RU168619U1

RU168619U1 - PHASE NUMBER CONVERTER

Info

Publication number: RU168619U1
Application number: RU2016130980U
Authority: RU
Inventors: Любовь Эммануиловна Рогинская; Антон Сергеевич Горбунов
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-02-13

Abstract

Использование: полезная модель относится к электротехнике, в основном к силовой преобразовательной технике, и может быть использована для преобразования переменного трехфазного напряжения в переменное многофазное с последующим преобразованием в постоянное напряжение, например, в технологических установках для получения алюминия, электротранспорте, вставках постоянного тока на линиях электропередач.Технический результат: высокие регулировочные свойства преобразователя, связанные с возможностью простого регулирования выходных параметров путем управления работой мостовых выпрямителей от блока управления и защиты.Сущность полезной модели: Преобразователь числа фаз, состоящий из трехстержневого трансформатора, имеющего первичную обмотку, соединенную в звезду либо в треугольник, трех вторичных обмоток, отличающийся тем, что первая вторичная обмотка образована четвертой, пятой, шестой катушками, вторая вторичная обмотка образована седьмой, восьмой, девятой катушками, третья вторичная обмотка образована десятой, одиннадцатой, двенадцатой катушками, расположенными на разных стержнях одного трехстержневого трансформатора, вторичные обмотки подключены к управляемому многофазному выпрямителю на базе трехфазных мостовых управляемых выпрямительных мостов, образованных тиристорами, причем первая вторичная обмотка присоединена к первому выпрямительному мосту, образованному тиристорами, вторая вторичная обмотка присоединена ко второму выпрямительному мосту, образованному тиристорами, третья вторичная обмотка присоединена к третьему выпрямительному мосту, образованному тиристорами, при этомUsage: the utility model relates to electrical engineering, mainly to power converting equipment, and can be used to convert an alternating three-phase voltage to alternating multiphase with subsequent conversion to constant voltage, for example, in technological plants for aluminum production, electric transport, DC inserts on lines Technical result: high adjusting properties of the converter associated with the ability to easily control output meter by controlling the operation of bridge rectifiers from the control and protection unit. The essence of the utility model: Phase converter, consisting of a three-rod transformer having a primary winding connected to a star or a triangle, three secondary windings, characterized in that the first secondary winding is formed by a fourth, fifth, sixth coils, the second secondary winding is formed by the seventh, eighth, ninth coils, the third secondary winding is formed by the tenth, eleventh, twelfth coils located on different rods of one three-rod transformer, the secondary windings are connected to a controlled multiphase rectifier based on three-phase bridge controlled rectifier bridges formed by thyristors, the first secondary winding connected to the first rectifier bridge formed by thyristors, the second secondary winding connected to the second rectifier bridge formed by thyristors the third secondary winding is connected to the third rectifier bridge formed by thyristors, while

Description

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, в основном к силовой преобразовательной технике, и может быть использована для преобразования переменного трехфазного напряжения в переменное многофазное с последующим преобразованием в постоянное напряжение, например, в технологических установках для получения алюминия, электротранспорте, вставках постоянного тока на линиях электропередач.The inventive utility model relates to electrical engineering, mainly to power converting equipment, and can be used to convert an alternating three-phase voltage to an alternating multiphase followed by conversion to a constant voltage, for example, in technological installations for producing aluminum, electric vehicles, DC inserts on power lines .

Известен многофазный управляемый выпрямитель (пат. РФ №2189688 H02M 7/12, H02M 7/155, 20.09.2002), содержащий силовой трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к вводам переменного тока основного выпрямительного блока на неуправляемых вентилях, последовательно с каждым из которых включена рабочая обмотка дросселя насыщения, обмотки подмагничивания дросселей насыщения соединены последовательно и подключены через индуктивное сопротивление к регулируемому источнику тока, при этом многофазный управляемый выпрямитель снабжен дополнительным выпрямительным блоком на неуправляемых вентилях, а каждый дроссель насыщения снабжен дополнительной обмоткой, причем дополнительные обмотки дросселей насыщения каждой фазы основного выпрямительного блока на неуправляемых вентилях соединены встречно параллельно и подключены к вводам переменного тока дополнительного выпрямительного блока на неуправляемых вентилях, а его выводы постоянного тока подключены параллельно выходу основного выпрямительного блока на неуправляемых вентилях, кроме того, дополнительные обмотки дросселей насыщения соединены в звезду или в треугольник.Known multiphase controlled rectifier (US Pat. RF No. 2189688 H02M 7/12, H02M 7/155, 09/20/2002) containing a power transformer, the secondary windings of which are connected to the AC inputs of the main rectifier unit on uncontrolled valves, in series with each of which is turned on the working winding of the saturation inductor, the magnetization windings of the saturation inductor are connected in series and connected through an inductive resistance to an adjustable current source, while the multiphase controlled rectifier is equipped with an additional rectifier unit on uncontrolled valves, and each saturation inductor is equipped with an additional winding, and additional windings of saturation chokes of each phase of the main rectifier unit on uncontrolled valves are connected in parallel and connected to alternating current inputs of an additional rectifier block on uncontrolled valves, and its DC terminals are connected in parallel the output of the main rectifier block on uncontrolled valves, in addition, additional windings of chokes us Saturations are connected in a star or in a triangle.

Недостатками этого устройства являются дороговизна и громоздкость конструкции вследствие использования дросселей насыщения для регулирования выходного напряжения преобразователя, а также связанное с ними более сложное и ограниченное по диапазону напряжений регулирование. Использование в одном выпрямительном агрегате двух параллельно соединенных выпрямителей также усложняет конфигурацию установки.The disadvantages of this device are the high cost and cumbersome design due to the use of saturation chokes to regulate the output voltage of the Converter, as well as the associated more complex and limited voltage range regulation. The use of two parallel-connected rectifiers in one rectifier unit also complicates the installation configuration.

Известен многофазный мостовой преобразователь переменного тока в постоянный (пат. РФ №2387070 H02M 7/10, 20.04.2010), содержащий преобразовательную структуру, включающую шестифазный вентильный мост и трехфазный трансформатор, вторичные фазные обмотки которого соединены по схеме, образующей источник несимметричной шестифазной системы напряжений, два значения которых чередуются по величине от фазы к фазе через угол 60 эл. град, а фазные выводы источника подключены к входам переменного тока шестифазного вентильного моста, при этом он снабжен дополнительными преобразовательными структурами, при этом образовано n преобразовательных структур, вторичные фазные обмотки трансформаторов которых соединены по одинаковым схемам, и для всех структур установлено отношение между величинами чередующихся в несимметричных шестифазных системах напряжений смежных фаз, определяемое относительно базовых топологических размеров фазных обмоток (лучей) эквивалентных несимметричных шестифазных звезд.Known multiphase bridge AC to DC converter (US Pat. RF No. 2387070 H02M 7/10, 04/20/2010) containing a converter structure comprising a six-phase valve bridge and a three-phase transformer, the secondary phase windings of which are connected according to a circuit forming a source of an asymmetric six-phase voltage system , two values of which alternate in magnitude from phase to phase through an angle of 60 el. hail, and the phase outputs of the source are connected to the AC inputs of the six-phase valve bridge, while it is equipped with additional converter structures, n converter structures are formed, the secondary phase windings of the transformers of which are connected according to the same schemes, and for all structures the relationship between the values alternating in asymmetric six-phase voltage systems of adjacent phases, determined relative to the basic topological dimensions of phase windings (rays) of equivalent mmetrichnyh Six-stars.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции из-за использования нескольких трансформаторов с шестифазной вторичной системой напряжений, а также наличие несимметрии в величинах вторичных напряжений.The disadvantages of this device are the design complexity due to the use of several transformers with a six-phase secondary voltage system, as well as the asymmetry in the values of the secondary voltages.

Известна многофазная преобразовательная подстанция (пат. РФ №31303 H02P 13/06, H01F 29/02, 27.07.2003), содержащая n преобразовательных трансформаторов, каждый из которых имеет сетевую обмотку с вводами, регулировочную обмотку и вентильную обмотку, предназначенную для подсоединения к выпрямителям и состоящую из четного числа частей, половина из которых соединена по схеме "треугольник", а другая половина - по схеме "звезда", при этом числа витков в частях вентильных обмоток с одноименными схемами соединения всех трансформаторов одинаковы, по меньшей мере, в двух трансформаторах сетевая обмотка состоит из двух частей, регулировочная обмотка в этих трансформаторах соединена последовательно с первой частью сетевой обмотки, и последовательно соединенные обмотки фаз регулировочной обмотки и первой части сетевой обмотки соединены по схеме "треугольник", каждая из обмоток фаз второй части сетевой обмотки одним своим концом подсоединена к одной из вершин "треугольника", а другим концом - к одному из вводов сетевой обмотки, в каждом трансформаторе обмотки расположены концентрически в последовательности от оси обмоток, регулировочная, сетевая, вентильная.Known multiphase converter substation (US Pat. RF No. 31303 H02P 13/06, H01F 29/02, 07/27/2003), containing n converter transformers, each of which has a network winding with inputs, an adjustment winding and a valve winding intended for connection to rectifiers and consisting of an even number of parts, half of which are connected according to the "triangle" scheme, and the other half - according to the "star" scheme, while the number of turns in the parts of valve windings with the same connection schemes for all transformers are the same, at least two transformers, the network winding consists of two parts, the adjustment winding in these transformers is connected in series with the first part of the network winding, and the phase windings of the adjustment winding and the first part of the network winding are connected in series in a "triangle" circuit, each of the phase windings of the second part of the network winding is one its end connected to one of the vertices of the "triangle", and the other end to one of the inputs of the network winding, in each transformer the windings are arranged concentrically in the sequence nosti by winding axis adjustment, a network, a gate.

Недостатками этого устройства являются сложность и громоздкость конструкции, связанные с использованием для получения многофазной системы напряжений нескольких силовых трансформаторов с большим количеством вторичных обмоток, ограниченный диапазон регулирования напряжения, связанный с тем, что регулирование производится путем переключения числа витков обмоток, а также сложность такого регулирования.The disadvantages of this device are the complexity and cumbersome design associated with the use of multiple power transformers with a large number of secondary windings to obtain a multiphase voltage system, the limited voltage control range due to the fact that the regulation is performed by switching the number of turns of the windings, as well as the complexity of such regulation.

Наиболее близким к заявленному устройству по технической сути и достигаемому результату является многофазный преобразователь на базе фазопреобразующего трансформатора (пат. РФ №126232 H02M 7/10, 20.03.2013), содержащий трехстержневой трансформатор, имеющий первичную обмотку, соединенную в звезду либо в треугольник, три вторичные обмотки, разделенные на части и расположенные на разных стержнях трехфазного трансформатора и соединенные между собой с помощью трех вентильных мостов, обеспечивающих сдвиг напряжений на 40 эл. град, при этом обмотки расположены на одном трансформаторе.The closest to the claimed device in technical essence and the achieved result is a multiphase converter based on a phase-converting transformer (US Pat. RF No. 126232 H02M 7/10, 03/20/2013), containing a three-rod transformer having a primary winding connected to a star or a triangle, three secondary windings, divided into parts and located on different rods of a three-phase transformer and interconnected using three valve bridges, providing a voltage shift of 40 el. hail, while the windings are located on one transformer.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, связанные с наличием нерегулируемого выходного напряжения выпрямителя, а также повышенные массогабаритные показатели, связанные с необходимостью для преобразования в многофазную систему напряжений иметь большое количество вторичных обмоток, необходимых для получения соединения в зигзаг. Большое количество обмоток приводит к удорожанию устройства, связанному с большим расходом меди, а также увеличивает массогабаритные показатели.The disadvantages of this device are the limited functionality associated with the presence of an unregulated output voltage of the rectifier, as well as the increased weight and size indicators associated with the need to convert to a multiphase voltage system to have a large number of secondary windings necessary to obtain a zigzag connection. A large number of windings leads to a rise in price of the device associated with a large consumption of copper, and also increases the overall dimensions.

Задача предлагаемой полезной модели - упрощение конструкции трансформатора, снижение количества обмоток при большом количестве фаз выходного напряжения, уменьшение расхода обмоточных материалов, обеспечение рационального регулирования выходных параметров преобразователя.The objective of the proposed utility model is to simplify the design of the transformer, reduce the number of windings with a large number of phases of the output voltage, reduce the consumption of winding materials, ensure rational control of the output parameters of the converter.

Технический результат - повышение регулировочных свойств преобразователя, связанное с возможностью простого регулирования выходных параметров путем управления работой мостовых выпрямителей от блока управления и защиты.The technical result is an increase in the adjusting properties of the converter associated with the ability to easily control the output parameters by controlling the operation of bridge rectifiers from the control and protection unit.

Для простоты и удобства дальнейшее описание предлагаемого преобразователя числа фаз произведено на основе девятифазного трансформаторного преобразователя числа фаз.For simplicity and convenience, a further description of the proposed phase number converter is made on the basis of a nine-phase transformer of the number of phases.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в преобразователе числа фаз, состоящем из трехстержневого трансформатора, имеющего первичную обмотку, соединенную в звезду либо в треугольник, трех вторичных обмоток, согласно полезной модели, первая вторичная обмотка образована четвертой, пятой, шестой катушками, вторая вторичная обмотка образована седьмой, восьмой, девятой катушками, третья вторичная обмотка образована десятой, одиннадцатой, двенадцатой катушками, расположенными на разных стержнях одного трехстержневого трансформатора, вторичные обмотки подключены к управляемому многофазному выпрямителю на базе трехфазных мостовых управляемых выпрямительных мостов, образованных тиристорами, причем первая вторичная обмотка присоединена к первому выпрямительному мосту, образованному тиристорами, вторая вторичная обмотка присоединена к второму выпрямительному мосту, образованному тиристорами, третья вторичная обмотка присоединена к третьему выпрямительному мосту, образованному тиристорами, при этом выводы управляющих электродов тиристоров подключены к блоку управления и защиты, к силовым выводам выпрямителя присоединена активно-индуктивная нагрузка, состоящая из активного и индуктивного сопротивлений.The problem is solved, and the technical result is achieved in the phase number converter, consisting of a three-rod transformer having a primary winding connected to a star or a triangle, three secondary windings, according to a utility model, the first secondary winding is formed by fourth, fifth, sixth coils, the second secondary the winding is formed by the seventh, eighth, ninth coils, the third secondary winding is formed by the tenth, eleventh, twelfth coils located on different rods of one tri-rod of the transformer, the secondary windings are connected to a controlled multiphase rectifier based on three-phase bridge controlled rectifier bridges formed by thyristors, the first secondary winding connected to the first rectifier bridge formed by thyristors, the second secondary winding connected to the second rectifier bridge formed by thyristors, the third secondary winding to the third rectifier bridge formed by the thyristors, while the leads of the thyristor control electrodes By connecting the control and protection unit, to the power terminals of the rectifier is attached active-inductive load consisting of active and inductive resistances.

Преимуществом предлагаемого устройства является более простая конструкция, связанная с меньшим числом вторичных обмоток, по сравнению с прототипом, а также высокие регулировочные свойства, заключающиеся в возможности простого и широкого регулирования выходных параметров преобразователя вследствие использования многофазного управляемого полупроводникового выпрямителя на базе трехфазных выпрямителей вместо неуправляемых выпрямителей, применяемых в прототипе.The advantage of the proposed device is a simpler design associated with a smaller number of secondary windings compared to the prototype, as well as high regulatory properties, consisting in the possibility of simple and wide regulation of the output parameters of the converter due to the use of a multiphase controlled semiconductor rectifier based on three-phase rectifiers instead of uncontrolled rectifiers, used in the prototype.

Существо полезной модели поясняется чертежами. На фигуре 1 приведена принципиальная схема многофазного трансформатора с выпрямителем для случая преобразования трехфазного напряжения в девятифазное. На фигуре 2 показана векторная диаграмма вторичных напряжений трансформатора для случая преобразования трехфазного напряжения в девятифазное. На фигуре 3 показана осциллограмма выпрямленного напряжения при угле управления 0 градусов без учета реальной коммутации вентилей. На фигуре 4 показана осциллограмма выпрямленного напряжения при угле управления 40 градусов при учете реальной коммутации вентилей. На фигуре 5 приведена осциллограмма потребляемого преобразователем тока при учете реальной коммутации вентилей.The essence of the utility model is illustrated by drawings. The figure 1 shows a schematic diagram of a multiphase transformer with a rectifier for the case of the conversion of three-phase voltage to nine-phase. Figure 2 shows a vector diagram of the secondary voltage of the transformer for the case of converting three-phase voltage to nine-phase. The figure 3 shows the waveform of the rectified voltage at a control angle of 0 degrees without taking into account the actual switching of the valves. The figure 4 shows the waveform of the rectified voltage at a control angle of 40 degrees, taking into account the real switching of the valves. Figure 5 shows the oscillogram of the current consumed by the converter when taking into account the real switching of the valves.

Преобразователь числа фаз состоит из трехстержневого трансформатора, имеющего первичную обмотку 1-3, соединенную в звезду либо в треугольник, трех вторичных обмоток, при этом первая вторичная обмотка образована четвертой 4, пятой 5, шестой 6 катушками, вторая вторичная обмотка образована седьмой 7, восьмой 8, девятой 9 катушками, третья вторичная обмотка образована десятой 10, одиннадцатой 11, двенадцатой 12 катушками, расположенными на разных стержнях одного трехстержневого трансформатора, вторичные обмотки подключены к управляемому многофазному выпрямителю на базе трехфазных мостовых управляемых выпрямительных мостов 13-15, образованных тиристорами 16- 33, причем первая вторичная обмотка присоединена к первому выпрямительному мосту 13, образованному тиристорами 16-21, вторая вторичная обмотка присоединена ко второму выпрямительному мосту 14, образованному тиристорами 22-27, третья вторичная обмотка присоединена к третьему выпрямительному мосту 15, образованному тиристорами 28-33, при этом выводы управляющих электродов тиристоров 16-33 подключены к блоку управления и защиты 34, к силовым выводам выпрямителя присоединена активно-индуктивная нагрузка, состоящая из активного 35 и индуктивного 36 сопротивлений.The phase number converter consists of a three-core transformer having a primary winding 1-3, connected to a star or a triangle, three secondary windings, the first secondary winding formed by the fourth 4, fifth 5, sixth 6 coils, the second secondary winding formed by the seventh 7, eighth 8, ninth 9 coils, the third secondary winding is formed by the tenth 10, eleventh 11, twelfth 12 coils located on different rods of one three-rod transformer, the secondary windings are connected to a controlled multiphase to the rectifier based on three-phase bridge controlled rectifier bridges 13-15 formed by thyristors 16-33, the first secondary winding connected to the first rectifier bridge 13 formed by thyristors 16-21, the second secondary winding connected to the second rectifier bridge 14 formed by thyristors 22- 27, the third secondary winding is connected to the third rectifier bridge 15 formed by the thyristors 28-33, while the leads of the control electrodes of the thyristors 16-33 are connected to the control and protection unit 34, to the power terminals of the rectifier is attached active-inductive load consisting of 35 active and 36 of the inductive resistors.

Управление работой многофазного выпрямителя обеспечивается блоком управления и защиты 34, в задачи которого входит создание необходимых импульсов управления требуемой амплитуды, частоты и формы, с заданным сдвигом фазы, распределение и подача их к соответствующим выводам управляющих электродов тиристоров 16-33 с обеспечением работы полупроводниковых приборов в необходимые интервалы времени, в том числе с изменением момента отпирания для получения нужного значения угла управления.The operation of the multiphase rectifier is provided by the control and protection unit 34, the task of which is to create the necessary control pulses of the required amplitude, frequency and shape, with a given phase shift, distribute them and feed them to the corresponding terminals of the control electrodes of thyristors 16-33 with the operation of semiconductor devices in necessary time intervals, including with a change in the unlocking moment to obtain the desired value of the control angle.

В отличие от прототипа, в предлагаемом преобразователе катушки 4, 5, 6 выполнены с отпайками, при этом обеспечивается снижение количества вторичных обмоток за счет использования этих катушек для получения трех фаз каждой вторичной трехфазной системы, таким образом во вторичной девятифазной системе три катушки 4, 5, 6 заменяют девять катушек, что существенно экономит обмоточный материал, упрощает схему конструкцию устройства и снижает его массогабаритные показатели.Unlike the prototype, in the proposed converter, the coils 4, 5, 6 are made with solders, while reducing the number of secondary windings by using these coils to obtain three phases of each secondary three-phase system, thus, in the secondary nine-phase system, three coils 4, 5 , 6 replace nine coils, which significantly saves the winding material, simplifies the design of the device and reduces its overall dimensions.

Положение отпаек для катушек 4, 5, 6 и числа витков катушек 7-12 были рассчитаны по теореме синусов для получения симметричной системы выходных напряжений в соответствии с векторной диаграммой на фигуре 2. Считаем, что точка о соответствует началам катушек. Рассмотрим треугольник oab. Углы oab=120°, aob=40°, следовательно, угол abo=20°. Для получения вектора вторичного напряжения

по теореме синусов была определена относительная длина вектора oa (положение отпайки катушки 4):

. Так как вектор oa получается из вектора oc (катушка 4) и длина вектора ob=oc=od=U₂₁, то отпайка катушки 4 должна быть расположена в месте 39% числа витков от начала катушки. Относительная длина вектора ab (число витков катушки 10):

. То есть число витков катушки 10 должно быть равно 74% от числа витков катушки 5. Так как вектор ad получается из вектора - od (катушка 5, при этом начало и конец катушки поменялись местами), в соответствии с векторной диаграммой на фигуре 2, отпайка катушки 4 должна соединяться с концом катушки 10. Остальные длины векторов, треугольники и направления включения катушек были рассчитаны аналогично.The positions of the solders for

coils

4, 5, 6 and the number of turns of coils 7-12 were calculated by the sine theorem to obtain a symmetric system of output voltages in accordance with the vector diagram in figure 2. We assume that the point o corresponds to the beginnings of the coils. Consider the triangle oab. Angles oab = 120 °, aob = 40 °, therefore, angle abo = 20 °. To obtain a secondary voltage vector

by the sine theorem, the relative length of the vector oa was determined (the soldering position of coil 4):

. Since the vector oa is obtained from the vector oc (coil 4) and the length of the vector ob = oc = od = U ₂₁ , the tap of the coil 4 should be located at 39% of the number of turns from the beginning of the coil. The relative length of the vector ab (number of coil turns 10):

. That is, the number of turns of coil 10 should be equal to 74% of the number of turns of coil 5. Since the vector ad is obtained from the vector - od (coil 5, while the beginning and end of the coil are reversed), in accordance with the vector diagram in figure 2, soldering coils 4 should be connected to the end of coil 10. The remaining lengths of vectors, triangles, and directions for turning on the coils were calculated similarly.

При работе устройства на выходах многофазного трансформатора получается симметричная девятифазная система напряжений, а на выходе многофазного выпрямителя - выпрямленное напряжение U_d.When the device is operating at the outputs of a multiphase transformer, a symmetrical nine-phase voltage system is obtained, and at the output of a multiphase rectifier, a rectified voltage U _{d is} obtained.

По аналогии с рассмотренным устройством может быть получена любая многофазная система напряжений путем добавления необходимого количества трехфазных вторичных обмоток.By analogy with the considered device, any multiphase voltage system can be obtained by adding the necessary number of three-phase secondary windings.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При подключении катушек 1, 2, 3 преобразователя к фазам A, B, C трехфазной сети в стержнях сердечника трансформатора начинают протекать три магнитных потока, сдвинутые по фазе на 120° между собой. По закону электромагнитной индукции в катушках вторичной обмотки, расположенных на разных стержнях сердечника, индуцируются ЭДС, пропорциональные числам витков обмоток. При указанном выше соединении катушек 4-12 вторичных обмоток на выходе трансформатора получается симметричная девятифазная система напряжений U₂₁, U₂₂, U₂₃,

,

(фиг. 1, 2), сдвинутых по фазе на 40°. При подключении к данному многофазному напряжению управляемого многофазного выпрямителя на базе трехфазных управляемых выпрямительных мостов 13-15 с тиристорами 16-33 на его выходе получается выпрямленное напряжение U_d с незначительными пульсациями (фиг. 3), которое питает активно-индуктивный нагрузочный контур из резистора 35 и индуктивности 36. В блоке управления и защиты 34 происходит генерация управляющих импульсов и распределение их по вентилям. В зависимости от необходимой величины угла управления, импульсы управления подаются с необходимым сдвигом фаз, в том числе с регулированием в процессе работы преобразователя. При этом изменяется величина среднего значения (U_d) выпрямленного напряжения (фиг. 3, 4) и другие параметры (выходная мощность, потребляемый ток и др.). Благодаря использованию многофазного преобразования ток, потребляемый трансформатором, имеет форму, близкую к синусоиде (фиг. 5).When connecting the

converter coils

1, 2, 3 to the phases A, B, C of a three-phase network, three magnetic fluxes begin to flow in the terminals of the transformer core, shifted in phase by 120 ° between each other. According to the law of electromagnetic induction in the coils of the secondary winding located on different rods of the core, EMFs are proportional to the number of turns of the windings. With the above connection of coils 4-12 of the secondary windings at the transformer output, a symmetric nine-phase voltage system U ₂₁ , U ₂₂ , U ₂₃ ,

,

(Fig. 1, 2), shifted in phase by 40 °. When connected to this multiphase voltage of a controlled multiphase rectifier based on three-phase controlled rectifier bridges 13-15 with thyristors 16-33, a rectified voltage U _d with minor ripples is obtained at its output (Fig. 3), which feeds the active-inductive load circuit from resistor 35 and inductances 36. In the control and protection unit 34, control pulses are generated and distributed among the valves. Depending on the required value of the control angle, the control pulses are supplied with the necessary phase shift, including with regulation during the operation of the converter. In this case, the value of the average value (U _d ) of the rectified voltage (Fig. 3, 4) and other parameters (output power, current consumption, etc.) change. Due to the use of multiphase conversion, the current consumed by the transformer has a shape close to a sinusoid (Fig. 5).

Таким образом, обеспечивается эффективное преобразование трехфазной системы напряжений в многофазную систему с возможностью рационального регулирования величины выходных параметров путем управления работой полупроводниковых приборов с помощью блока управления и защиты. По сравнению с прототипом, в предлагаемом преобразователе удалось уменьшить количество вторичных обмоток, что удешевляет устройство, снижает его массу и габариты.Thus, an efficient conversion of a three-phase voltage system to a multiphase system is provided with the possibility of rational control of the output parameters by controlling the operation of semiconductor devices using a control and protection unit. Compared with the prototype, in the proposed Converter, it was possible to reduce the number of secondary windings, which reduces the cost of the device, reduces its weight and dimensions.

Итак, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, позволяет за счет применения вторичных обмоток с отпайками отказаться от использования ряда отдельных обмоток, то есть намного снизить расход активных материалов, а также за счет использования управляемого выпрямителя с блоком управления и защиты изменять величину выходных параметров преобразователя в широких пределах без громоздких и сложных средств, связанных с изменением чисел витков вторичных обмоток трансформатора.So, the claimed combination of essential features set forth in the utility model formula makes it possible to refuse to use a number of separate windings by using secondary windings with tap ends, that is, to significantly reduce the consumption of active materials, as well as by using a controlled rectifier with a control and protection unit, to change the value the output parameters of the converter over a wide range without cumbersome and complex means associated with changing the number of turns of the secondary windings of the transformer.

Предлагаемый преобразователь числа фаз имеет меньшую стоимость, по сравнению с аналогами, вследствие исключения ряда вторичных обмоток с уменьшением расхода дорогостоящих медных материалов.The proposed converter of the number of phases has a lower cost, compared with analogues, due to the exclusion of a number of secondary windings with a decrease in the consumption of expensive copper materials.

Claims

Phase converter consisting of a three-rod transformer having a primary winding connected to a star or a triangle, three secondary windings, characterized in that the first secondary winding is formed by fourth, fifth, sixth coils, the second secondary winding is formed by seventh, eighth, ninth coils, the third secondary winding is formed by the tenth, eleventh, twelfth coils located on different rods of one three-rod transformer, the secondary windings are connected to a controlled multi a rectifier based on three-phase bridge-driven rectifier bridges formed by thyristors, the first secondary winding connected to the first rectifier bridge formed by the thyristors, the second secondary winding connected to the second rectifier bridge formed by the thyristors, the third secondary winding connected to the third rectifier bridge formed by the thyristors while the leads of the control electrodes of the thyristors are connected to the control and protection unit, to the power terminals of the rectifier connected to the active inductive load consisting of active and inductive resistances.