SU1094024A1

SU1094024A1 - Device for adjusting three-phase voltage

Info

Publication number: SU1094024A1
Application number: SU833548634A
Authority: SU
Inventors: Велло Васильевич Сарв; Райво Яанович Неудорф; Ильмар Эльмарович Ранне; Тийу Юлиусовна Саккос; Юрий Эдович Сооярв; Майре Якобовна Хансен
Original assignee: Институт термофизики и электрофизики АН ЭССР
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1984-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ. РЕГУдаРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее трехфазный межфазный автотрансформатор , фазные обмотки которого 1С1ссО:ГЛ GATt;.;iiOТЕХ;1 . ЩМ10ТЁН. вьтолнены с отводами, и две группы выводов дл пофазного подключени нагрузки, перва группа которьпс соединена с обмотками межфазного автотрансформатора, а втора - с выводами дл подключени трехфазной питающей сети, и шесть двунаправленных управл емых ключей, о тлйчающеесЯ тем, что, с целью повышени надежности и улучшени массогабаритных показателей, обмотки межфазного автотрансформатора соединены в звезду, причем начала обмоток подключены пофазно к первой группе выводов дл подключени на§ грузки , а каждый отвод обмотки данной фазы через соответствующую пару (Л двунаправленных управл емых ключей соединен с началами двух других фазных обмоток межфазного автотрансформатора .DEVICE FOR. REGULATION OF THREE-PHASE VOLTAGE, containing a three-phase interphase autotransformer, the phase windings of which are 1С1ссО: ГЛ GATt;. IiOTЕХ; 1. SCHM10TYON. Two sets of outputs for phase-wise connection of the load, the first group of which is connected to the windings of the interphase autotransformer, and the second with leads for the connection of a three-phase supply network, and six bidirectional controlled keys, so as to improve reliability and improving mass and size parameters, the windings of the interphase autotransformer are connected in a star, and the beginning of the windings are connected phase by phase to the first group of terminals for connecting the load, and each tap of the winding is connected This phase is through an appropriate pair (L bidirectional controlled keys connected to the beginnings of the other two phase windings of the interphase autotransformer.

Description

о со 4about co 4

toto

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано , например, в качестве плавнорегулируемого источника переменного напр жени с близкой к синусоидальной формой входного и выходного токов.The invention relates to electrical engineering, in particular, to converter technology, and can be used, for example, as a continuously adjustable source of alternating voltage with a close to sinusoidal form of input and output currents.

Известно устройство дл регулировани трехфазного напр жени , содержащее трехфазный межфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации Г 1 J.A device for regulating a three-phase voltage is known, comprising a three-phase interphase transformer with a switchable transformation ratio G 1 J.

Недостатком устройства вл етс относительно больша масса электромагнитного оборудовани , вызванна необходимостью использовани трансформатора дл реализации междуфазно I электромагнитной св зи при сглаженном регулировании.The drawback of the device is the relatively large mass of electromagnetic equipment, caused by the need to use a transformer to realize interphase I electromagnetic communication with smoothed control.

Известно также устройство дл регулировани трехфазного напр жени , содержащее трехфазньй межфазны автотрансформатор и управл емые двунаправленные ключи, соединенные с отводами обмоток автотрансформатора 2 L .It is also known a device for regulating a three-phase voltage, containing a three-phase interphase autotransformer and controllable bidirectional keys connected to the tapping of the windings of the autotransformer 2 L.

Недостатком устройства вл етс большое количество отводов обмотки автотрансформатора, что усложн ет схему и конструкцию устройства.The drawback of the device is the large number of taps of the winding of the autotransformer, which complicates the design and structure of the device.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл регулировани трехфазного напр жени , содержащее трехфазный автотрансформатор, фазные обмотки которого вьтолнены с отвода ми, и две группы выводов дл пофазного подключени нагрузки, перва группа которых соединена с обмотками межфазного автотрансформатора, а втора - с выводами дл подключени трехфазной питающей сети, и шесть двунаправленных управл емых ключей С 31,The closest technical solution to the invention is a device for regulating a three-phase voltage, containing a three-phase autotransformer, the phase windings of which are tapped with branch lines, and two groups of terminals for a phase-by-phase connection of the load, the first group of which is connected to the windings of an interphase autotransformer, and the second with terminals for connecting a three-phase supply network, and six bidirectional controllable C 31 keys,

Недостатком известного устройства вл етс увеличенна типова мощность межфазного автотрансформатора и относительно высокое напр жение на ключах, что снижает надежность работы межфазного автотрансформатора .A disadvantage of the known device is the increased typical power of the interphase autotransformer and the relatively high voltage on the keys, which reduces the reliability of the interfacial autotransformer.

Целью изобретени вл етс повышение надежности иулучшение массогабаритных показателей устройства.The aim of the invention is to increase the reliability and improve the mass and size parameters of the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл регулировани тро хфазного напр жени , содержащем трехфазный межфазный автотрансформатор , фазные обмотки которого выполнены с отводами и две группы выводов дл пофазного подключени нагрузки, перва группа которых соединена с обмотками межфазного автотрансформатора, а втора - с выводами дл подключени трехфазной питающей сети, и шесть The goal is achieved by the fact that in a device for controlling a three-phase voltage containing a three-phase interphase autotransformer, the phase windings of which are made with taps and two groups of terminals for phase-by-phase connection of the load, the first group of which is connected to the windings of the interphase autotransformer, and the second with terminals for three-phase mains connections, and six

0 двунаправленных управл емых ключей, обмотки межфазного автотрансформатора соединены в звезду, причем начала обмоток непосредственно подключены пофазно к первой группе 0 bidirectional controlled keys, interphase autotransformer windings are connected in a star, with the beginning of the windings directly connected phase to the first group

5 выводов дл подключени нагрузки, а каждый отвод обмотки данной фазы через соответствующую пару двунаправленных управл емых ключей соединен с началами двух других фаз0 нык обмоток межфазного автотрансформатора .5 terminals for connecting the load, and each tap of the winding of this phase through an appropriate pair of bidirectional control keys is connected to the beginnings of the two other phases of the windings of the interphase autotransformer.

На чертеже представлена функцио , нальна схема устройства дл регулировани трехфазного напр жени .The drawing shows a functional scheme of a device for adjusting a three-phase voltage.

5five

Устройство содержит трехфазную нагрузку 1, ключевой коммутатор 2, межфазный автотрансформатор 3, выполненный на одном трехстержневом сердечнике с обмотками, соединенны0 ми в звезду и имеющими отводы, первую группу выводов 4-6 дл пофазного подключени нагрузки 1, соединенных непосредственно с начала5Ш фазных обмоток автотрансформатора The device contains a three-phase load 1, a key switch 2, an interphase autotransformer 3, made on one three-core core with windings connected in a star and having taps, the first group of terminals 4-6 for phase-by-load connection 1 connected directly from the beginning of the 5th phase windings of the autotransformer

5 3, вторую группу выводов 7-9 дл подключени трехфазной питающей сети к нагрузке 1.5 3, the second group of terminals 7-9 for connecting the three-phase mains supply to the load 1.

При этом фазные обмотки автотрансформатора 3 выполнены с отводами When this phase winding autotransformer 3 is made with taps

0 10-12 (в общем случае т/Ч отводами, где m - пульсность схемы) и имеют нулевой вывод 13, а ключевой коммутатор 2 выполнен в виде встречнопараллельно включенных тиристоров 0 10-12 (in the general case, t / ch taps, where m is the pulse frequency of the circuit) and have a zero output of 13, and the key switch 2 is made in the form of parallel-connected thyristors

5 14-25 (в общем случае m тиристоров ) , образующих соответствующие двунаправленные управл емые .5 14-25 (in the general case, m thyristors), forming the corresponding bidirectional controllable ones.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

00

В каждый момент времени во включенном состо нии находитс один тиристор ключевого коммутатора 2 и соответственно через этот тиристор потенциалы начала одной фазной об5 мотки и отвода другой фазной обмотки уравниваютс . Так как концы всех фазных обмоток присоединены к нулевому выводу 13, то в ре ультате включени любого из тиристоров часть одной фазной обмотки соедин етс параллельно другой фазной обмотке. Соответственно напр жени на параллельно соединенных част х обмоток вл ютс равными, а на пр жени фазных обмоток - взаимозавис щими , причем отношение напр жений двух фазных обмоток определ етс относительным числом витков части фазной обмотки от конца до отвода. Так как из-за применени одного трехстержневого сердечника сумма мгновенных значений магнитных потоков, а следовательно ,и сумма трехфазных напр жений обмоток равна нулю, то заданное отношение двух фазных напр жений автотрансформатора 3 определ ет и их величину относительно третьего фазного напр жени автотрансформатора 3. Таким образом, выбором месторасположени отводов (т.е. относительного числа витков части фазной обмотки от конца до отвода) можно вли ть на отношение фазных напр жений обмоток автотрансформаfтора 3, а следовательно, и на отношени фазных напр жений нагрузки 1 Измен в течение каждого периода питани отношени фазных напр жений межфазного автотрансформатора 3 и нагрузки 1.с определенной последовательностью , можно приблизить форму фазных напр жений, а соответственно и фазных токов нагрузки к синусоидальной. Регулирование величины токов и напр жений нагрузки достигаетс , как и в известных схемах фазового регулировани , изменением сдвига фазы включени тиристоров относительно напр жени питани .At each moment of time, one thyristor of the key switch 2 is in the on state and, accordingly, through this thyristor, the potentials of the beginning of one phase winding and the removal of another phase winding are equalized. Since the ends of all phase windings are connected to the zero terminal 13, in the switch-on phase of any of the thyristors, a part of one phase winding is connected parallel to the other phase winding. Accordingly, the voltages on the parallel-connected parts of the windings are equal, and on the phase windings, the windings are interdependent, and the ratio of the voltages of the two phase windings is determined by the relative number of turns of the phase winding part from end to end. Since, due to the use of one three-core core, the sum of instantaneous magnetic fluxes, and hence the sum of three-phase winding voltages, is zero, the specified ratio of two phase voltages of the autotransformer 3 determines their value relative to the third phase voltage of the autotransformer 3. By choosing the location of the taps (i.e., the relative number of turns of the phase winding part from the end to the tap), the ratio of the phase voltages of the windings of the auto-transformer 3, and therefore no, and the ratio of phase voltages varying the load 1 during each period of the power ratio of the phase voltage and a phase 3 autotransformer load 1.c specific sequence can be approximated by the shape of the phase voltages, and phase, respectively, and the load current sinusoidal. The regulation of the magnitude of the currents and voltages of the load is achieved, as in the known phase control schemes, by varying the phase shift of the thyristors with respect to the supply voltage.

В 12-пульсной схеме (фиг.1) тиристоры 14-25 отпираютс в последовательности 23-17-18-24-15-21-22-16-19-25-14-20 , что соответствует фазовой последовательности напр жений на тиристорах и поэтому обеспечивает симметричный режим работы устройства.In the 12-pulse circuit (Fig. 1), the thyristors 14-25 are unlocked in the sequence 23-17-18-24-15-21-22-16-19-25-14-20, which corresponds to the phase sequence of voltages on the thyristors and therefore provides a symmetric mode of the device.

В цел х исключени из напр жени и тока нагрузки высших гармоник ниже 11-й между абсолютными величинами максимального, среднего и минимального мгновенных значений фазных напр жений как автотрансформатора 3, так и нагрузки 1 должно существовать отношениеIn order to exclude from the voltage and load current of higher harmonics below the 11th, between the absolute values of the maximum, average and minimum instantaneous values of the phase voltages of both the autotransformer 3 and the load 1, there must be a relation

cos 15:cos 45°:cos 75° 1:0,732:0,268,cos 15: cos 45 °: cos 75 ° 1: 0.732: 0.268,

Дл обеспечени этого относительное число витков части фазной обмотки от конца до отвода обмотки должно быть выбрано равным 0,366.To ensure this, the relative number of turns of the phase winding portion from the end to the winding tap must be chosen to be 0.366.

В этом случае векторы анодных напр жений тиристоров (в запертом состо нии всех тиристоров) образуют симметричную 12-фазную систему.In this case, the anode voltages of the thyristors (in the locked state of all the thyristors) form a symmetric 12-phase system.

В общем случае т-пульсной схемыIn general, the t-pulse circuit

месторасположени отводов фазных обмоток автотрансформатора определ ютс их услови , что векторы анодных напр жений тиристоров образуют симметричную т-фазную систему.the locations of the phase windings of the autotransformer are determined by their conditions that the anode voltage of the thyristors form a symmetric m-phase system.

Положительными свойствами предлагаемого устройства по сравнению с известным вл ютс повышение надежности работы ключей в результате уменьшени максимального напр жени The positive properties of the proposed device as compared with the known ones are an increase in the reliability of operation of the keys as a result of a decrease in the maximum voltage.

на них, а также улучшение массогабаритных показателей автотрансформатора в св зи с уменьшением его типовой мощности в результате уменьшени искаженности токов в обмотках автотрансформатора.on them, as well as an improvement in the mass and size parameters of the autotransformer in connection with a decrease in its typical power as a result of a decrease in the distortion of currents in the windings of the autotransformer.

Максимальное напр жение на ключах в известном устройстве равно или близко линейному напр жению питани , а в предлагаемом - всегдаThe maximum voltage on the keys in a known device is equal to or close to the linear voltage of the power supply, and in the proposed one it is always

меньше, в 12-пульсной схеме, например , в 1,3 раза меньше линейного напр жени .less, in a 12-pulse circuit, for example, 1.3 times less than the linear voltage.

Уменьшение типовой мощности предлагаемого автотрансформатора поReducing the typical power of the proposed autotransformer

сравнению с известным в услови х одинаковой формы тока, например в случае 12-пульсной , равно 17%, что вл етс результатом уменьшени искаженности и соответственноcompared with the known current conditions of the same form, for example, in the case of 12 pulses, it is 17%, which is a result of the reduction in distortion and

относительного действующего значени токов в обмотках автотрансформатораthe relative effective value of the currents in the windings of the autotransformer

16 -Р Ш16-R W

Claims

DEVICE FOR. THREE-PHASE VOLTAGE REGULATION, containing a three-phase interphase autotransformer, the phase windings of which are made with taps, and two groups of terminals for phase-wise connection of the load, the first group of which is connected to the windings of the interphase autotransformer, and the second - with terminals for connecting a three-phase power supply network, and six bidirectional controlled keys, which means that, in order to increase reliability and improve overall dimensions, the windings of an interphase autotransformer are connected to a star, and on ala windings per phase are connected to the first 'a group of terminals for connection to the load, and each finger of the phase windings via a corresponding pair of keys controlled bidirectional coupled with the beginnings of the two other phase windings of a phase autotransformer.