SU1374364A1 - Преобразователь переменного напр жени в посто нное с компенсацией высших гармоник тока,потребл емого от сети - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульс- ных преобразовател х с симметричным управлением и гашением высших гармоник тока. Цель изобретени  - повышение качества напр жени  пиtaющeй сети путем более полного гашени  в первичном токе преобразовател  п той и седьмой ;гармоник тока..Преобразователь содержит двухмостовой тиристор- ный преобразователь 1, вход которого через трансформатор 2, в цепь первичной и одной вторичной обмоток которого включены датчики тока 4,5, соединен с питающей сетью. К выходу преобразовател  подключен делитель тока 1I, выход которого через фильтр 12 и датчик напр жени  13 соединен СР/тге/ о (6 W со со Gfi i (fw ipuf.i

Description

со входом суммирующего блока 9. Фа- зочувствительный блок 8 через блоки фильтров 6, 7 соединен с выходами датчиков тока 4, 5 соответственно. Выход блока 8 соединен с одним входом суммирующего блока 10, другой вход которого соединен с выходом суммирующего блока 9 и входом системы управлени  первого тиристорного моста 14. Система управлени  17 ти- ристорным мостом 15 входом соединена с выходом суммирующего блока 10. Введение блоков фильтров 6, 7, фазо74364

чувствительного блока 8 и суммирующего блока. 10 позвол ет непосредственно выделить из токов питающей сети токи п той и седьмой гарманик и сформировать сигнал на их устранение путем изменени  угла отпирани  тиристоров одного моста относительно другого и смещени  кривой вторичного тока одного из мостов на величину рассогласо;...зчи  между кривыми токов тиристорных мостов. Одновременно с этим происходит контроль за напр жением на нагрузке. 2 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульсных пре образовател х с симметричным управле- нием и гащением высших гармоник тока.

Цель изобретени  - повышение качества напр жени  питающей сети путем более полного гашени  в первичном токе преобразовател  п той и седьмой гармоник тока.

На фиг. 1 представлена схема преобразовател  переменного напр жени  в посто нное с компенсацией высших . гармоник тока, потребл емого от сети на фиг. 2 кривые первичного i и

токов трансформато Itit /1 . 2 S I,

вторичного i,j , pa с амплитудами 1 KT

л I-1J- i

- П+ q),

к.

к.

2lot . ЗКг , где Hi, - угол сдвига,

К - коэффициент трансформации.

Устройство (фиг. l) содержит двух мостовой тиристорный преобразователь 1 .с последовательным соединением мостов , трехфазный трехобмоточный трансформатор 2, нагрузку 3, первый 4 и второй 5 датчики тока, первый 6 и второй 7 блоки фильтров п той гармоники , блок фазочувствительного устройства 8, первьй 9 и второй мирующие блоки, делитель I1 выпр мленного напр жени , сглаживающий . фильтр 12, датчик 13 напр жени , первый 14 и второй 15 вьшр мительные мосты по схеме Ларионова - системы

с

ю

15

20

25

30

35

импульсно-фазового управлени  тиристорных мостов 16 и 17.

Тиристорные мосты 14 и 15 по выходу посто нного тока соединены последовательно .Вход тиристорного моста 14 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, соединенной в треугольник . Вход тиристорного моста 15 через датчик тока 4 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, соединенной в звезду. Первична  обмотка трансформатора 2 через датчик тока 3 подключена к питающей сети. Управл ющие входы тиристорных мостов 14 и 15 соединены с выходами систем 16 и 17 управлени  соответственно. Параллельно нагрузке 3 включен делитель 11 напр жени , выход которого через последовательно соединенные сглаживающий фильтр 12 и датчик 13 напр жени  соединен с вторым входом суммирующего блока 9, выход которого соединен с входом системы 16 управлени  и первым входом суммирующего блока ,10. Второй вход суммирующего блока IО соединен с выходом фазочувствительного блока 8. Выход суммирующего блока 10 соединен с входом системы 15 управлени . Первый вход фазочувствительного блока 8 через блок фильтра 6 соединен с выходом датчика 4 тока. Второй вход фазочувствительного блока через блок 7 фильтра соединен с выходом датчика 5 тока.

Преобразователь работает следующим образом.

При работе тиристорного преобразовател  1 при идеальном сглаживании выпр мленного тока ток в первичной обмотке трансформатора 2 представл ет собой сумму вторичных фазных токов с учетом коэффициента трансформации К каждой обмотки, а форма его принимает вид кривой 18 (фиг. 2в). Составл юща  тока.от вторичной обмотки , соединенной в треугольник, имеет вид кривой, показанной на фиг. 2а, а составл юща  тока от вторичной обмотки , соединенной в звезду, - на фиг. 26.

Кривые токов 1 и i, имеют одинаковый гармонический состав и содержат кроме основной, т.е. первой гармоники , так же п тую, седьмую, одиннадцатую , тринадцатую, семнадцатую, дев тнадцатую и т.д. высшие гармоники . С увеличением номера гармоник и уменьшением тока нагрузки их амплитуда уменьшаетс . В кривой первичного тока 1, трансформатора при условии симметрии питающих по аьллитуде напр жений , фазе и частоте, а так же симметрии работы системы импульс- но-фазового управлени , содержатс  кроме первой гармоники высшие гармоники (одиннадцата , тринадцата , двадцать треть  и т.д.).

Таким образом, в первичном токе трансформатора отсутствуют п та , седьма , семнадцата , дев тнадцата  и т.д. гармоники.

В случае по влени  рассогласовани  в работе систем 16 и 17 импульс- но-фазового управлени , что неизбежно , их углы не одинаковые, что приводит к сдвигу на угол А ci одной из кривых первичных токов по отношению к другой в сторону отставани , например происходит сдвиг кривой 18 в положение кривой 19 (фиг. 2б). .

В результате этого форма кривой первичного тока i измен етс  и в токе по вл ютс  п та  и седьма  гармоники. Аналогичный результат по- ггучаетс  при сдвиге одной из кривых

токов 1, или ij в сторону опережени  по отношению друг к другу. Причем во всех случа х фазы п той и седьмой гармоник в токах i, и i отличаютс  по фазе. Чем больше рассогласование в работе блоков 16 и 17, тем больше сдвиг по фазе между п тыми (а так же и седьмыми) гармониками в токах i и i .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Преобразователь в данном случае работает следующим образом.

При отсутствии асиметрии в работе блоков 16 и 17 на выходе блока 6 присутствует синусоидальное напр жение, соответствующее п той гармоники тока i , а на выходе блока 7 напр жение равно нулю, так как в токе i, п той гармоники нет.

Следовательно, при симметричном управлении сигнал на выходе блока 8 равно нулю.

При по влении рассогласовани  в управл ющих импульсах первой и второй систем управлени  по вл етс  п та  (а следовательно, и седьма ) гармоники тока в первичной обмотке трансформатора 2.

Следовательно, синусоида с частотой п той гармоники поступает с блока фильтра 7 на один из входов фазо- чувствительного устройства 8.

Так как на выходе блока фильтра 6 сигнал п той гармоники присутствует посто нно, то на выходе блока 8 по вл етс  сигнал, пропорциональный величине амплитуды п той гармоники на первичной стороне.

Знак сигнала соответствует направлению смещени  кривой вторично.го тог ка i относительно кривой i. Этот управл ющий сигнал с выхода блока 8 подаетс  на вход блока 10 сумматора. На втором входе блока 10 присутствует сигнал управлени  с блока 9.

Оба эти сигнала суммируютс  в блоке 10 и результирующий сигнал подаетс  на блок 17 системы управлени . Это приводит к изменению угла отпирани  тиристоров второго вьшр мительно- го моста. При изменении угла управлени  происходит смещение кривой вторичного тока ij на величину рассогласовани  между кривыми i и i.

В результате п та  и седьма  гарм МОНИКИ в первичной кривой тока уничтожаютс . При по влении рассогласовани  в противоположную сторону устройство работает аналогичным способом.

Одновременно с этим происходит контроль за напр жением на нагруз- ке 3. С делител  напр жени  I1 сигнал обратной через сглаживающий фильтр 12 поступает на датчик 13 напр жени , на выходе блока 13 по вл етс  сигнал, пропорциональный за- даиЯому напр жению на нагрузке 3. Этот сигнал подаетс  на второй вход

10

15

блока 9. На выходе блока 9 по вл етс  результирующий сигнал управлени , поступающий на блоки 6 и 10. Цепь: нагрузка 3 - делитель 11 напр жени  - с сглаживающий фильтр 12 - датчик 13 напр жени  - блок 9, необходима дл  обеспечени  стабильной работы преобразовател  и получени  требуемого коэффициента передачи. , Предлагаемое устройство обеспечивает практически полное гашение п той и седьмой гармоник не только при рассинхронизации в работе блоков 16 и 17, но и при других видах асимметрии, питающих напр жени  трансформатора , асимметрии блоков 16 и 17 по отдельньм каналам и т.д., так как выдел ет из токов с помощью фильтров 6 и 7 непосредственно п тую гармонику и затем формирует сигнал на ее устранение. Седьма  гармоника  вл етс  сопутствующей п той и поэтому организовать ее гащение в устройстве аналогично п той не требуетс , она гаситс  одновременно с п той гармоникой .

Практически полное гашение п той и седьмой гармоник в первичном токе преобразовател  позвол ет избежать необходимости установки дорогосто щих силовых фильтров на эти гармоники .

13743646

одна вторична  обмотка которого соединена в треугольник и подключена к входу первого тиристорного моста, втора  вторична  обмотка соединена в звезду и через первый датчик тока подключена к входу второго тиристорного моста, а первична  обмотка тран- форматора через второй датчик тока подключена к питающей сети, причем между выходными выводами дл  подключени  нагрузки включен делитель выпр мленного напр жени , выход которого через последовательно соединенные сглаживающий фильтр и датчик напр жени  соединен с вторым входом первого суь1мирующего блока, первый вход которого соединен с входом первой системы управлени , выход которой подключен к входу управлени  первого тиристорного моста, а вход управлени  второго тиристорного моста соединен с выходом второй системы уп20

30

равлени , отличающийс  25 тем, что,с целью повышени  качества напр жени  питающей сети путем более полного гашени  в первичном токе преобразовател  п той и седьмой гармоник тока, дополнительно введены два блока фильтров п той гармоники тока, фазочувствительный блок и второй суммирующий блок, причем первый вход фазочувствительного блока через первый блок фильтров подключен к выходу первого датчика тока, его второй вход через второй блок фильтров подключен к выходу второго датчика тока, а выход соединен с вторым входом второго суммирующего блока, первый вход которого подключен к вьгходу первого суммирующего блока, а его выход соединен с входом второй системы управлени .

Claims (1)

1. Формула изобрёт-ени 

   Преобразователь переменного напр жени  в -посто нное с компенсацией высших гармоник тока, потребл емого от сети, содержащий соединенные по- дО следовательно по выходу два тиристор- ных моста и трехфазный трансформатор.

   25

   равлени , отличающийс  тем, что,с целью повышени  качества напр жени  питающей сети путем более полного гашени  в первичном токе преобразовател  п той и седьмой гармоник тока, дополнительно введены два блока фильтров п той гармоники тока, фазочувствительный блок и второй суммирующий блок, причем первый вход фазочувствительного блока через первый блок фильтров подключен к выходу первого датчика тока, его второй вход через второй блок фильтров подключен к выходу второго датчика тока, а выход соединен с вторым входом второго суммирующего блока, первый вход которого подключен к вьгходу первого суммирующего блока, а его выход соединен с входом второй системы управлени .

   if

   fx)

   Гд Г9

   т

   фие.г