соотношение чисел обеих час- разователей я ляется не одноцепный

И 1 тей сетевой обмотки И4 . Й =, 6,078. Бла- (части ный) реактанс ка кдого иэтрансфоргодаРЯ этомУ обеспечнваетсЯ повоРот фаз- маторов, а суммарный сквозной реактанс ных напРяжений вентильных обмоток по трансформаторов 1 и 2, который меньше отношению к фазным ЭДС трехфазной пи- . одноцепного (частичного). Кроме того, таюЩейсистемы АВС втРансфоРматоРе 1 на нарастание тока каждого вентиля присхо ит

-7,5, автрансфрматоре 2 на + 7,5 т.. постепенно ступенями (в процессе двух о О сдвиг междУ напРЯжениЯми соответствУю- смежных коммутаций, фи, 2), сначала щихвентильныхобмотоктрансфоРматоров 1 от 0 до 0,127, ем от 0,127 до и 2 в 15. Соотношение между числами 0,246. Приблизительно в два раза мень, 35 витков вентилей обмоток, включенных с .— . шии ток, который должен быть скомветственно в треугольник и в звезду, мутирован в процессе одной коммутации, составляет 9!g:W =- ГЗ. Благодаря выполне- и меньший кбммутирующий реактанс приво. нию +I< ..W„ = 6,078 и ч1.W =)3 и имеет дит к существенному снижению угла ком7526

10 мутации и соответственно к повышению

CO+tI (ppH неуправляемых вентилях

М ) = 2/3 ф .) в предлагаемом преобразователе по сравнению с извесь ным преобразователем.

Формирование первичного тока 1 р; фазы А с двадцатью четырьмя ступейями эа период (ось 1), отвечающими двадцатичетырехфазному выпрямлению, при

=0 иллюстрирует построение, приведенное на фиг.2. На осях 2 и 3 приведены формы кривых. токов ig0g и ig ) вентильных обмоток одного из трансформаторов, включенных соответственно в треугольник и в звезду и расположенных на одном и i5 том же стержне, а также фазная ЭДС Я ° питающей трехфазной системы и тока вентилей с»„и ia

При пробе вентиля в одном иэ выпрямительных блоков, трансформтор, от которого питается данный выпрямительный блок, ракорачивается, реактивность намагничива-» иия другоготрансформатора, последователь- 25 ио включенного с аварийным, обеспечивает глубокое ограничение аварийного тока (в

Р-5 раз больше, больше чем в известном рреобраэователе 3), что обеспечивает зна щтельное повышение надежности. 30

Кроме того, по сравнению.с известным преобразователем, за счет повышения фа ности выпрямления, приводящего к улуч цению гармонического состава в питаю цей сети и цепи постоянного тока улучшает-, ся коэффициент мощности, в частности.

СОЬ (ц, преобразователю придаются

1 свойства глубокого ограничения аварийного тока. Возможной областью применения предлагаемого иреобразователя являются 40 мощные выпрямительные установки для электролитической пром ышлености,. частности с неуправляемыми вентилями, При этом, помимо представленного на фиг. 1 расщепления вентильной обмотки на две части 45

78 6 (треугольник и звезда), возможнс расщепление и на любое четное число частей, половина иэ которых соединена в звезду, а половина в треугольник. Кроме того, вместо представленого на фиг. 1 выпрямителя (3 и 4, 5 и 6) каждого из двенадцатифазных преобразователей П и П могут быть включены не параллельно, а последовательно-рабочие свойства преобразователя, отраженные на фиг.2, при этом остануться неизменными. В таком варианте преобразователь может найти применение и в высоковольтных устачовках.

Формула изобретения

Обратимый преобразователь переменного тока в постоянный, состоящий из параллельно соединенных по постоянному току трехфазных выпрямительных блоков, подключенных к двум трехфазным тра, сформаторам, каждый из которых содержит сетевую обмотку и вентильную, расщепленную на четное число секций, половина которых соединена в звезду, а лругая половина— в треугольник, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и коэффициента мощности, сетевые обмотки каждого трансформатора соединены . в разомкнутые зигзаги, причем концы сетевой обмотки одного трансформатора соедичены с началами сетевой обмотки другого .трансформатора, образуя трехфазную систему.

Источник информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США Л" 2899628, кл. 32127, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

%528672 кл. Н 02 М 7/08.

3, Фишлер Я.Л., Урманов P.Н. Преобразовательные трансформаторы. N.,"Ýíåðгия", 197.4, стр, 105.