RU2613340C2 - Device for controlling voltage and control method thereof - Google Patents

Device for controlling voltage and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2613340C2
RU2613340C2 RU2015135100A RU2015135100A RU2613340C2 RU 2613340 C2 RU2613340 C2 RU 2613340C2 RU 2015135100 A RU2015135100 A RU 2015135100A RU 2015135100 A RU2015135100 A RU 2015135100A RU 2613340 C2 RU2613340 C2 RU 2613340C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
thyristor
phase
primary winding
transformer
Prior art date
Application number
RU2015135100A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015135100A (en
Inventor
Борис Алексеевич Аржанников
Кирилл Андреевич Низовцев
Андрей Николаевич Штин
Original Assignee
Борис Алексеевич Аржанников
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 Борис Алексеевич Аржанников filed Critical Борис Алексеевич Аржанников
Priority to RU2015135100A priority Critical patent/RU2613340C2/en
Publication of RU2015135100A publication Critical patent/RU2015135100A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613340C2 publication Critical patent/RU2613340C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
    • G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
    • G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, in particular, to conversion equipment, and can be used to control voltage of converter transformers. Device for controlling voltage comprises a transformer, where in each phase intermediate output of primary winding is connected to beginning of thyristor switch, made from two anti-parallel connected thyristors, and end of primary winding is connected to a reactor, end of which is connected to end of thyristor switch, forming a common point connected to similar common points of other phases. Apparatus includes a control unit for thyristor switches of transformer windings of each phase. Method of controlling voltage when switching thyristor switches to increase voltage first comprises opening thyristor switch of one phase followed by successive connection of other and subsequent phases, and switching thyristor switches for voltage reduction is performed in reverse order.
EFFECT: wider range of voltage control.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение для регулирования напряжения преобразовательных трансформаторов.The invention relates to electrical engineering, in particular to converter technology, and may find application for regulating the voltage of converter transformers.

Известен регулятор напряжения, содержащий трансформатор, между промежуточным выводом первичной обмотки которого и одним из входных зажимов включены два встречно-параллельно включенных тиристора, а между концом первичной обмотки трансформатора и входным зажимом включена обмотка дросселя с быстронасыщающимся сердечником [1].A known voltage regulator containing a transformer, between the intermediate terminal of the primary winding of which and one of the input terminals includes two counter-parallel connected thyristors, and between the end of the primary winding of the transformer and the input terminal is connected to the inductor coil with a rapidly saturating core [1].

Регулирование напряжения посредством описанного в [1] регулятора напряжения состоит в следующем: если тиристоры закрыты, то напряжение сети подается на полное число витков первичной обмотки трансформатора, так как дроссель насыщен и напряжение на вторичной обмотке минимальное; при открытии тиристоров сердечник дросселя перемагничивается, увеличивая свое сопротивление, а напряжение сети подается через промежуточный вывод на часть первичной обмотки, и напряжение на вторичной обмотке максимальное, и в результате выходное напряжение представляет кривую, состоящую из отрезков синусоид разной амплитуды; управляя временем открытия тиристоров в течение периода, изменяют длительность отрезков синусоид и, соответственно, среднее и действующее значения выходного напряжения.Voltage regulation by means of the voltage regulator described in [1] is as follows: if the thyristors are closed, the mains voltage is supplied to the total number of turns of the transformer primary winding, since the inductor is saturated and the voltage on the secondary winding is minimal; when the thyristors are opened, the core of the inductor is magnetized, increasing its resistance, and the mains voltage is supplied through the intermediate terminal to part of the primary winding, and the voltage on the secondary winding is maximum, and as a result, the output voltage represents a curve consisting of segments of sinusoids of different amplitudes; controlling the opening time of the thyristors during the period, the duration of the segments of the sinusoids and, accordingly, the average and effective values of the output voltage are changed.

Описанный выше регулятор напряжения и способ регулирования напряжения посредством этого регулятора характеризуются ограниченными функциональными возможностями в части ограничения диапазона регулирования напряжения при довольно сложной схеме управления.The voltage regulator described above and the voltage regulation method by means of this regulator are characterized by limited functionality in terms of limiting the voltage regulation range with a rather complex control circuit.

Изобретением решается задача создания устройства для регулирования напряжения и способа регулирования напряжения, характеризующихся широкими функциональными возможностями благодаря введению пофазного регулирования напряжения в полном диапазоне регулирования полным открытием (закрытием) тиристоров поочередно в каждой фазе первичной обмотки трансформатора при относительной простоте реализации.The invention solves the problem of creating a device for voltage regulation and a method of voltage regulation, characterized by wide functionality due to the introduction of phase-by-phase voltage regulation in the full control range by the complete opening (closing) of thyristors alternately in each phase of the transformer primary winding with relative ease of implementation.

Для решения поставленной задачи в устройстве для регулирования напряжения, содержащем трансформатор, в каждой фазе которого к промежуточному выводу первичной обмотки подключено начало тиристорного ключа, выполненного из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, а к концу первичной обмотки подключен реактор, конец которого соединен с концом тиристорного ключа, образуя общую точку, соединенную с аналогичными общими точками других фаз, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести блок управления тиристорными ключами в обмотках трансформатора каждой из фаз.To solve this problem, in a voltage control device containing a transformer, in each phase of which the beginning of the thyristor switch made of two counter-parallel connected thyristors is connected to the intermediate terminal of the primary winding, and a reactor is connected to the end of the primary winding, the end of which is connected to the end of the thyristor of the key, forming a common point connected to similar common points of other phases, it is proposed, according to the present invention, to introduce a thyristor key control unit into otkah transformer of each phase.

Для решения поставленной задачи в способе регулирования напряжения посредством устройства для регулирования напряжения, содержащего трансформатор, в каждой фазе которого к промежуточному выводу первичной обмотки подключено начало тиристорного ключа, выполненного из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, а к концу первичной обмотки подключен реактор, конец которого соединен с концом тиристорного ключа, образуя общую точку, соединенную с аналогичными общими точками других фаз, заключающемся в переключении путем открытия тиристорных ключей в фазах первичной обмотки трансформатора, предложено, согласно настоящему изобретению, при переключении тиристорных ключей на повышение напряжения сначала открывать тиристорные ключи в одной фазе с последующим поочередным подключением другой и последующих фаз, а переключение тиристорных ключей на понижение напряжения осуществлять в обратной последовательности.To solve the problem in a voltage regulation method by means of a voltage regulation device containing a transformer, in each phase of which the beginning of the thyristor switch made of two counter-parallel connected thyristors is connected to the intermediate terminal of the primary winding, and the reactor, the end of which is connected to the end of the primary winding connected to the end of the thyristor key, forming a common point connected to similar common points of other phases, which consists in switching by opening according to the present invention, when switching the thyristor switches to increase the voltage, first open the thyristor switches in one phase, followed by alternately connecting the other and subsequent phases, and switch the thyristor switches to lower the voltage in the reverse order.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежом (фиг. 1), на котором представлена принципиальная схема заявляемого устройства для регулирования напряжения.The invention is illustrated by the example of the drawing (Fig. 1), which shows a schematic diagram of the inventive device for voltage regulation.

Устройство для регулирования переменного напряжения содержит трехфазный трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2, в каждой из трех фаз: 3, 4, 5.A device for controlling AC voltage contains a three-phase transformer 1 having a primary winding 2, in each of the three phases: 3, 4, 5.

К промежуточному выводу 6 первичной обмотки 2 фаз 3, 4, 5 подключено начало тиристорного ключа 7, выполненного в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров 8.To the intermediate terminal 6 of the primary winding of 2 phases 3, 4, 5, the beginning of the thyristor switch 7 is connected, made in the form of two counter-parallel connected thyristors 8.

К концу первичной обмотки 2 подключен реактор 9, конец которого соединен с концом тиристорного ключа 7, образуя общую точку 10, соединенную с аналогичными общими точками фаз 4 и 5.A reactor 9 is connected to the end of the primary winding 2, the end of which is connected to the end of the thyristor switch 7, forming a common point 10 connected to similar common points of phases 4 and 5.

Блок управления 11 тиристорными ключами соединен с тиристорными ключами 7 во всех трех фазах 3, 4, 5, а также с общей точкой 10 соединения реактора 9 с тиристорным ключом каждой из фаз: 3, 4, 5.The control unit 11 of the thyristor keys is connected to the thyristor keys 7 in all three phases 3, 4, 5, as well as to the common point 10 of the connection of the reactor 9 with the thyristor key of each phase: 3, 4, 5.

Регулирование напряжения посредством устройства для регулирования напряжения заключается в следующем.Voltage regulation by means of a device for regulating voltage is as follows.

Пофазное регулирование напряжения на повышение напряжения осуществляют следующим образом.Phase-based voltage regulation to increase the voltage is as follows.

При помощи блока управления 11 открывают тиристорный ключ 7 в одной фазе, например в фазе 3, затем открывают тиристорный ключ 7 в фазе 4, и, наконец, открывают тиристорный ключ 7 в фазе 5.Using the control unit 11, open the thyristor switch 7 in one phase, for example in phase 3, then open the thyristor switch 7 in phase 4, and finally open the thyristor switch 7 in phase 5.

Пофазное регулирование напряжения на понижение напряжения осуществляют в обратной последовательности. Сначала открывают тиристорный ключ 7 в фазе 5, затем в фазе 4 и, наконец, в фазе 3.The phase-by-phase voltage regulation for undervoltage is carried out in the reverse order. First, open the thyristor switch 7 in phase 5, then in phase 4 and, finally, in phase 3.

Реализация заявляемого технического решения позволит относительно простыми средствами обеспечить регулирование напряжения несколькими ступенями (тремя ступенями трехфазного трансформатора) в полном диапазоне регулирования и тем самым существенно расширить функциональные возможности заявляемых устройства и способа регулирования напряжения.The implementation of the proposed technical solution will allow relatively simple means to provide voltage regulation in several steps (three steps of a three-phase transformer) in the full range of regulation and thereby significantly expand the functionality of the claimed device and method of voltage regulation.

В настоящее время в ООО НЛП «Электромаш», г. Екатеринбург, разрабатывается документация и ведется подготовка производства устройства для регулирования переменного напряжения, предназначенного для регулирования напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.Currently, the NLP Elektromash LLC, Yekaterinburg, is developing documentation and preparing for the production of an alternating voltage regulating device designed to regulate the voltage on the traction substation buses of electrified DC direct current railways.

ЛитератураLiterature

1. Авторское свидетельство СССР №419860, МПК G05F 1/12, Н02Р 13/16, 1974 г.1. USSR author's certificate No. 419860, IPC G05F 1/12, Н02Р 13/16, 1974

Claims (2)

1. Устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, в каждой фазе которого к промежуточному выводу первичной обмотки подключено начало тиристорного ключа, выполненного из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, а к концу первичной обмотки подключен реактор, конец которого соединен с концом тиристорного ключа, образуя общую точку, соединенную с аналогичными общими точками других фаз, отличающееся тем, что оно содержит блок управления тиристорными ключами в первичных обмотках трансформатора каждой из фаз.1. A device for voltage regulation, containing a transformer, in each phase of which the beginning of the thyristor switch made of two counter-parallel connected thyristors is connected to the intermediate terminal of the primary winding, and a reactor is connected to the end of the primary winding, the end of which is connected to the end of the thyristor switch, forming a common point connected to similar common points of other phases, characterized in that it contains a thyristor switch control unit in the primary windings of the transformer of each phase. 2. Способ регулирования напряжения посредством устройства для регулирования напряжения, содержащего трансформатор, в каждой фазе которого к промежуточному выводу первичной обмотки подключено начало тиристорного ключа, выполненного из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, а к концу первичной обмотки подключен реактор, конец которого соединен с концом тиристорного ключа, образуя общую точку, соединенную с аналогичными общими точками других фаз, заключающийся в переключении путем открытия тиристорных ключей в фазах первичной обмотки трансформатора, отличающийся тем, что при переключении тиристорных ключей на повышение напряжения сначала открывают тиристорные ключи в одной фазе с последующим поочередным подключением другой и последующих фаз, при этом переключение тиристорных ключей на понижение напряжения осуществляют в обратной последовательности.2. A method of regulating voltage by means of a voltage regulating device comprising a transformer, in each phase of which a thyristor switch made of two counter-parallel connected thyristors is connected to an intermediate terminal of the primary winding, and a reactor is connected to the end of the primary winding, the end of which is connected to the end thyristor key, forming a common point connected to similar common points of other phases, which consists in switching by opening the thyristor keys in phases primarily of the transformer winding, characterized in that when the thyristor switches are switched on to increase the voltage, the thyristor switches are first opened in one phase, followed by alternately connecting the other and subsequent phases, while switching the thyristor switches to lower the voltage is carried out in the reverse order.
RU2015135100A 2015-08-19 2015-08-19 Device for controlling voltage and control method thereof RU2613340C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135100A RU2613340C2 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Device for controlling voltage and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135100A RU2613340C2 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Device for controlling voltage and control method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015135100A RU2015135100A (en) 2017-02-27
RU2613340C2 true RU2613340C2 (en) 2017-03-16

Family

ID=58453837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015135100A RU2613340C2 (en) 2015-08-19 2015-08-19 Device for controlling voltage and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613340C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689111C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-24 Борис Алексеевич Аржанников Voltage control device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU403006A1 (en) * 1971-05-17 1973-10-19 METHOD OF MANAGEMENT OF TIRISTORNAL \ REGULATOR
SU419860A1 (en) * 1972-04-18 1974-03-15 Е. И. Вашкевич , С. В. Шапиро VOLTAGE REGULATOR
US4013941A (en) * 1976-03-26 1977-03-22 Moore Charles R Transformer voltage regulator responsive to input variations
EP0140851B1 (en) * 1983-09-22 1987-11-11 Kraftelektronik AB Magnetization arrangement for transformers
DE3228564C2 (en) * 1981-07-30 1989-12-07 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp
GB2216348B (en) * 1988-03-29 1992-03-25 Apv Uk Power supply circuit
RU2248865C2 (en) * 2002-01-21 2005-03-27 Кашин Сергей Викторович Power source for electric arc welding

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU403006A1 (en) * 1971-05-17 1973-10-19 METHOD OF MANAGEMENT OF TIRISTORNAL \ REGULATOR
SU419860A1 (en) * 1972-04-18 1974-03-15 Е. И. Вашкевич , С. В. Шапиро VOLTAGE REGULATOR
US4013941A (en) * 1976-03-26 1977-03-22 Moore Charles R Transformer voltage regulator responsive to input variations
DE3228564C2 (en) * 1981-07-30 1989-12-07 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, Jp
EP0140851B1 (en) * 1983-09-22 1987-11-11 Kraftelektronik AB Magnetization arrangement for transformers
GB2216348B (en) * 1988-03-29 1992-03-25 Apv Uk Power supply circuit
RU2248865C2 (en) * 2002-01-21 2005-03-27 Кашин Сергей Викторович Power source for electric arc welding

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689111C1 (en) * 2018-06-21 2019-05-24 Борис Алексеевич Аржанников Voltage control device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015135100A (en) 2017-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jovcic et al. Lcl dc/dc converter for dc grids
RU123598U1 (en) THREE PHASE CONTROLLED REACTOR
RU2622890C1 (en) Method for switching-on, switching-off and regulating voltage of transformer substation
RU2613679C2 (en) Device for regulating voltage and method for its control
RU2613340C2 (en) Device for controlling voltage and control method thereof
RU159416U1 (en) HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER
JP2011250680A (en) Current supply system with first and second current supply devices
RU2505899C1 (en) Integrated apparatus for melting ice and compensation of reactive power
RU2671829C1 (en) Regulator of booster alternating-voltage
RU2013120515A (en) POWER SUPPLY SYSTEM
RU2648280C1 (en) Voltage control device
RU2645776C1 (en) Device for testing transformators
RU2659819C1 (en) Frequency transformer for testing transformers
RU2689111C1 (en) Voltage control device
RU2715047C1 (en) Power transformer switching device
RU2631678C1 (en) Reactor group, switched by thyristors
CN107343388B (en) Power conversion device and its initial charge method
Zito et al. A novel digital controller for 12-pulse back-to-back AC/DC converters in nuclear fusion experiments
RU112546U1 (en) THREE-PHASE CONTROLLED AC VOLTAGE CONVERTER TO DC
RU2479102C1 (en) Ac voltage controller
RU124067U1 (en) INSTALLATION FOR HUNGER HEATING AND REACTIVE POWER COMPENSATION
RU112545U1 (en) THREE-PHASE CONTROLLED AC VOLTAGE CONVERTER TO DC
Rozhkov et al. The influence of control methods of AC thyristor bridge on its switching modes
RU124077U1 (en) CONTROLLED REACTOR WITH A THREE-ROD MAGNETIC WIRE
RU2628403C2 (en) Device for voltage control

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180820