RU1781794C - 2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards - Google Patents

2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards

Info

Publication number
RU1781794C
RU1781794C SU914916432A SU4916432A RU1781794C RU 1781794 C RU1781794 C RU 1781794C SU 914916432 A SU914916432 A SU 914916432A SU 4916432 A SU4916432 A SU 4916432A RU 1781794 C RU1781794 C RU 1781794C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
windings
converter
transformer
star
Prior art date
Application number
SU914916432A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Хохлов
Яков Львович Фишлер
Людмила Михайловна Пестряева
Андрей Владимирович Виноградов
Валерий Петрович Светоносов
Нина Андреевна Иванец
Бахрам Сайфиевич Алимов
Владимир Никитович Грачев
Владимир Александрович Бобков
Original Assignee
Челябинский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский государственный технический университет filed Critical Челябинский государственный технический университет
Priority to SU914916432A priority Critical patent/RU1781794C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1781794C publication Critical patent/RU1781794C/en

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питани  выпр мленным или переменным током. Сущность изобретени : преобразователь состоит из двух шестифазных блоков с нулевой схемой выпр млени , построенных с использованием преобразовательного трансформатора, сетевые обмотки которого 2, 3, снабженные переключающими устройствами, соединены в звезду и треугольник , а вентильные обмотки 4,5,6,7 соединены по схемам пр ма  звезда и обратна  звезда. Между нулевыми точками соответствующих звезд включены уравнительные реакторы 8,9, средние точки которых подключены к отрицательному выходному выводу. Входы выпр мительных устройств 10, 11 соединены с вентильными обмотками 4-7, а выходы 12 с положительным выходным выводом. Перва  12 и втора  13 трехфазные обмотки реактора компенсирующего устройства включены последовательно с сетевыми обмотками трансформатора со стороны питающей сети . Треть  14 и четверта  15 обмотки реактора соединены в звезду, включены последовательно согласно и к точкам их соединени  подключена конденсаторна  батаре  16. Указанное выполнение устройства обеспечивает его упрощение и снижение установленной мощности оборудовани  при глубоком регулировании выпр мленного напр жени . 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Ј 00 т-А О .NUsage: the invention can be used as a direct or alternating current power source. SUMMARY OF THE INVENTION: the converter consists of two six-phase units with a zero rectification circuit constructed using a converter transformer, the network windings of which 2, 3, equipped with switching devices, are connected to a star and a triangle, and the valve windings 4,5,6,7 are connected by direct star and reverse star schemes. Between the zero points of the corresponding stars, equalization reactors 8.9 are included, the midpoints of which are connected to the negative output terminal. The inputs of the rectifier devices 10, 11 are connected to the valve windings 4-7, and the outputs 12 with a positive output terminal. The first 12 and second 13 three-phase windings of the reactor of the compensating device are connected in series with the network windings of the transformer on the side of the supply network. A third 14 and a quarter 15 of the reactor winding are connected in a star, connected in series according to and the capacitor battery 16 is connected to the points of their connection. The specified embodiment of the device simplifies it and reduces the installed power of the equipment with deep regulation of the rectified voltage. 2 s.p. f-ly, 1 ill. Ј 00 t-A O .N

Description

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электролизе, электротермии, на железнодорожном транспорте и др. дл  питани  нагрузки выпр мленным током. Оно может быть использовано и дл  обратного преобразовани  посто нного напр жени  в переменное.The invention relates to power conversion technology and can be used in electrolysis, electrothermal, railway transport, etc. to power the load with direct current. It can also be used to invert DC to AC.

Известен двенадцатифазный компенсированный преобразователь переменного напр жени  в посто нное. Он содержит два шестифазных преобразовательных блока, образованных преобразовательным трансформатором , сетевые обмотки которого соединены с входными выводами дл  подключени  трехфазной питающей сети, причем вторичные фазные напр жени  одного из блоков сдвинуты на 30 эл.град. по отношению к аналогичным напр жени м другого блока за счет соединени  вентильных обмоток в звезду и треугольник, и двум  выпр мительными устройствами с мостовой схемой выпр млени , каждое из которых входом подключено к вентильным обмоткам трансформатора с системой вторичных фазных напр жений соответствующего блока, а выходом - к выходным выводам дл  подключени  нагрузки, а также компенсирующее устройство, включающее реактор, выполненный на двух магнитопроводах, на первом из которых расположены несв занна  перва  и соединенна  в звезду треть  трехфазные обмотки , а на втором - аналогична  первой несв занна  втора  и соединенна  в треугольник четверта  трехфазные обмотки, причем треть  и четверта  трехфазные обмотки соединены последовательно, а к точкам их соединени  подключена трехфазна  конденсаторна  батаре A twelve-phase compensated AC / DC converter is known. It contains two six-phase converter blocks formed by a converter transformer, the network windings of which are connected to the input terminals for connecting a three-phase supply network, and the secondary phase voltages of one of the blocks are shifted by 30 electric degrees. with respect to the similar voltages of the other unit by connecting the valve windings to a star and a triangle, and two rectifier devices with a bridge rectifier circuit, each of which is connected to the valve windings of the transformer with a secondary phase voltage system of the corresponding unit by the output and - to the output terminals for connecting the load, as well as a compensating device including a reactor made on two magnetic cores, on the first of which there are an unconnected first and connected star third three-phase winding, and the second - similar to the first unbound second and fourth bonded delta three phase windings, and third and fourth three-phase windings are connected in series, and to compound them points connected three phase capacitor bank

Недостатком прототипа  вл етс  то, что реактор компенсирующего устройства выполн етс  из двух конструктивно различных частей. Одна из них содержит третью обмотку , соединенную в звезду, а друга  - четвертую обмотку, соединенную в треугольник. Число витков у четвертой обмотки в V3 раз больше, чем у третьей обмотки. Конструктивное различие частей реактора компенсирующего устройства существенно услбжн ет практическую реализацию компенсированного преобразовател . Другой недостаток прототипа про вл етс  при трансформаторном регулировании выпр мленного напр жени , которое в большом числе установок электротехнологии осуществл етс  дл  поддержани  выпр мленного тока. Регулирование, как правило, выполн етс  изменением числа витков сетевойThe disadvantage of the prototype is that the reactor of the compensating device is made of two structurally different parts. One of them contains a third winding connected to a star, and the other contains a fourth winding connected to a triangle. The number of turns of the fourth winding is V3 times greater than that of the third winding. The structural difference of the reactor parts of the compensating device substantially complicates the practical implementation of the compensated converter. Another disadvantage of the prototype is manifested in transformer regulation of rectified voltage, which in a large number of electrical engineering installations is carried out to maintain rectified current. Regulation, as a rule, is carried out by changing the number of turns of the network

обмотки с помощью переключающего устройства . При возрастании числа витков сетевой обмотки выпр мленное напр жение преобразовател  снижаетс , посколькуwindings using a switching device. As the number of turns of the network winding increases, the rectified voltage of the converter decreases, since

уменьшаютс  напр жени  на вентильных обмотках. При неизменной емкости конденсаторов батареи посто нству выпр мленного тока в прототипе отвечает неизменность напр жений на конденсаторах. Они практи0 чески не завис т от коэффициента трансформации трансформатора. Уменьшение напр жений на вентильных обмотках трансформатора и сохранение коммутирующих напр жений конденсаторов приводит кthe voltage across the valve windings decreases. With a constant capacitance of the battery capacitors, the direct current in the prototype corresponds to the unchanged voltage across the capacitors. They are practically independent of the transformer ratio. Reducing the voltage across the valve windings of the transformer and maintaining the switching voltage of the capacitors leads to

5 формированию положительных напр жений на вентил х преобразовател  в непровод щую часть периода. Вентили повторно за период питающего напр жени  провод т рабочий ток. По вление отстающей волны5 to generating positive voltages on the converter valves in the non-conductive part of the period. The valves re-conduct the operating current during the supply voltage period. Appearance of a lagging wave

0 вентильных токов приводит к сдвигу в стороны отставани  сетевых токов преобразовател , т.е. к снижению коэффициента мощности. Дл  его поддержани  приходитс  снижать собственную частоту контура0 valve currents leads to a shift in the direction of the lag of the inverter currents to reduce power factor. To maintain it, it is necessary to reduce the natural frequency of the circuit

5 коммутации вентилей путем дополнительного подключени  банок конденсаторов в конденсаторной батарее. В результате возрастает ее установленна  мощность.5 switching valves by additionally connecting capacitor banks in a capacitor bank. As a result, its installed capacity increases.

Целью изобретени   вл етс  упро0 щение конструктивного исполнени  и уменьшение установленной мощности оборудовани  преобразовател  при глубоком регулировании выпр мленного напр жени  с помощью переключающих устройств в се5 тевых обмотках трансформатора.The aim of the invention is to simplify the design and reduce the installed power of the converter equipment by deeply regulating the rectified voltage using switching devices in the main windings of the transformer.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что четверта  трехфазна  обмотка реактора компенсирующего устройства прототипа выполнена с числом витков, равным числуThe goal is achieved in that the fourth three-phase winding of the reactor of the compensating device of the prototype is made with the number of turns equal to the number

0 витков третьей обмотки и соединена в звезду . Кроме того, перва  и втора  обмотки реактора включены пофазно последовательно с сетевыми обмотками преобразова- тельного трансформатора со стороны0 turns of the third winding and connected to a star. In addition, the first and second reactor windings are connected in phase in series with the network windings of the converter transformer on the side

5 питающей сети, В результате конструктивное исполнение обеих частей реактора компенсирующего устройства становитс  одинаковым, что резко упрощает выполнение компенсированного преобразовател ,5 of the supply network. As a result, the design of both parts of the reactor of the compensating device becomes the same, which greatly simplifies the implementation of the compensated converter,

0 Включение компенсирующего устройства со стороны питающей сети по отношению к регулируемым сетевым обмоткам пре- о бразовательного трансформатора при снижении выпр мленного напр жени  ав5 тематически снижает собственную частоту контура коммутации вентилей, поскольку с возрастанием коэффициента трансформации трансформатора приведенное в контур коммутации емкостное сопротивление конденсаторной батареи в предложенном преобразователе уменьшаетс . Последнее обеспечивает отстройку от повторной проводимости вентилей без дополнительного подключени  конденсаторов в конденсаторной батарее компенсирующего устрой- ства, что снижает требуемую мощность конденсаторной батареи при глубоком трансформаторном регулировании напр жени  на нагрузке.0 The inclusion of a compensating device on the mains side with respect to the regulated network windings of the conversion transformer while decreasing the rectified voltage AB5 thematically reduces the natural frequency of the switching circuit of the valves, since with increasing transformer ratio the capacitance of the capacitor bank brought into the switching circuit in the proposed the converter is reduced. The latter provides a detuning from the repeated conductivity of the valves without additional connection of capacitors in the capacitor bank of the compensating device, which reduces the required power of the capacitor bank with deep transformer voltage control at the load.

Дл  повышени  посто нного нагТр же- «и  на нагрузке m-фазные преобразовательные блоки по отношению к ней включаютс  последовательно. Дл  повышени  величины посто нного тока блоки по отношению к нагрузке включаютс  парал- лельно. Выпр мительные устройства могут выполн тьс  как на диодах, так и на тиристорах . При использовании обратного преобразовани  посто нного напр жени  в переменное могут выполн тьс  с пр мым и обратным комплектами тиристоров.In order to increase the constant load and load, the m-phase converter blocks with respect to it are connected in series. In order to increase the direct current value, the blocks with respect to the load are switched on in parallel. Rectifier devices can be performed both on diodes and on thyristors. By using the inverse conversion of direct voltage to ac, they can be performed with the forward and reverse sets of thyristors.

На рисунке представлена принципиальна  схема одного из возможных вариантов предложенного компенсированного преобразовател , а именно,12-фазного преобра- зоэател , состо щего из двух шестифазных блоков с нулевой схемой выпр млени . Он содержит преобразовательный трансформатор 1, сетевые обмотки которого 2 и 3, снабженные переключающими устройства- ми, соединены в звезду и треугольник, а вентильные обмотки 4,5,6 и 7 соединены по схемам пр ма  звезда и обратна  звезда . Между нулевыми точками в парах вентильных противофазных обмоток включены уравнительные реакторы 8 и 9, выводы от средних точек которых подключены к отрицательному полюсу нагрузки. Выпр мительные устройства 10 и 11 входными выводами св заны с вентильными обмотка- ми 4, 5, 6 и 7, а выходными - с положительным полюсом нагрузки. Перва  и втора  трехфазные обмотки реактора компенсирующего устройства 12 и i3 включены последовательно с сетевыми обмотками трансформатора со стороны питающей сети . Треть  и четверта  обмотки реактора 14 и 15, обе соединенные в звезду, включены последовательно согласно, а к точкам их соединени  подключена конденсаторна  батаре  16. Другие варианты преобразовател  могут иметь другую фазность преобразовани , иные схемы соединени  сетевых и вентильных обмоток трансформатора, а выпр мительные устройства могут иметь и мо- стовое исполнение.The figure shows a schematic diagram of one of the possible variants of the proposed compensated converter, namely, a 12-phase converter, consisting of two six-phase blocks with a zero rectification circuit. It contains a converter transformer 1, the network windings of which 2 and 3, equipped with switching devices, are connected to a star and a delta, and the valve windings 4,5,6 and 7 are connected according to the direct star and reverse star schemes. Between zero points in pairs of antiphase valve windings, equalization reactors 8 and 9 are included, the conclusions from the midpoints of which are connected to the negative pole of the load. Rectifier devices 10 and 11 are connected by input terminals to valve windings 4, 5, 6, and 7, and output terminals to a positive load pole. The first and second three-phase windings of the reactor of the compensating device 12 and i3 are connected in series with the network windings of the transformer from the supply network. The third and fourth windings of the reactor 14 and 15, both connected to a star, are connected in series according to, and a capacitor bank 16 is connected to their connection points. Other options for the converter may have a different phasing, other connection schemes for the network and valve transformer windings, and rectifier devices may also have a bridge design.

Работа предлагаемого компенсированного выпр мител  осуществл етс  следующим образом, При подключении трансформатора 1 к питающей сети на егоThe work of the proposed compensated rectifier is carried out as follows. When connecting the transformer 1 to the mains

вентильных обмотках 4, 5 и 6,7 по вл ютс  напр жени , образующие две шестифазные симметричные системы напр жений. Поскольку эти системы сдвинуты на 30 эл град, за счет соединени  сетевых обмоток трансформатора 2 и 3 в звезду и треугольник , то на нагрузке с помощью выпр мительных устройств 10 и 11 создаетс  выпр мленное напр жение, отвечающее двенадцатифазному режиму преобразовани . В питающей сети токи также отвечают двенадцатифазному преобразованию. Токи в первой и второй обмотках реактора4 компенсирующего устройства 12 и 13 содержат 1,5,7,11,13,17,19 ит.п. гармоники. Теже гармоники содержатс  в токах третьей и четвертой 14 и 15 обмоток. Гармоники 1, 11, 13 и т.п. замыкаютс  в цеп х обмоток 14 и 15, минуч конденсаторы, Гармоники 5, 7, 17, 19 и т.п. попадают в конденсаторы и их перезар жают . Напр жени  конденсаторов батареи 16, имеющие тот же спектр, трансформиру сь в контуры коммутации вентилей устройств 10 и 11, вызывает опережающую искусственную коммутацию вентилей. В результате вентильные, а следовательно , и сетевые токи преобразовател  сдвигаютс  в сторону опережени , что приводит к повышению его коэффициента мощности. Регулирование выпр мленного напр жени  преобразовател  осуществл етс  с помощью переключающих устройств обмоток 2 и 3. Дл  осуществлени  обратного преобразовани  посто нного напр жени  в переменное устройства 10 и 11 перевод тс  в инверторный режим работы. Технико-экономическа  эффективность применени  предлагаемого компенсированного преобразовател  определ етс  упрощением реактора компенсирующего устройства, поскольку обе его части станов тс  идентичными. Кроме того, при глубоком трансформаторном регулировании в предлагаемом преобразователе сокращаетс  установленна  мощность конденсаторной батареи компенсирующего устройства. При глубине регулировани , составл ющей 70%, как это имеет место при питании печей графитации, установленна  мощность батареи может быть снижена практически в два раза.valve coils 4, 5 and 6.7 generate voltages forming two six-phase symmetrical voltage systems. Since these systems are shifted by 30 degrees due to the connection of the network windings of transformer 2 and 3 into a star and a delta, a rectified voltage corresponding to the twelve-phase conversion mode is created at the load using rectifier devices 10 and 11. In the mains, the currents also correspond to twelve-phase conversion. The currents in the first and second windings of the reactor 4 of the compensating device 12 and 13 contain 1,5,7,11,13,17,19 it.p. harmonics. The harmonics are also contained in the currents of the third and fourth 14 and 15 windings. Harmonics 1, 11, 13, etc. closed in the circuits of the windings 14 and 15, pass capacitors, harmonics 5, 7, 17, 19, etc. fall into capacitors and recharge them. The voltage of the capacitors of the battery 16 having the same spectrum, being transformed into the switching circuits of the valves of the devices 10 and 11, causes the leading artificial switching of the valves. As a result, the valve and, consequently, the mains currents of the converter are shifted ahead of them, which leads to an increase in its power factor. The rectified voltage of the converter is controlled by switching devices of the windings 2 and 3. In order to reverse convert the direct voltage to alternating voltage, the devices 10 and 11 are put into inverter operation mode. The technical and economic efficiency of the proposed compensated converter is determined by the simplification of the reactor of the compensating device, since both its parts become identical. In addition, with deep transformer regulation in the proposed converter, the installed capacity of the capacitor bank of the compensating device is reduced. With a control depth of 70%, as is the case with graphitization furnaces, the installed battery power can be almost halved.

Claims (3)

Формула изобретени  1. 2 m-фазный компенсированный преобразователь переменного напр жени  в посто нное и обратно, содержащий два т-ф.1зных преобразовательных блока, образованных преобразовательным трансформатором , сетевые обмотки которого со- единены с входными выводами дл  подключени  трехфазной питзющай сети,SUMMARY OF THE INVENTION 1. A 2 m-phase compensated AC / DC converter, comprising two two-phase converter blocks formed by a converter transformer, the network windings of which are connected to the input terminals for connecting a three-phase supply network, причем вторичные фазные напр жени  одного преобразовательного блока сдвинуты на угол л/т эл.град. по отношению к аналогичным напр жени м другого блока, и дву  выпр мительными устройствами, каждое из которых входом подключено к вентильным обмоткам трансформатора с системой вторичных фазных напр жений соответствующего блока, а выходом - к выходным выводам дл  подключени  нагрузки , а также компенсирующее устройство-, включающее реактор, выполненный на двух магнитопроводах, на первом из которых расположены несв занна  перва  и соединенна  в звезду треть  трехфазные обмотки , а на втором - аналогична  первой несв занна  втора  и четверта  трехфазные обмотки, причем треть  и четверта  трехфазные обмотки соединены последовательно согласно, а к точкам их соединени  подключена трехфазна , конденсаторна  батаре , отличающийс  тем, что, с целью конструктивного упрощени  и уменьшени  установленной мощности оборудовани  при глубоком регулировании выпр мленного напр жени  с помощью переключающих устройств в сетевых обмотках трансформатора, четверта  трехфазна  обмотка реактора выполнена с числом витков , равным числу витков, третьей обмотки, и соединена в звезду, а перва  и втора  обмотки реактора включены пофазно последовательно с сетевыми обмотками преобразовательного трансформатора со стороны питающей сети.moreover, the secondary phase voltages of one converter unit are shifted by an angle of l / t el. in relation to the similar voltages of the other unit, and two rectifier devices, each of which is connected to the valve windings of the transformer with a secondary phase voltage system of the corresponding unit with an input, and an output to the output terminals for connecting the load, as well as a compensating device, comprising a reactor made on two magnetic cores, on the first of which there is an unconnected first and a third three-phase windings connected to a star, and on the second - similar to the first unconnected second and fourth the mouth of the three-phase windings, and the third and fourth three-phase windings are connected in series according to, and a three-phase capacitor bank is connected to the points of their connection, characterized in that, in order to constructively simplify and reduce the installed power of the equipment while deeply regulating the rectified voltage using switching devices in the transformer network windings, the fourth three-phase reactor winding is made with the number of turns equal to the number of turns of the third winding, and connected to a star, and VA and the second windings of the reactor are connected in phase with the network windings of the transformer transformer on the supply side. ii 2.Преобразователь поп.1, от л ича ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени 2. The converter pop. 1, from the key, and so that, in order to increase посто нного напр жени , m-фазные преобразовательные блоки по отношению к нагрузке соединены последовательно.constant voltage, m-phase converter blocks with respect to the load are connected in series. 3.Преобразователь поп.1, отличэ ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени 3. The converter pop. 1, distinguished by the fact that, in order to increase посто нного тока, m-фазные преобразовательные блоки по отношению к нагрузке соединены параллельно.DC, m-phase converter blocks are connected in parallel with respect to the load.
SU914916432A 1991-01-11 1991-01-11 2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards RU1781794C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914916432A RU1781794C (en) 1991-01-11 1991-01-11 2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914916432A RU1781794C (en) 1991-01-11 1991-01-11 2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1781794C true RU1781794C (en) 1992-12-15

Family

ID=21563440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914916432A RU1781794C (en) 1991-01-11 1991-01-11 2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1781794C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Каталог Информэлектро 05.43.03-89. Выпр мители серий ВАКД и ВАКВ, 1989. Авторское свидетельство СССР №1124414, кл. Н 02 М 7/06. 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5905371A (en) Sequential discharge and its use for rectification
US7050311B2 (en) Multilevel converter based intelligent universal transformer
Gyugyi et al. The high-frequency base converter-A new approach to static high-power conversion
RU2673250C1 (en) Semiconductor rectifier
US5657214A (en) Stepped waveform PWM inverter
JPH06502059A (en) DC/DC power transformer
WO2018091065A1 (en) A modular multilevel converter for use in a high voltage traction system
RU2367082C1 (en) Voltage control method and three-phase rectifier
RU1781794C (en) 2@-phase compensated converter of ac voltage to dc voltage and backwards
RU203267U1 (en) AC voltage regulator
EP0440988A1 (en) Three-phase voltage stiff convertor
RU2660131C1 (en) Multilevel voltage rectifier
RU2156024C1 (en) Three-phase sine-voltage regulator with high- frequency section
RU176888U1 (en) SEMICONDUCTOR RECTIFIER
RU2254658C1 (en) Transistorized tree-phase reactive-current supply
US3790877A (en) Power delivery system for a tank load characterized by series-connected inverter bridges and a high voltage source
SU1001380A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
SU736298A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
RU2124263C1 (en) Valve-type converter
CN216721192U (en) Combined voltage regulating circuit of high-voltage power supply rectifier
SU169663A1 (en) THREE-PHASE VENTILATED FREQUENCY CONVERTER
SU1078558A1 (en) A.c.voltage-to-d.c.voltage converter
RU2146387C1 (en) Stabilizer of three-phase sine voltage using high- frequency circuit
SU1767658A1 (en) Compensated alternating-to-constant voltage transformer
SU1188837A1 (en) High-voltage compensation converter