SU1403295A1

SU1403295A1 - 12 k-phase compensated power supply system

Info

Publication number: SU1403295A1
Application number: SU864142231A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Хохлов; Станислав Владиславович Захаревич; Яков Львович Фишлер; Людмила Михайловна Пестряева; Валерий Петрович Светоносов
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1986-11-04
Publication date: 1988-06-15

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники и может быть использовано дл преобразовани энергии переменного тока в энергию посто нного тока, и наоборот. Цель изобретени - снижение установленной мошности, уменьшение потерь электрической энергии и повышение эффективности ис- пользовани конденсаторной батареи ком- пенсируюшего устройства. Система содержит в каждом преобразовательном блоке по лва преобразовательных трансформатора (ПТ) и по два шестифазных преобразовател , выполненных на вентил х по нулевой схеме и подключенных к вентильным обмоткам ПТ, соединенным по схемам пр мой и обратной звезд. Нулевые выводы этих звезд объединены. В цепь сетевых или вентильных обмоток ПТ включено компенсирующее устройство из трансформатора и трехфазной батареи конденсаторов. Введение в каждый ПТ дополнительного стержн , включенного параллельно основным, обеспечивает возможность протекани магнитного потока третьих гармоник, привод щих к выравниванию мгновенных значений вторичного напр жени смежных фаз ПТ. Возникающа на конденсаторной батарее четырехкратна частота напр жени приводит к уменьшению угла сдвига фаз между первыми гармониками сетевых ЭДС и тока и улучшению фор.мы сетевого тока. Гармоники магнитного потока пор дка 6п±1 замыкаютс за счет введени магнитного шунта. Расположение основных стержней в пространстве на равных рассто ни х от дополнительного стержн со сдвигом на 120&deg; повышает симметрию магнитной цепи. 3 з. п. ф-лы, 3 ил. S (Л 4 О оо ю со СПThe invention relates to the field of electrical engineering and can be used to convert AC energy to DC energy, and vice versa. The aim of the invention is to reduce the installed power, reduce the loss of electrical energy and increase the efficiency of use of a capacitor battery of a compensating device. The system contains in each converter unit a converter transformer (PT) and two six-phase converters, made on the zero-gate valves and connected to the PT valve windings connected according to the forward and reverse star circuits. Zero conclusions of these stars are combined. A compensating device of a transformer and a three-phase capacitor bank is included in the circuit of the network or valve windings of the PT. Introduction to each PT of an additional rod connected in parallel with the main one allows the third harmonic flux to flow, which leads to equalization of the instantaneous values of the secondary voltage of the adjacent phases of the PT. The four-fold frequency of the voltage on the capacitor battery leads to a decrease in the phase shift angle between the first harmonics of the network emf and current and the improvement of the form current of the network current. Magnetic flux harmonics of the order of 6p ± 1 are closed due to the introduction of a magnetic shunt. The main rods are arranged in space at equal distances from the additional rod with a shift of 120 ° & increases the symmetry of the magnetic circuit. 3 h. n. f-ly, 3 ill. S (L 4 O o yu with SP

Description

Изобретение относитс к электротехнике ; и может быть использовано в любой отрасли народного хоз йства, где требуетс преобразование энергии переменного тока в энергию посто нного тока и наоборот с высоким коэффициентом мощности.This invention relates to electrical engineering; and can be used in any branch of the national economy, where the conversion of alternating current energy into direct current energy and vice versa with a high power factor is required.

Цель изобретени - снижение установленной мощности, уменьщение потерь электрической энергии и повыщение эффективнос- ; ти использовани конденсаторной батареи I 12К-фазной компенсированной системы элек- I тронитани .The purpose of the invention is to reduce the installed capacity, reduce the loss of electrical energy and increase the efficiency; The use of a capacitor battery is an I 12K-phase compensated power supply system.

I На фиг. 1 представлена схема 12 К-фаз- ; ной компенсированной системы электропи- I тани дл случа , когда и трансфор- I маторы щестифазных преобразователей вы- I полнены на самосто тельных магнитопрово- дах; на фиг. 2 - то же, дл случа , когда I трансформаторы шестифазных преобразова- I телей выполнены на едином магнитопроводе : с магнитным шунтом; на фиг. 3 - то же, I дл случа , когда трансформаторы щести- i фазных преобразователей выполнены на маг- i нитопроводах, основные стержни которых ; расположены в плоскост х, сдвинутых в про- i странстве на 120°.I FIG. 1 shows the 12 K-phase; compensated power supply system for the case when the I-transformers of phase-to-phase converters are made on independent magnetic conductors; in fig. 2 - the same for the case when I transformers of six-phase converters are made on a single magnetic circuit: with a magnetic shunt; in fig. 3 - the same, I for the case when the transformers of the brush-i-phase converters are made on the magnetic wires, the main rods of which; located in planes shifted in space by 120 °.

; Система содержит компенсирующее устройство 1, шестифазные трансформаторы 2 и 3, на трех основных стержн х которых 4 и 5 расположены сетевые 6 и 7, вентильные 8-11 обмотки, дополнительные стержни : магнитопроводов шестифазных преобразователей 12 и 13 (пунктиром на фиг. 1 показано выделение второй части дополнительного стержн ), магнитный шунт 14 (фиг. 2), а также нулевые шестифазные вентильные группы 15 и 16. Вентильные обмотки 8, 9 и 10, 11 соединены соответственно в пр мую ; и обратную звезды, к концам которых под- : ключены входы вентильных групп 15 и 16, выход которых, а также нулевые выводы ; указанных звезд вентильных обмоток образуют выводы дл подключени нагрузки. Сетевые обмотки 6 и 7 трансформаторов 2 и 3 соединены по схемам, обеспечивающим сдвиг вторичных фазных напр жений трансформаторов на 30 эл. град. Дополнительные стержни 12 и 13 вк тючены в магнитную цепь соответствующих трансформаторов параллельно к основным стержн мЧ и 5. Компенсирующее устройство может иметь и иное исполнение с включением компенсирующего трансформатора не только со стороны сетевых , но и со стороны вентильных обмоток трансформаторов.; The system contains a compensating device 1, six-phase transformers 2 and 3, on three main rods x 4 and 5 are network 6 and 7, valve 8-11 windings, additional rods: magnetic circuits of six-phase converters 12 and 13 (the dotted line in Fig. 1 shows the selection the second part of the additional rod), magnetic shunt 14 (Fig. 2), as well as zero six-phase valve groups 15 and 16. The valve windings 8, 9 and 10, 11 are connected, respectively, into a straight line; and reverse stars, to the ends of which are connected: the inputs of the valve groups 15 and 16, the output of which, as well as zero outputs; These stars of the valve windings form pins for connecting the load. The network windings 6 and 7 of transformers 2 and 3 are connected according to the schemes that ensure the shift of the secondary phase voltages of the transformers by 30 el. hail. Additional rods 12 and 13 VK tyucheny in the magnetic circuit of the respective transformers in parallel to the main pin of the MC and 5. The compensating device may have another design with the inclusion of a compensating transformer not only from the network side, but also from the side of the windings of the transformers.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

При подключении системы к питающей сети напр жени на вентильных обмотках 8, 9 и 10, 11 преобразовательных трансформаторов 2 и 3 в силу различи схем соединени сетевых обмоток 6 и 7 образуют две сдвинутые на 30 эл. град, щестифазные симметричные системы напр жений. Подключение дополнительного стержн 12 (13) к основным 4 (5) трансформаторов 2 и 3 создает возможность беспреп тственного протекани When the system is connected to the mains, the voltages on the valve windings 8, 9 and 10, 11 of the converter transformers 2 and 3, due to the difference in the connection diagrams of the network windings 6 and 7, form two shifted by 30 el. hail, symmetrical phase symmetric voltage systems. Connecting the additional rod 12 (13) to the main 4 (5) transformers 2 and 3 creates the possibility of smooth flow.

магнитного потока третьих гармоник. В результате напр жени на обмотках 8, 9 и 10, 11, кроме основной, содержат треть гармоники. Эти гармоники, выравнивают jviTHOBeHHbie значени вторичного напр жеНИН очередной и предыдущей фаз трансформаторов 2 и 3. В вентильных группах 15 и 16 создаетс условие дл проведени тока двум вентил ми одновременно. Амплитуда вентильного тока составл ет половину выпр мленного тока шестифазной вентильнойthird harmonic flux. As a result, the voltages on the windings 8, 9 and 10, 11, besides the main one, contain a third harmonic. These harmonics align the jviTHOBeHHbie values of the secondary voltage of the next and previous phases of transformers 2 and 3. In valve groups 15 and 16, a condition is created for the current to be drawn by two valves simultaneously. The amplitude of the valve current is half the rectified current of the six-phase valve.

группы, а его длительность 120 эл. град., несмотр на отсутствие в системе двух фазных уравнительных реакторов. Указанный сдвиг на 30 эл. град, обеспечивает 12 К-фазный режим преобразовани . С помощью компенсирующего трансформатора в конденсаторах компенсирующего устройства 1 выдел ютс гармоники вентильных токов пор дка 6п ± 1 (п 1, 3, 5 ...). Эти гармоники перезар жают конденсаторы. Напр жени на конденсаторах , трансформиру сь в контурыgroup, and its duration 120 e. hail., despite the absence in the system of two phase surge reactors. The specified shift to 30 e. hail, provides 12 K-phase conversion mode. With the help of a compensating transformer, harmonics of valve currents of the order of 6p ± 1 (n 1, 3, 5 ...) are extracted in the capacitors of the compensating device 1. These harmonics recharge capacitors. Voltage across capacitors, transformed into contours

коммутации вентилей, обеспечивают их искусственную коммутацию, что приводит к повышению коэффициента мощности системы за счет уменьщени угла сдвига фаз между первыми гармониками сетевых ЭДСswitching valves, provide them with artificial switching, which leads to an increase in the power factor of the system by reducing the phase angle between the first harmonics of the network EMF

и тока. С увеличением К повышаетс фаз- ность системы, что приводит к дополнительному увеличению коэффициента .мощности за счет улучшени формы сетевого тока.and current. With an increase in K, the phasing of the system increases, which leads to an additional increase in the power factor due to an improvement in the shape of the mains current.

Выполнение трансформаторов обоих шестифазных преобразователей каждого двенадцатифазного блока на едином магнитопроводе , раздел емом по высоте на две равные части магнитным шунтом (фиг. 2), служащим дл замыкани гармоник магнитного потока пор дка 6п±1 и имеющим малое сеThe implementation of the transformers of both six-phase converters of each twelve-phase unit on a single magnetic core divided by height into two equal parts by a magnetic shunt (Fig. 2), which serves to close the harmonics of the magnetic flux of about 6p ± 1 and having a small cross section.

чение, обеспечивает дополнительное снижение установленной .мощности и потерь энергии в стали трансформаторов.It provides an additional reduction in installed capacity and energy losses in transformer steel.

Согласно фиг. 3, основные стержни маг- нитопровода каждого преобразовательного трансформатора системы по отношению к да- полнительному расположены на равном рассто нии в плоскост х, сдвинутых в пространстве на 120°.According to FIG. 3, the main rods of the magnet conductor of each converter transformer of the system with respect to the additional ones are located at an equal distance in planes shifted in space by 120 °.

Claims

Invention Formula

1. 12 K-phase compensated power supply system, containing K 12-phase converter units, each consisting of a three-phase compensating device, including a three-phase capacitor battery and a compensating transformer that connects the capacitor battery to the corresponding harmonics of the valve currents, and

two six-phase converters, each of which consists of a converter transformer, on the three main rods of the magnetic conductor of which one three-phase network and two connected according to the "direct star and reverse star" respectively three-phase valve windings and connected to the windings of the zero six-phase valve group with the output terminal forming the first output for connecting the load, and the network windings of the transformers are six-phase converters of each twelve-phase th block are connected by the schemes obespechivayush, they shift the secondary phase voltage transformers ra 30 e. hail., characterized in that, in order to reduce installed power, reduce electrical energy losses and increase the efficiency of using a capacitor battery, the transformer magnetic conductor of each six-phase converter is equipped with an additional rod connected in the transformer magnetic circuit in parallel to the main terminals, the zero points of the stars of the valve windings are directly combined to form a second terminal for connecting the load, and the capacitor battery of the compensating device through compensated

50

five

A transformer is connected to the harmonic currents of the valve currents on the order of 6p ± 1, where n 1, 3. 5, ....

2. A system according to claim 1, characterized in that the additional rod of all converter transformers is divided into two equal parts of the cross section, each of which is connected to the extreme main rods of the magnetic circuit.

3. A system according to claim I, characterized in that, in order to ensure the symmetry of the magnetic circuit of the transformers, the main rods of the magnetic circuit of each converter transformer are located at an equal distance in planes shifted in space by 120 geometric degrees.

4. The system of PP. 1-3, characterized in that the transformers of both six-phase converters of each 12-phase unit are made on a single magnetic core divided in height into two equal parts by a magnetic shunt, the first of which contains a power grid and two valve windings of the transformer of the first converter, on the second - network and two valve windings of the transformer of the second converter.

R

ifl

I c

fieL