RU1831758C - Компенсированный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение может быть использовано дл  питани  электролизных серий, установок электротермии, железнодорожного транспорта и других потребителей посто нного тока. Сущность изобретени : устройство содержит преобразовательный трансформатор с трехфазными сетевой и вентильными обмотками, выпр мительные мосты и компенсирующее устройство из трехфазной конденсаторной батареи и трехфазного реактора; Обмотки соединены в звезду и треугольник и подключены пофазно к входам соответствующих выпр мительных мостов, Реакторные обмотки выполнены с числами витков, равными числам витков обмоток реактора. При сдвиге одноименных вторичных фазных напр жений трансформатора на ±30 эл.град. обмотка реактора соединена в треугольник , сдвигающий входные токи мостов на ±30 эл.трад., и подключена к обмотке реактора согласно. При сдвиге вторичных напр жений на ±150 эл.град. обмотка соединена в треугольник со Сдвигом±30 эл.град. и подключена к обмотке встречно. При синфазных обмотках трансформатора реакторные обмотки подключены к вентильным обмоткам одноименными зажимами. В противном случае - разноименными зажимами. Указанное выполнение устройства обеспечивает повышение его выходной мощности и получение возможности реализации компенсированного режима его работы при произвольном исполнении трансформатора . 5 з.р.ф-лы, 1 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано дл  питани  выпр мленным током электролизных, электротермических установок, железнодорожного транспорта и других потребителей.

Дл  устранени  недостатков прототипа в предлагаемом преобразователе силовой трансформатор снабжен дополнительными соединени ми соответственно в звезду и треугольник третьей и четвертой трехфазными вентильными обмотками, которые посредством дополнительно введенных и расположенных на первой и второй част х магнитопровода реактора п той и шестой трехфазных обмоток подключены пофазно к входным выводам дополнительно введенных третьего и четвертого выпр мительных мостов, выходы посто нного тока которых св заны с выходными выводами дл  подключени  нагрузки. П та  и шеста  реакторные обмотки выполнены с числами витков,

равными числам витков первой и второй обмоток реактора. При выполнении вентильных обмоток трансформатора по схемам звезда и треугольнике со сдвигом одноименных фазных напр жений на ±30 эл.град, четверта  обмотка реактора соедин етс  в треугольник , сдвигающий входные токи второго и четвертого выпр мительных мостов на + 30 эл.град. и подключена к третьей обмотке реактора согласно, При выполнении вентильных обмоток трансформатора по схемам звезда и треугольник со сдвигом одноименных фазных напр жений .на ±150 эл.град. четверта  обмотка реактора соединена в треугольник, сдвигающий входные токи второго и четвертого выпр мительных мостов на ±30 эл.град. и подключена к третьей обмотке реактора встречно. При вы- прлнении первой вентильной обмотки трансформатора синфазно с третьей аналогичной обмоткой, а второй вентильной обмоткой синфазно с четвертой аналогичной обмоткой, перва  и п та  и соответственно втора  и шеста  обмотки реактора подключены к вентильным обмоткам одноименными зажимами. При выполнении первой вентильной обмотки трансформатора противофазной с третьей аналогичной обмоткой , а второй вентильной обмотки противофазной с четвертой аналогичной обмоткой , перва  и п та  и соответственно втора  и шеста  обмотки реактора подключены к вентильным обмоткам разноименными зажимами. Выпр мительные мосты могут быть диодными, диодно-дроссельны- ми и тиристорными, а по отношению к нагрузке могут соедин тьс  параллельно, последовательно и комбинированно.

Компенсирующее устройство включено оригинальным путем, что позвол ет, по сравнению с известным ранее преобразователем , перевести в компенсированный режим сразу четыре выпр мительных моста . В результате повышаетс  выходна  мощность преобразовател . Причем последнее становитс  возможным при произвольной схеме соединени  силового трансформатора , что упрощает практическую реализацию компенсированного режима.

На чертеже представлена принципиальна  схема одного из вариантов предложенного преобразовател , выполненного на неуправл емых вентил х с параллельным соединением выпр мительных мостов, со сдвигом вторичных фазных напр жений трансформатора на ±30 эл.град,, с синфазными первой и третьей, а также второй и четвертой вентильными обмотками. Он содержит преобразовательный трансформатор с трехфазными сетевой 1, первой 2,

второй 3, третьей 4 и четвертой 5 вентильными обмотками, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 выпр мительные мосты, а также компенсирующее устройство, состо щее из трехфазной конденсаторной батареи 10 и трехфазного реактора, на первую часть магнитопровода которого уложены перва  11, треть  12 и п та  15, а на вторую часть магнитопровода - втора  13, четверта  14 и шеста  16 трехфазные обмотки реактора .

Работа компенсированного преобразовател  осуществл етс  следующим образом , При подключении обмотки 1

трансформатора к питающей сети входные

токи выпр мительных мостов 6, 7, 8 и 9,

протека  по обмоткам 11, 15 и 13, 16 реак тора, создают в обмотках 12 и 14 токи,

спектр которых определ етс  гармониками

пор дка 6S+1, где S 0, 1, 2, 3, ... . При предложенном исполнении вентильных обмоток трансформатора 2, 3, 4 и 5, а также обмоток реактора 11,1 2, 13, 14, 15 и 16 по отношению к точкам подключени 

конденсаторной батареи 10 одинаково направленными оказываютс  лишь токи нечетно-кратных гармоник (5 1,3,5,...). Они и перезар жают конденсаторы батареи 10. Созданные указанными гармоники токов

напр жени  на конденсаторах трансформируютс  в контуры коммутации вентилей мостов 6, 7, 8 и 9 и вызывают искусственную коммутацию вентилей. За счет искусственной опережающей коммутации вентилей

снижаетс  потребление преобразователем реактивной мощности, что существенно повышает коэффициент мощности преобразовател . Одно компенсирующее устройство обеспечивает искусственную коммутацию

вентилей сразу в четырех выпр мительных мостах.

Технико-экономический эффект от применени  предложенного компенсированного преобразовател  прежде всего св зан с повышением его выходной мощности. Последнее обусловлено тем, что имеет место оптимальна  по конструктивным параметрам мощность передаваема  через одну

вентильную обмотку трансформатора и один выпр мительный мост. Осуществление компенсированного режима в преобразователе с удвоенным, по сравнению с прототипом, числом выпр мительных мостов удваивает и выходную мощность преобразовател .. Другим преимуществом предложенного преобразовател , в отличие от прототипа,  вл етс  возможность реализации компенсированного режима при любом имеющем практическое значение

конструктивном исполнении преобразовательного трансформатора.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и   1. Компенсированный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий силовой трансформатор с соединенной с входными выводами дл  подключени  питающей сети трехфазной сетевой обмоткой, двум  трехфазными вентильными обмотками, перва  из которых соединена в звезду, а втора  - в треугольник, первый и второй выпр мительные мосты, выходы посто нного тока которых св заны с выходными выводами дл  подключени  нагрузки, и компенсирующее устройство, включающее трехфазный реактор с магни- топроводом, разделенным на две части, на первую из которых уложена перва  и соединенна  в звезду треть , а на вторую - втора  и соединенна  в треугольник четверта  трехфазные обмотки реактора, причем перва  и втора  обмотки реактора выполнены с равным числом витков и включены пофаз- но соответственно между первой и второй вентильными обмотками трансформатора и входами первого и второго выпр мительных мостов, четверта  обмотка реактора вы- полнена с числом витков в чГ раза большим, чем у третьей обмотки реактора и соединена с этой обмоткой последовательно , а к точкам их соединени  подключена трехфазна  конденсаторна  батаре , отличающийс  тем. что силовой трансформатор снабжен дополнительными соединенными соответственно в звезду и треугольник третьей и четвертой трехфазными вентильными обмотками, которые посредством дополнительных введенных и расположенных на первой и второй част х магнитопровода реактора п той и шестой трехфазных обмоток подключены пофазно к входным выводам дополнительно введенных третьего и четвертого выпр мительных

мостов, выходы посто нного тока которых св заны с выходными выводами дл  подключени  нагрузки. ..-.. 2. Преобразователь поп. 1, от л и чающийс  тем, что реакторные п та  и шеста  обмотки выполнены с числами витков, равными числам витков первой и второй обмоток реактора.

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что вентильные обмотки трансформатора выполнены по схемам звезда и треугольник со сдвигом одноименных фазных напр жений на +30 эл.град., а

четверта  обмотка реактора соединена в треугольник, сдвигающий входные токи второго и четвертого выпр мительных мостов на ±30 эл.град., и подключена к третьей обмотке реактора согласно.

4. Преобразователь по п. 1, от л ича ю- щ и и с   тем, что вентильные обмотки трансформатора выполнены по схемам звезда и треугольник со сдвигом одноименных фазных напр жений на ±150 эл.град., а

четверта  обмотка реактора соединена в треугольник, сдвигающий входные токи второго и четвертого выпр мительных мостов на ±30 эл.град, и подключена к третьей обмотке реактора встречно.

5. Преобразователь по п. 1, от л и ч а ю- щ и и с   тем, что перва  и треть , а также втора  и четверта  вентильные обмотки трансформатора выполнены синфазными, а перва  и п та  соответственно втора  и шеста  обмотки реактора подключены к ним одноименными зажимами.

6. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что перва  и треть , а также втора  и четверта  вентильные обмотки

трансформатора выполнены противофазными , а перва  и п та  и соответственно втора  и шеста  обмотки реактора подключены к ним разноименными зажимами.