SU1072215A1

SU1072215A1 - Twelve-phase compensated a.c.-to-d.c. voltage converter

Info

Publication number: SU1072215A1
Application number: SU823525674A
Authority: SU
Inventors: Валерий Захарович Винник; Исаак Аронович Зборовский; Валерий Петрович Светоносов
Original assignee: Производственное Объединение "Уралэлектротяжмаш" Им.В.И.Ленина
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-02-07

Abstract

ДВЕНАДЦАТИФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор с концентрически размешенными на стержн х магнитопровода первичной и вторичной обмотками, причем .первична обмотка подключена к входным выводам. iif . {3 ; 13 ., , ( .. а вторична расщеплена на четное число поэтажно расположенных частей, одна половина которых соединена в звезду, а друга - в треугольник и кажда из них подключена к диагонали переменного тока соответствующего выпр мительного моста, выходом по посто нному току соединенным с выходными выводами, и трехфазную компенсационную обмотку, соединенную с трехфазной конденсаторной батареей, отличающийс тем, что, с целью улучшени массогабаритных показателей, компер1сационна обмотка расщеплена на встречно-последовательно соединенные между собой части число которых равно числу частей § вторичной обмотки и кажда из кото (Л рых совмещена с соответствующей частью вторичной обмотки и расположена на одном с нео концентре на стержн х магнитопровода трансформатора .TWELVE PHASE COMPENSATED ALTERNATING VOLTAGE VOLTAGE CONVERTER containing a three-phase transformer with primary and secondary windings concentrically placed on the cores of the magnetic core, the primary winding being connected to the input terminals. iif. {3; 13.,, (.. and the secondary is split into an even number of parts located on the floor, one half of which is connected to a star, and the other to a triangle, and each of them is connected to the diagonal of an alternating current of the corresponding rectifying bridge, with a DC output connected to output pins, and a three-phase compensation winding connected to a three-phase capacitor battery, characterized in that, in order to improve the weight and size parameters, the compensation winding is split into Parts between them are the number of parts equal to the number of parts of the secondary winding and each of which is (L ryh combined with the corresponding part of the secondary winding and is located on one of the concentrators on the transformer magnetic cores.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в электротехнике на передачах и вставках посто нного тока, дл питани контактной сети электрофицированного железнодорожного транспорта, электролизных установок .The invention relates to electrical engineering, in particular, to converter equipment, and can be used in electrical engineering on transmissions and DC inserts to power a contact network of electrified railway transport, electrolysis facilities.

Известен двенадцатифазный компенсированный преобразователь, содержащий преобразовательный трансформатор , части вентильной обмотки которого соединены в звезду и треугольник , трехфазные вентильные мосты, подключенные к указанным част м вентильной обмотки через последовательно включенные конденсаторны батареи l1.A twelve-phase compensated converter is known, which contains a converter transformer, parts of the valve winding of which are connected in a star and a triangle, three-phase valve bridges connected to the indicated parts of the valve winding through series-connected capacitor batteries l1.

В этом преобразователе с искусственной коммутацией вентилей частота дополнительного коммутирующего нпр жени на колденсаторах равна частоте п итающей рети, к которой подключен преобразователь. Из-за низкой частоты напр жени на конденсаторах эффективность использовани конденсаторной батареи, т.е. отношение реактивной мощности, генерируемой преобразователем с искусственной коммутацией, к реактивной мощности, генерируемой конденсаторной батареей той же мощности, ноIn this converter with artificial switching of valves, the frequency of the additional switching voltage on the capacitors is equal to the frequency of the feed network to which the converter is connected. Due to the low frequency of the voltage on the capacitors, the efficiency of using a capacitor bank, i.e. the ratio of the reactive power generated by the artificial-switching converter to the reactive power generated by the capacitor bank of the same power, but

подсоединенной непоср- дственно к сети, невелика сравнительно с другими компенсированными преобразовател ми , конденсаторы которых работают на повышенных частотах.connected directly to the network, is small compared to other compensated converters, whose capacitors operate at higher frequencies.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс ДЕенадцатифазный компенсированный преобразователь переменного напр жени в посто нное, содержащий трехфазный трансформатор с концентрически размещенными на стержн х магнитопровода первичной и вторичной обмотками, причем первична обмотка подключена к входным выводам, а вторична расщеплена на четное число поэтажно расположенных частей, одна половина которых соединена в.звезду, а друга - в треугольник и кажда из них подключена к диагонали переменного тока соответствующего выпр мительного моста, выходом по посто нному току соединенным с выходными выводами , и трехфазную компенсационну обмотку, соединенную с трехфазной конденсаторной батареей 2.The closest to the present invention is the Ten-phase compensated alternating voltage-to-constant voltage converter containing a three-phase transformer with primary and secondary windings concentrically placed on the cores of the magnetic core, the primary winding being connected to the input terminals, and the secondary winding is split into an even number of parts located one by one half of which is connected to a star, and the other is connected to a triangle and each of them is connected to the diagonal of an alternating current of the corresponding rectifier DC bridge, DC output connected to the output terminals, and a three-phase compensation winding connected to a three-phase capacitor battery 2.

Так как конденсаторы в данном преобразователе работают на повышенных частотах, то эффективность их использовани выше, чем в аналоге , т.е. установленна мощность конденсаторной батареи существенно меньше. Однако установленна мощность трансформаторного оборудовани значительна из-за использованийSince the capacitors in this converter operate at higher frequencies, the efficiency of their use is higher than in the analog, i.e. the installed capacity of the capacitor battery is substantially less. However, the installed capacity of transformer equipment is significant due to the use of

дополнительного реактора и, кроме того, из-за наличи реактора преобразователь имеет худише массогаба ритные показатели.additional reactor and, in addition, due to the presence of the reactor, the converter has a leaner mass and weight ratio.

Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей.The purpose of the invention is to improve the weight and size parameters.

Поставленна цель /достигаетс тем, что в двенадцатифазном компенсированном преобразователе переменного напр жени в посто нное, содержащем трехфазный трансформатор с концентрически размещенными на стержн х магнитопровода первичной и вторичной обмотками, причем первична обмотка подключена к входным выводам, а вторична расщеплена на четное число поэтажно расположенных частей, одна половина которых соединена в звезду, а друга - в треугольник и кажда из них подключена к диагонали переменного тока соотвествующего выпр мительного моста, выходом по посто нному току соединенным с выходными выводами, и трехфазную компенсационную обмотку, соединенную с трехфазной конденсаторной батареей, компенсационна обмотЕса расщеплена на встречно-посдедовательно соединенные между собой част число которых равно числу частей вторичной обмотки и кажда из которых совмещена с соответствующей частью вторичной обмот1си и располс жена на одном с ней концентре на стержн х маг-нитопровода трансформатора .The goal / is achieved by the fact that in a twelve-phase compensated variable-voltage-to-constant voltage converter containing a three-phase transformer with concentric and primary windings located on the cores of the magnetic core, the primary winding is connected to the input terminals, and the secondary is split into an even number of parts per floor one half of which is connected to a star, and the other to a triangle, and each of them is connected to the diagonal of the alternating current of the corresponding rectifier a bridge, a direct current output connected to the output terminals, and a three-phase compensation winding connected to a three-phase capacitor battery, the compensation winding is split into counter-connected with each other, the number of which is equal to the number of parts of the secondary winding and each of which is combined with the corresponding part secondary winding and is located on the same center with it on the rods of the transformer magnetic line.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема двенадцатифазного компенсированного преобразовател , на фиг. 2 - схема расположени обмоток одной фазы преобразовательног трансформатора.FIG. 1 is a schematic diagram of a twelve-phase compensated converter, FIG. 2 shows the layout of the windings of a single phase transformer transformer.

Преобразователь содержит преобразовательный трансформатор 1 с трех|фазнь 1 магнитопроводом 2 (на фиг, 2 жирна лини Ь на стержн х которого концентрически размещены первична (сетева )обмотка 3 и расщепленна на четыре поэтажно расположенные части 4-7 вторична (вентильна Ьбмотка 8 При этом части 4 и 5 вторичной обмоки 8 соединены в звезду, а части 5 и 7 - в треугольник. Преобразовател содержит также трехфазную компенсационную обмотку 9, к линейным зажимам которой подключена конденсаторна батаре 10 и трехфазные вентильные мосты 11, подключенные к част м 5-7 вторичной обмотки 8.The converter contains a converter transformer 1 with three | phas 1 magnetic core 2 (in FIG 2, a thick line b on whose rods the primary (network) winding 3 is concentrically located and split into four parts located on the floor 4-7 secondary (valve b winding 8) 4 and 5 of the secondary windings 8 are connected in a star, and parts 5 and 7 - in a triangle. The converter also contains a three-phase compensation winding 9, to the line terminals of which a capacitor battery 10 is connected and the three-phase valve bridges 11 are connected s to parts 5-7 secondary winding 8.

Компенсационна обмотка 9 размещена на стержн х 12 (фиг. 2) магнитопровода 2 преобразовательного трансформатора 1 на одном KOKti.eHTpe с вентильной обмоткой 8 и разделена на части 13-16, число которых равно числу частей вентильной обмотки 8 причем часть 4 вентильной обмотки совмещена с частью 13 компенсационной обмотки. Соответственно совмеще ны части 5 и 14, 6 и 15, 7 и 16. Части 13-16 компенсационной обмотки соединены встречно-последовательно .The compensation winding 9 is placed on the rods x 12 (Fig. 2) of the magnetic conductor 2 of the converter transformer 1 on one KOKti.eHTpe with the valve winding 8 and is divided into parts 13-16, the number of which is equal to the number of parts of the valve winding 8 and part 4 of the valve winding is combined with part 13 of the compensation winding. Correspondingly, parts 5 and 14, 6 and 15, 7 and 16 are combined. Parts 13-16 of the compensation winding are interconnected.

Преобразователь работает следую-щим образом.The converter works as follows.

При работе компенсированного преобразовател в Част х вентильной обмотки текут токи основной частоты равной частоте питающей сети, и токи высших гармонических, пор док которых равен 6к+1, где к - натуральный р д чисел Tl,2,3,4,. ..) .Намагничивающие силы основйой и высших гармонических , пор док которых равен 6к±1, где К- четное число (2;4, 6,,..), частей со схемой звбзда совпадают по направлению с соответствующими намагничивающими силами частей вентильной обмотки со схемой треугольник. Намагничивающие силы высших гармоник, пор док которых равен 6к±1, где к - нечетное число (.1,3,5,. . .) , частей со схемой звезда вентильной обмотки направлены встречно с соответствующими намагничивающими силами частей со схемой треугольник.When a compensated converter operates in Parts of a valve winding, the currents of the main frequency are equal to the frequency of the mains supply, and the currents of higher harmonics, whose order is 6k + 1, where k is the natural number of numbers Tl, 2, 3, 4. ..). The magnetizing forces of the fundamental and higher harmonic, whose order is equal to 6k ± 1, where K is an even number (2; 4, 6 ,, ..), the parts with the star drive circuit coincide in direction with the corresponding magnetizing forces of the valve winding parts with a triangle pattern. The magnetizing forces of higher harmonics, whose order is equal to 6k ± 1, where k is an odd number (.1,3,5, ....), Parts with a star circuit of a winding winding are directed counter to the corresponding magnetizing forces of parts with a triangle circuit.

Намагничивающие силы основной и высших гармонических создают магнит ные потоки, которые навод т ЭДС в част х компенсационной обмотки. При прин той схеме (фиг. 1 ) встречно-последовательного соединени The magnetizing forces of the main and higher harmonics create magnetic fluxes that induce emf in parts of the compensation winding. With the adopted scheme (fig. 1) of an inter-series connection

частей компенсационной обмотки ЭДС основной частоты и высших гармоник , пор док которых равен 6к+1, где к - четное число, взаимно уничтожаютс и, следовательно, на конденсаторной батарее отсутствует напр жение указанных частот.The parts of the compensation winding EMF of the main frequency and higher harmonics, whose order is equal to 6k + 1, where k is an even number, are mutually destroyed and, therefore, there is no voltage on the capacitor battery of the indicated frequencies.

Наоборот, ЭДС высших гармоник, пор док которых равен 6к+1, где к - не четное число, имеют согласное на0 правление в част х компенсационной обмотки, т.е. напр жение на конденсаторной батарее содержит гармоники с упом нутым пор дком: 5,7,19,17,... В последовательной сетевой обмот5 ке, кроме тока основной частоты, протекают токи высших гармонических, пор док которых 6к+1, где к - четное число. В этом случае токи высших гармоник , пор док которых равен 6к+1, где к - нечетное, текут только в част х вентильной и компенсационной обмоток .On the contrary, the EMF of higher harmonics, whose order is equal to 6k + 1, where k is an even number, have a consistent direction in parts of the compensation winding, i.e. the voltage on the capacitor battery contains harmonics with the following order: 5,7,19,17, ... In a series power winding, currents of higher harmonic currents flow, the order of which is 6k + 1, where k - even number. In this case, the currents of higher harmonics, whose order is equal to 6k + 1, where k is odd, flow only in parts of the valve and compensation windings.

Совмещение частей компенсационной и вентильной обмоток позвол ет при некотором увеличении мощности преобразовательного трансформатора улучшить массогабаритные показателиCombining parts of the compensation and valve windings allows, with a slight increase in the power of the converter transformer, to improve the weight and size parameters.

.преобразовател за счет исключени трехобмоточного реактора. Кроме , обеспечиваетс максимальное ис0 пользование магнитного пол рассе ни высших гармонических трансформа тора , которое в данном случае вл етс рабочим. и . v . 11 Г ТГ 1 Г 11 г jj -i VVX lUjnrV jIllTYVX-l liLrrr jlkocri L- J IL....- ij ЁliЦ ЩA converter by eliminating a three-winding reactor. In addition, the maximum use of the magnetic field of the dissipation of the higher harmonic transformer, which in this case is working, is ensured. and v. 11 G TG 1 G 11 g jj-i VVX lUjnrV jIllTYVX-l liLrrr jlkocri L- J IL ....- ij ЁliЦ Щ

II

///////// /////////

1one

f2f2

Claims

(541 TWELVE-PHASE COMPENSATED AC VOLTAGE CONVERTER TO CONSTANT, containing a three-phase transformer with primary and secondary windings concentrically placed on the terminals of the magnetic circuit, the primary winding connected to the input terminals, and the secondary winding of which is split into an even number of one and the other in a triangle and each of them is connected to the diagonal of the alternating current of the corresponding rectifier bridge, with a constant current output dynamically connected with output terminals, and a three-phase compensation winding connected to a three-phase capacitor bank, characterized in that, in order to improve the overall dimensions, the compensation winding is split into counter-series-connected parts * the number of which is equal to the number of parts of the secondary winding and each of which combined with the corresponding part of the secondary winding and located on one concentrate with it on the rods of the transformer magnetic circuit.