SU1124414A1 - Компенсированный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

1.КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий силовой трансформатор с двум  трехфазными вентильиыми обмотками, одна из которых соединена в звезду, а друга  в сдвигающий вторичнйе фазные напр жени  на +30 эл.град, треугольник, два выпр мительных моста, выходы посто нного тока которых соединены с выходными выводами, и компенсирующее устройство, включающее трехфазную конденсат орную батарею и трехфазный реактор с трем  трехфазными обмотками, перва  из которых соединена в разомкнутую звезду и включена пофазно между одной вентильной обмоткой силового трансформатора и входом первого выпр мительного моста, а втора  включена пофазно между другой вентильной обмоткой силового трансформатора и входом второго выпр мительного моста, о т личающийс   тем, что, с целью упрощени  конструктивного исполнени , втора  обмотка реактора соединена по схеме разомкнутой звез-ды , магнитопровод реактора разделен на две части, на первую из которых уложенй перва  и соединенна  в звезду треть  обмотки реактора, а на вторую - втора  и соединенна  в сдвигающий входные токи второго выпр мительного моста на +30 эл.град,треугольник дополнительно введенна  четверта  обмотка реактора, соединенна  последовательно согласно с третьей обмоткой реактора, и к точкам их соединени  подключена трех фазна  конденсаторна  батаре , причем число витков четвёртой обмотки реактора в - раз больше числа витков третьей обмотки реактора, а перва  и втора  обмотки реактора выпол-; g нены с одинаковым числом витков U , где со 1,2, 2.Преобразователь по п,1, о т .личающийс  тем,что кажда  из частей магнитопровода реактора выполнена в виде одного трехфазиогс сердечника. 3,Преобразователь по п.1, о т сличающийс  тем,что кажда  из частей магнитопровода реактора выполнена в виде трех однофазных сердечников,

Description

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в любой отрасли народного хоз йства,где требуетс  преобразование энергий переменного тока в энергию посто нного тока с высоким коэффициентом мощности.

Известен преобразователь с п той и седьмой гармоникой тока в коммутирующих коденсаторах, содержащий трансформатор с трехфазной сетевой и двум  трехфазными вентильными обмотками , перва  из которых соединена в звезду и каждой фазой через соответствующую фазную обмотку трехфазного реактора соединена с входом первого выпр мительного моста, кажда  фаза второй вентильной обмотки трансформатора соединена последовательно с фазой второй обмотки реактора , образу  цепочку, соединенную с аналогичными цепочками других фаз в треугольник, к вершинам которого подключен вход второго выпр мительного моста, и конденсаторную батарею , подключенную к третьей трехфазной обмотке реактора. Преобразователь имеет высокий коэффициент мощности - l .

Недостатком его  вл етс  невозможность практической реализации с использованием типового преобразовательного трансформатора, имеющего схему соединени  вентильных обмоток звезда и треугольник. Дл  выполнени  преобразовател  необходимо изменить конструкцию трансформатора , а именно-разомкнуть вентильную обмотку, соединенную в треугольник , и осуществить включение второй обмотки реактора. Кроме того, перва  и втора  обмотки реактора обтекаютс  весьма большими токами (токами вентильных обмоток трансформатора , составл ющими в установках электротехнологии тыс чи и дес тки тыс ч ампер). Причем втора  обмотка реактора должна иметь ;число витков в ЧТ раз больше, чем перва . Эт соотношение выполн етс  лишь при чиле витков первой и второй обмоток, равном 4 и 7. Но такое большое чило сильноточных витков делает конструкцию реактора громоздкой и трудновыполнимой .

Известен компенсированный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий силовой трансфррматор с двум  трехфазными вентильными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а друга  в сдвигающий вторичные фазные напр жени  на +30 эл.град. треугольник, два выпр мительных моста,.выходы посто нного тока которых соединены с выходными выводами, к компенсирзгющее устройство, включающее трехфазную конденсаторную батарею и трехфазный реактор, с трем  трехфазными обмотками, перва  из которых соединена в разомкнутую звезду и включена пофазно между одной вентильной об моткой силового трансформатора и входом первого выпр мительного моста, а втора  - пофазно между другой вентильной обмоткой силового трансформатора и входом второго выпр митель0 ного моста. Преобразователь имеет высокий коэффициент мощности. Его практическа  реализаци  не требует реконструкции типового трансформатора 2 .

5 Однако перва  и втора  обмотки реактора обтекаютс  большими входньтми токами вентильных мостов, причем втора  обмотка из-за соединени  в зигзаг в каждой фазе должна иметь

0 на 15,5% витков больше, чем перва . Это соотношение выполн етс  при минимальном числе витков, равном 7 и 8. При такомколичестве витков, рассчитанных по току на тыс чи ампер, кон5 структивное исполнение реактора весьма сложно.:

Цель изобретени  - упрощение конструктивного исполнени  преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс 

тем, что в компенсированном преобразователе переменного напр жени  в посто нное, содержащем силовой трансФорматор с двум  трехфазными вен5 тильными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а друга  -- сдвигающий вторичные фазные напр жени  на +30 эл.град. треугольник, два выпр мительных моста, выходы по0 сто нного тока которых соединены с выходными выводами и компенсируйщее устройство, включающее трехфазную конденсаторную батарею и трехфазный реактор с трем  трехфазными

5 обмотками, перва  из которых соединена в разомкнутую звезду и включена пофазно между одной вентильной обмоткой силового трансформатора и входом первого выпр мительного моста.

а втора  включена пофазно между дру

гой вентильной обмоткой силового трансформатора и входом второго выпр мительного моста, втора  обмотка реактора соединена по схеме разомкнутой звезды, магнитопровод реактора разделен на две части, на первую из которых уложены перва  и соединенна  в звезду треть  обмотки реактора, а на вторую - втора  и соединейна  в сдвигающий входные токи второго

0 выпр мительного моста на +30 эл.град. треугольник дополни;тельно введенна  четверта  обмртка реактора, соединенна  последовательно согласно с третьей обмоткой реактора, и к точкам

5 }их соединени  подключена трехфазна  конденсаторна  батаре , причем число витков четвертой обмотки реактора в -fr раза больше числа виткой третьей обмотки реактора, а перва  и втора  обмотки реактора выполнены с одинаковым числом витков со , где .СО 1,2. Кажда  из частей магнитопровода реактора может быть выполнена в виде одного трехфазного сердечника или в виде трех однофазных сердечников. По отношению к цепи посто нного тока выпр мительные мосты могут быть соединены последовате71ьно либо парал лельно. На Чертеже представлена принципиальна  схема компенсированного пре образовател  переменного напр жени  в посто нное. Преобразователь содержит силовой трансформатор 1 с вентильной обмотко 2, соединенной в звезду, и вентильной обмоткой 3, соединенной в треугольник , первый 4 и второй 5 выпр мительные мосты, компенсирующее устройство 6 с первой 7 и второй 8 част ми магнитопровода реактора, на которых уложены соответственно перва  9 и треть  10, втора  11 и четверта  12 обмотки реактора, причем четверта  12 и треть  10 обмотки реактора соединены согласно последовательно и к точкам их соединени  подключена трехфазна  конденсаторна  батаре  13. Выпр мительный мост 4 через обмотку реактора 9 соединен е входом с вторичной обмоткой 2 трансформатора 1, а выпр мительный мост 5 через обмотку реактора 11 соединен с вторичной обмоткой 3 трансформатора 1. Выходы выпр мительных мостов подключены к выходным выводам дл  подключени  нагрузки. Преобразователь работает следующим образом. При подключении трансформатора 1 и питающей сети, а выпр мительных мостов 4 и 5 к цепи выпр мительного тока во входных токах выпр мительны мостов, а следовательно, как в первой 9, так и во второй 11 обмотках, расположенных на первой 7 и второй 8 част х магнитопровода реактора ко пенсирующего устройства б, протекаю токи, спектральный состав которыу о редел етс  соотношением km +1, где , ,1,2,3,.... Причем токи во второй обмотке 11 по отношению к то кам в первой обмотке 9 сдвинуты на +30 или -30 эл.град. за счет соединени  одной вторичной обмотки 2 .трансформатора 1 в звезду, а другой 3 - в треугольник. В третью и четвертую 12 обмотки реактора транс формируютс  токи с тем же спектром, что и в обмотках 9 и 11. За счет со единени  четвертой обмотки 12 в тре угольник линейны токи этой обмотки сдвигаютс  на -30 или+ 30 эл.град. В результате, в силу того, что треть  10 и четверта  12 обмотки соединены согласно последовательно, 1,11,13,23,25 и т.п. гармоники токов этих обмоток, отвечающие ,2, 4, ..., совпадают по фазе, и следо- . вательно, не попадают в конденсато-. ры. В то же врем  5,7,17,19 и т.п. гармоники, отвечающие ,3,..., оказываютс  в противофазе, и следовательно , перезар жают конденсаторы батареи 13. Напр жени  на конденсаторах , трансформиру сь в контуры коммутации вентилей выпр мительных мостов 4 и 5, вызывают искусственную коммутацию вентилей, благодар  чему повышаетс  коэффициент мощности преобразовател . Одновременно наличие электрической св зи между обмотками . 10 и 12 устран ет небаланс токов в обмотках 9 и Ц., благодар  чему имеет место выравнивание тока мостов 4 и 5 при их параллельной работе. Разделение магнитопровода реактора на две части и указанное выполнение третьей и четвертой обмоток с подключенной к ним конденсаторной батареей позвол ет выполнить в простейшем конструктивном виде рассчитанные на тыс чи ампер первую и вторую обмотки. Действительно, в отличие от прототипа они могут быть выполнены одинаковыми, с равньил и минимальным числом витков. В частности, число витков равно единице либо двум, а кажда  из частей магнитопровода выполнена из трех однофазных сердечников . В этом случае перва  и втора  обмотки представл ют собой всего лишь шину, пропущенную один или два раза в окно стального сердечника. Треть  и четверта  обмотки выполн ютс  многовитковыми, а следовательно, слаботочными. При большом числе витков третьей и четвертой обмоток и малом их сечении конструктивно лег- ко и точно реализуетс  необходимое соотношение между витками этих обмоток (число витков четвертой обмотки в -i раз больше, чем у третьей). Преобразователь работает с tgCf.0 т.е. практически не потребл ет реактивной мощности. Известно, что в среднем при компенсации 1 квт реактивной мощности сокращаютс  потери электроэнергии примерно на 400 квт.ч в год. Таким образом, экономический эффект только за счет компенсации реактивной мощности весьма значителен . Кроме того., внедрение предлагаемого преобразовател  позволит повысить качество электроэнергий и пропускную способность трансформаторов и линий электропередач по активной мс цности.

Д Я С

Claims (3)

1.КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий силовой трансформатор с двумя трехфазными вентильными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а другая - в сдвигающий вторичные фазные напряжения на +30 эл.град, треугольник, два выпрямительных моста, выходы постоянного тока которых соединены с выходными выводами, и компенсирующее устройство, включающее трехфазную конденсаторную батарею и трехфазный реактор с тремя трехфаэными обмотками, первая из которых соединена в разомкнутую звезду и включена пофаэно между одной вентильной обмоткой силового трансформатора и входом первого выпрямительного моста, а вторая включена пофаэно между другой вентильной обмоткой силового трансформатора и входом второго выпрямительного моста, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструктивного исполнения, вторая обмотка реактора соединена по схеме разомкнутой звезда, магнитопровод реактора разделен на две части, на первую из которых уложены первая и соединенная в звезду третья обмотки реактора, а на вторую - вторая и соединенная в сдвигающий входные токи_второго выпрямительного моста на +30 эл.град. треугольник дополнительно введенная четвертая обмотка реактора, соединенная последовательно согласно с третьей обмоткой реактора, и к точкам их соединения подключена трех фазная конденсаторная батарея, причем число витков четвёртой обмотки реактора в раз больше числа витков третьей обмотки реактора, а первая и вторая обмотки реактора выполнены с одинаковым числом витков 0) , где ω =1,2.

2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем,что каждая из частей магнитопровода реактора ⁴ выполнена в виде одного трехфаэногс сердечника.

3. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем,что каждая из частей магнитопровода реактора' выполнена в виде трех однофазных сердечников.

„SU 1124414