SU410523A1 - - Google Patents

Description

(54) УСЛОВНО-ДВЕНАДЦАТИФАЗНЫЙ КАСКАДНЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

образовател , а вместо последовательного соединени  одной пары параллельных мостовых схем с другой присоедннена трехфазна  грунпа коммутнрующих :онденсаторов регулнруемой емкости, к фазам которых мостовые схемы нрисоедииены со сдвигом но фазе между

их Э.Д.С..;-,-.

На чертеже представлена электрическа  схема предлагаемого условно-двенадцатифазного каскадного компенсационного преобразовател .

Преобразователь состоит из единого трехфазного п тнобмоточного трансформатора, имеющего первичную обмотку /, соединенную в звезду или в треугольник, вторичные обмотки 2 и t3, соединенные соответственно в нр мую и обратную звезды, вторичные обмотки 4 и 5, соединенные соответственно в пр мой и обратный треугольники, и четырех собранных из управл емых вентилей 6 трехфазных мостовых схем, присоединенных ко вторичным обмоткам трансформатора. Линейные напр жени  вторичных обмоток трансформатора, соединенных звездой и треугольником, равны между собой.

Общие точки анодов вентилей каждой нз двух параллельиых мостовых схем, присоединенных к пр мой и обратной звездам (или к пр .мому и обратному треугольникам), св заны между собой через двухфазную уравнительную катущку 7, а катоды вентилей противоположных фаз этих мостов соединены между собой накоротко. Общие точки катодов вентилей каждой из двух других параллельных мостов схем, присоединенных к пр мому и обратному треугольникам (или к пр мой и обратной звездам), также св заны между собой через двухфазную уравнительную катушку .8, а аноды вентилей противоположных фаз этих мостовых схем - накоротко. Средние точки двухфазных уравнительных катушек  вл ютс  полюсами посто нного тока преобразовател .

В месте последовательного соединени  одной пары мостовых схем с другой присоединена трехфазна  группа коммутирующих конденсаторов 9 регулируемой емкости, смонтированных известным образом треугольником или звездой, причем дл  обеспечени  симметрии и создани  одинаковых условий работы у всех вентилей преобразовательные мостовые схемы присоединены к фазам трехфазной группы конденсаторов так, что сдвиг по фазе

между их э.д.с. равен-.

Вентили, присоединенные непосредственно к конденсаторам,  вл ютс  двум  щестерками компенсационной части предлагаемого преобразовател . Вентили, присоединенные к одной уравнительной катушке, - одной шестеркой , а вентили, присоединенные к другой уравнительной катушке, - другой шестеркой обычной части описываемого преобразовател .

Преобразователь работает следующим образом .

Ток первичной обмотки I трансформатора определ етс  суммой токов вторичных обмоток 2, 3, 4 }1 5. Токи каждой вторичной обмотки замыкаютс  через поочередно вступающие в работу управл емые вентили 6 катодной и анодной групп своей трехфазной мостовой схемы, двухфазные уравнительные катушки 7

и S и цепь посто нного тока, проход  также и через коммутирующие конденсаторы 9. Двухфазные уравннтельные катушки 7 и 8 обеспечивают параллельную работу мостовых схем, воспринима  на себ  разность линейных

напр л ений одновременно работающих вентилей каждой из двух параллельных мостовых схем, к которой добавл етс  напр жение конденсатора, наход щегос  между работающими в этот момент вентил ми. Напр жение

на двухфазных уравнительных катушках измен етс  с тройной частотой. Трехфазна  грунпа конденсаторов регулируемой емкости 9 (которые до этого назывались и в дальнейшем будут называтьс  коммутирующими)

обеспечивает при работе преобразовател  на нагрузку в выпр мительном н в инверторном режимах коммутацию токов в вентил х кодгпенсационной части преобразовател  при опережающем угле регулировани , т. е. в ннтервал , когда напр жение на аноде встунающего в работу вентил  меньше, чем на аноде вентил , заканчивающего работу. В результате реактивна  составл юща  основной гармоники анодного тока онережает анодное папр жение . Это объ сн етс  тем, что в основн.ой контур коммутации, в который вход т очередна  и предыдуща  фазы анодного трапсформатора , вводитс  дополнительна  э.д.с., котора  преодолевает в момент коммутации вышеуказанных вентилей э.д.с. анодного трансфор .матора н осуществл ет процесс коммутации . iB качестве дополнительной э.д.с. в схеме используетс  нанр жение конденсаторов, которое создаетс  их периодической перезар дкой за счет протекани  в схеме токов нагрузки и измен ющеес  с двойной частотой.

Так как работа предлагаемого преобразовател  в выпр мительном и в инверторном режимах идентична, то дл  вы снени  спецнфических особенностей рассмотрим его работу только в выпр мительпом режиме при идеализированных услови х, т. е. когда активные и реактивные сопротивлени  трансформатора и питающей сети равны нулю, а индуктивное

сопротивление в цепи посто нного тока бесконечно велико. При этих услови х коммутаци  токов в вентил х происходит мгновенно, а выпр мленный ток  вл етс  идеально сглаженным .

Максимальный опережающий угол регулировапи  вВентил х двух щестерок компенсационной части преобразовател 

u/d

а, р arc sin ,

9/3 и,

где: Id - выпр мленный ток одной мостовой схемы;

С - емкость фазы коммутирующих конденсаторов при соединении их треугольником;

(О - углова  частота питающей сети; Ит - амплитудное значение фазного напр жени  вторичной обмотки трансформатора , соединенной звездой.

Так как вентили управл емые, то вступление их в работу можно задерживать системой управлени  и, следовательно, устанавливать опережающий угол регулировани  ар на вентил х комненсационной части преобразовател  меньше максималнього Ом. р. Максимальный опережающий угол регулировани  измен етс  с изменением тока нагрузки и при заданном токе можно измен ть угол регулировани , измен   величину емкости коммутирующих конденсаторов.

Особенностью описываемого условно-двенадцатифазного каскадного компенсационного преобразовател   вл етс  возможность заставить половину вентилей (две шестерки вентилей компенсационной части) работать в режиме с опережаюшим углом регулировани , а другую половину (две шестерки вентилей обычной части преобразовател ) - в обычном управл емом режиме с отстающими углами регулировани .

Так, в двух шестерках вентилей компенсационной части преобразовател  ком.мутаци  тока осуществл етс  с опережающим углом регулировани , а в остальных вентил х коммутаци  токов может происходить только в момент естественной коммутации или с задержкой в сторону отставани  от этого момента при помощи системы управлени  на угол управлени  ау.

Если установить одинаковый угол управлени  Оу у обеих шестерок вентилей обычной части преобразовател , то дл  прин тых (вентилей обычной части преобразовател ) идеализированных условий выпр мленное напр жение

3 и Ud (cosa -f cosap) ,

а угол сдвига фаз между первой гармоникой первичного тока и первичным напр жением:

«и - «п

Ток в первичной обмотке трансформатора не содержит четных, кратных трем, 5-й и 7-й гармоник. Величина выпр мленного напр лсени  и величина и знак угла сдвига завис т от угла регулировани  а.р и от угла управлени  а у. Т1ри равенстве Ор и а у угол сдвига равен нулю и преобразователь не потребл ет и не генерирует реактивную мощность.

Если же в преобразователе применить различные углы управлени  дл  вентилей одной

шестерки ащ в пределах от нул  до п и дл  вентилей второй шестерки обычной части преобразовател  a2u также в пределах от нул  до л, а также применить управление опережающим углом регулировани  в пределах от нул  до ам.р. у вентилей двух шестерок компенсационной части, то возникают щирокие возможности дл  регулировани  в любых пределах выпр мленного напр жени  при различном угле ф, в том числе и с выдачей при необходимости заданного количества реактивной энергии в питающую систем}.

В этом общем случае дл  описываемого преобразовател  выпр мленное напр жение

и f/rf (cosap + 0,5 cosai + 0,5

активна  мощность

п бКз„ ,

а (cosrj-p + 0,5 cosai + 0,5 cosagj;

ьш/,

реактивна  мощность

f 1

Q - Umfd (0,5 sinaj + 0,5 sina, - sinap);

угол сдвига фаз между первой гармоникой первичного тока и первичным напр жением

cp ars tq-p

Следовательно, преобразователь позвол ет плавно и безинерционно регулировать в любых пределах вел 1чину выпр мленного напр жени  при работе с различным, а в случае необходимости и нри неизменном угле сдвига фаз, в том числе и при угле сдвига, равным нулю или близком к нулю, т. е. с высоким коэффициентом мощности, путем управлени  моментами вступлени  вентилей в работу как в обычной части преобразовател , так и в компенсационной, а также путем изменени  величины емкости коммутирующих конденсаторов. Кроме того, в результате использовани  трехфазных мостовых схем уменьщаетс  максимальное значение напр жени  в непровод щую часть периода: оно примерно равно половине величины номинального выпр мленного напр жени  преобразовател .

Предмет изобретени 

Условно-двенадцатифазныйкаскадный

компенсационный преобразователь, содержащий на стороне переменного тока трехфазный трехобмоточный трансформатор со вторичными обмотками, соединенными в пр мую и обратную звезду; на стороне посто нного тока- два последовательно соединеннгзтх условношестифазных преобразовател  с уравнительными катушкалш, средние точки которых  вл ютс  полюсами посто нного тока, и между указанными условно-шестифазными преобразовател ми которого подключена трехфазна  группа коммутирующих конденсаторов регулируемой емкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  коэффициента мощности преобразовател  при регулировании выпр мленного напр жени  от номинального значени  до нул  в выпр мительном и в инверторном режимах работы, а также уменьшени  величины напр жени  на вентил х в непровод щую часть периода, указанный трехфазный трансформатор снабжен двум  дополнительными вторичными обмотками, соединенными в пр мой и обратный треугольник, а указанные условно-шестифазные преобразователи выполнены в виде четырех последовательно и параллельно соединенных со сдвигом по фазе

- трехфазных преобразовательных мостов,.

подключенных каждый ко вторичной обмотке трехфазного трансформатора.

jgf-rv rv.