Преобразовательное устройство

 

»»995230

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресттублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.05.81 (21) 3288258/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) И. К .

Н 02 И 7/04

Гееударствеелме кемитет

СССР

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 1?.02.83 (53) УДК 621.314..57 (088.8) пв делам кзееретевий и еткрмтий (72) Авторы изобретения

Б. С. Белых, С. Г. Варапаев, Н. И. Катаскин,,г1. Е. Кузнецов, Е. В. Уткин, В. Ф. Самосейко, В. А. Хомяк и (".Ъ.;=:-.Чу ичев

1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, в частности к тиристорным преобразователям, .которые питаются от синхронного генератора, и может быть использовано на судах.

Известно преобразовательное устройство, которое содержит синхронный генератор, тиристорный преобразователь и установленный между ними реактор (1).

Однако установка такого реактора увеличивает габариты преобразовательного устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразовательное устройство, содержащее синхронный генератор, ферромагнитный реактор, датчики тока и тиристорный преобразователь. Это устройство позволяет снизить габариты преобразовательного устройства (2) .

Однако в известном устройстве параметры реактора в процессе регулирования выходного напряжения преобразователя остаются неизменными, в то время как параметры, определяющие искажения напряжения на зажимах генератора, изменяются, что приводит к уменьшению надежности. Кроме того, это устройство имеет значительные габари гы.

Цель изобретения — повышение надежности и уменьшение габаритов преобразовательного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что преобразовательное устройство, содержащее синхронный генератор, ферромагнитный реактор, датчики тока и тиристорный пре1О образователь, снабжено блоком выделения основной гармоники, блоком сравнения, усилителем, по числу фаз тремя дополнительными обмотками и тремя регуляторами тока, причем входы блока выделения основной гармоники и блока сравнения подключены к выходу синхронного генератора, выход блока выделения основной гармоники соединен с одним из входов усилителя, каждый из других входов которого соединен с сбответствующим датчиком тока, включенным в соответствующую фазу генератора, а дополнительная обмотка каждой фазы ферромагнитного реактора, имеющая трансформаторную связь с основной обмоткой реактора, замкнута на регулятор тока, подключенный к выходу усилителя.

995230

3

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — вольтамперные характеристики токоограничивающих реакторов.

Преобразовательное устройство 1 состоит из синхронного генератора 2, к которому через ферромагнитный трехфазный реактор

3 подключен тиристорный преобразователь

4, включенный на нагрузку 5. Каждая фаза реактора содержит основную обмотку 6, дополнительную 7 и регулятор 8 тока, замкнутый на дополнительную обмотку. К двум фазам генератора подключается блок 9 выделения основной гармоники, который соединен с блоком 10 сравнения. На второй вход блока сравнения подается линейное напряжение сети. Выход блока сравнения соединен с одним из входов усилителя 11.

Второй вход усилителя соединен с датчиками 12 тока. Выход усилителя соединен с регулятором 8 тока.

Устройство работает следующим образом.

Установка ферромагнитного реактора между преобразователем и зажимами генератора приводит к снижению коэффициен.та нелинейных искажений напряжений на зажимах генератора. Относительное значение коммутационного провала линейного или фазного напряжения на зажимах генератора определяется выражением хт а х= хг- хр где хг — индуктивное сопротивление генератора в сверхпереходном режиме;

Хр -индуктивное сопротивление реактора.

Степень искажения напряжения сети зависит не только от глубины коммутационного провала, но и от его длительностиу, зависящим в свою очередь от угла управления преобразователем Ф и тока нагрузки

1 . Площадь коммутационного провала определяет состав искажения напряжения сети. При Ы=О ток нагрузки 11= I, имеет наибольшую ширину и искажение напряжения на зажимах генератора наименьшее.

По мере увеличения сС угол ком мутации уменьшается, действующие значения высших гармоник в напряжении сети увеличивается.

Для уменьшения искажения сети на зажимах генератора необходимо увеличить индуктивность реактора, что приведет к увеличению уи уменьшению искажения сети на зажимах генератора. Следовательно, регулируя величину индуктивности реактора, можно обеспечить минимальные искажения напряжения на зажимах генератора. В преобразовательном устройстве этот принцип осуществляется следующим образом.

При прохождении тока нагрузки по основной обмотке 6 реактора 3 в дополнительной обмотке 7 наводится ЭДС. Пока дополнительная обмотка разомкнута, она не оказывает влияния на общий поток реакто5

;35

4 ра. При замыкании дополнительной обмотки на регулятор тока под действием наведенной ЭДС в этой обмотке течет ток и появляется поток Фд, который направлен против основного потока реактора Ф, обусловленного током нагрузки. Величина тока в дополнительной обмотке регулируется в функции действующего значения высших гармоник. Полученная в блоке 9 выделения основная гармоника напряжения сети поступает на блок 10 сравнения, где сравнивается с реальным напряжением сети. Результатом сравнения этих величин является действующее значение высших гармоник, которое поступает на один из входов усилителя 11, где, усиливаясь, поступает на регулятор 8 тока. Регулируя величину тока в дополнительной обмотке, регулируют величину индуктивности реактора и величину нелинейных искажений напряжения сети на зажимах генератора.

Второй особенностью установки в преобразовательном устройстве управляемого ферромагнитного реактора является повышение эффективности ограничения токов короткого замыкания преобразователя и связанное с этим уменьшение габаритов преобразовательного устройства.

На фиг. 2 приведены вольтамперные характеристики токоограничивающих реакторов: воздушного (а), управляемого (б) и неуправляемого (в) ферромагнитных, из которых. видно, что при одном и том же токе короткого замыкания индуктивность ферромагнитного реактора резко возрастает, что позволяет значительно уменьшить величину токов короткого замыкания. В мощных тиристорных преобразователях используется включение в параллель несколько тиристоров, причем определяющим при выборе количества тиристоров является их способность выдерживать токи короткого замыкания. Повышение эффективности ограничения тока короткого замыкания приводит к уменьшению числа параллельных тиристоров, а следовательно, и габаритов преобразовательного устройства.

В предлагаемом устройстве сигнал с датчиков 12 тока поступает на один из входов усилителя 11. В номинальном режиме работы преобразователя этот сигнал не влияет на работу усилителя. В режиме короткого замыкания при достижении тока, равного току отсечки I, величина сигнала с тока датчиков возрастает до уровня, запирающего усилитель. Отсутствие сигнала с усилителя включает цепь регулятора 8 тока, в дополнительной обмотке 7 исчезает ток.

Индуктивность реактора становится максимальной.

Изобретение позволяет снизить коэффициент нелинейных искажений напряжения на зажимах генератора и поддерживать его на оптимальном уровне в процессе регули995230 рования напряжения преобразователя. Введение максимальной индуктивности при достижении тока короткого замыкания, равному току отсечки, повышает эффективность ограничения токов короткого замыкания, что влечет за собой уменьшение количества тиристоров, включенных в параллель и, соответственно, уменьшение габаритов преобразовательной установки и повышение надежности.

Формула изобретения

Преобразовательное устройство, содержащее синхронный генератор, ферромагнитный реактор, датчики тока и тиристорный преобразователь, отличающееся тем, . что, с целью повышения надежности в работе и уменьшения габаритов, оно снабжено блоком выделения основной гармоники, блоком сравнения, усилителем, по числу фаз тремя дополнительными обмотками и тремя регуляторами тока, причем входы блока выделения основной гармоники и блока сравнения подключены к выходу синхронного генератора, выход блока выделения основной гармоники соединен с вторым входом блока сравнения, а выход блока сравнения соединен с одним из входов усилителя, каждый из других входов которого соединен с соответствующим датчиком тока, включенным в соответствующую фазу генератора, а дополнительная обмотка каждой фазы ферромагнитного реактора, имеющая трансформаторную связь с основной обмоткой реактора, замкнута на регулятор тока, подключенный к выходу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристорные агрегаты унифицированной серии AT и АТР. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И. N. Чиженко, Киев, «Техника», 1978, с. 331, 336.

2. Разработка фирмы Brown Boveri, TkyriStor Converter System с. 4, 1978.

995230

Уф) J0

Редактор И. Ковальчук

Заказ 615/41

Составитель Ю. Андреев

Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4