Изобретение относигс к преобразованию электрической энергии, а именно к вентильным преоб|эазоватеп м с искусст- венной коммутацией.
Преобразование электрического тока из переменного в посто нный и наоборот с помощью вентильных преобразователей сопровождаетс потреблением реактивной мощности. Но имеетс целый р д скем преобразователей, в которых за счет дополнительного источника коммутирующего напр жени по вл етс возможность работать в режимах без потреблени или даже с выдачей реактивной мощности. Такие преобразователи получили название преобразователей с искусстве шой коммутацией. В качестве источника дополнительного коммутирующего напр жени могут быть использованы конденсаторы . Необходимое напр жение на конденсаторах при этом образуетс за счет протекани через них тока нагрузки преобразовател или одной из высших гармоник тока преобразовател . В зависимости от того, кака гармоника тока протекает через конденсаторы, на них образуютс коммутирующие напр жени основной, двойной, тройной и т, д., частоты . Повышение частоты коммутирующего напр жени позвол ет снизить мощность конденсаторов без ухудшени энер гетических показателей преобразовател . При этом снинюние мощности конденса торов примерно пр мо пропорционально
10 повышению частоты напр жени на них. Это обсто тельство делает перспективным разработку и использование преобразователей с искусственной коммутацией, в которых конденсаторы работают при
15 повышенных частотах.
Известны схемы преобразователей, работающие с основной, двойной и тройной частотой дополнительного коммутирующего напр жени . При этом преобразова20 тели, работающие с тройной частотой коммутирующего напр жени вл ютс наибох ее эффективными, так как позвол ют сократить установленную мощность конденсатороЬ примерно втрое, К преоб. разовател м такого типа относитс шести фазный преобразователь с уравнительным реактором зашунтированным конден сатором ij , Недостатком этой скемы вл етс , во-первык, необходимость установки уравнительного реактора значительной мощности и, во-вторык, то, что к запертому вентилю прикладываетс напр жеНИ& , примерно вдвое превышающее максимальное выпр мленное напр ндание. Последнее обсто тельство особенно важно при создании высоковольтных преобразователей .. . Известен также шестифазный преобразователь переменного напр жени в посто нное с искусственной коммутацией, содержащей коммутирующий конденсатор, тр ансформатор с трехфазной первичной и двум трехфазными вторичными обмотками , причем к каждой из вторичных обмоГОК подключен управл емый выпр митель В этой схеме коммутирующий конденсатор включаетс между нейтрал ми вто- ричных вентилей обмоток трансформатора которые соедин ютс по схеме пр ма и обратна звезда. При этом отпадает необходимость в уравнительном реакторе а выходное напр жение преобразовател возрастает вдвое без повышени напр жени на вентил х и на вентильных обмотках трансформатора по сравнению с предыдущим преобразователем 2, Однако непременным условием работо способности этого устройства вл етс об зательное соединение сетевой обмотки трансформатора по схеме треугольник. Это обсто тельство отрицательно сказы™ ваетс на энергетических характеристика преобразовател , особенно при использовании его в мощных высоковольтных схе мах. Вс кий вентильный преобразователь источник высших гармоник тока в системе переменного тока. Высшие гармони ки вл ютс причиной искажени напр же ни Б системе и добавочных потерь в электротехническом оборудовани . Дл борьбы с высшими гармониками приходит с создавать дорогосто щие фильтровые устройства. Второй путь борьбы с высшими гармониками, не требущий дополни тельных затрат, это получение двенадца- тифазного режима преобразовани при каскадном или параллельном соединении двух преобразовательных мостов. Двенад цатифазный режим достигаетс с помощь различного соединени обмоток трансфор маторов, питающих преобразовательные мосты. Дл преобразовательной с естественной коммутацией, которые потребл ют из системы значительную реактивную мощность , фильтрацию высших гармоник совмещают с компенсацией реактивной мощности . При этом дополнительные затраты на фильтрацию оказываютс не очень значительными . При использовании преобразователей с искусственной коммутацией, когда преобразователь сам может вл тьс источником реактивной мощности в систему, никакой дополнительной компенсации не требуетс . В этом случае задача фршьтрашш высших гармоник приобретает первостепенное значение и св зана со значительными дополнительными затратами и усложнением схемы. В этом случае особенно целесообразно получение двенадцатифазного режима. Указанный преобразователь не позвол ет осуществить двенадцатифазный режим преобразовани , так как он может работать только при вполне определенном соединении обмоток питающего трансформатора, а именно сетева - треугольник, вентильные - пр ма и обратна звезда. Это значительно ухудшает его энергетические характеристики и ограничивает возможности использовани его в мошных преобразовательных установках. Вторым серьезным недостатком рассмотренной схемы вл ютс значительные перенапр жени на конденсаторах и на оборудовании схемы в переходных процессах и при авари х в преобразователе. Так, при пропуске зажигани очередного вентил , врем протекани тока через конденсатор увеличиваетс вдвое, при этом напр жение на нем достигает трехкратного значени от номинального и, следовательно , трехкратные перенапр жени прикладываютс к остальным элементам схемы. Это требует увеличени класса тиристоров по напр жению и дополнительного усилени изол ции. Все это значительно увеличивает стоимость оборудовани преобразовател и может свести на нет значительный выигрыш в установленной мощности конденсаторов, который может быть .получен при использовании этой схемы. Цель изобретени - устранение указанных недостатков, т. е, улучшение энергетических показателей и повышение надежности преобразовател . Указанна цель достигаетс тем, что в шестифазном вентильном преобразователе- с искуссгвеиной коммутацией, соцержащем коммутирующий конденсатор, трансформатор с трехфазной первичной и двум трехфазными вторичными обмот ками, причем к каждой Из вторичных обмоток подключен управл емый преобра эователь, собранный по мостовой схеме трансформатор снабжен дополнительной трехфазной обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник и Зашунтированной коммутирующим конденсатором, На чертеже представлена схема устройства . Устройство содержит первичную сете вую обмотку 1 трансформатора, вторичные обмотки 2 трансформатора, коммути рующий конденсатор 3, управл емые вентильные мосты 4, дополнительную трехфазную обмотку 5. Первична или .сетева обмотка 1 трансформатора может быть соединена как по схеме звез- да так и по схеме треугольник. Преобразователь работает следующим образом. Шестифазный мостовой преобразователь при работе генерирует третью гармонику тока, котора замыкаетс в дополнительной обмотке 5, соединенной по схеме разомкнутый треугольник. При этом ток третьей гармоники протекает через конденсатор 3, включенный последовательно в эту обмотку, благодар чему на нем образуетс напр жение тройной частоты. Это напр жение трансформи руетс в вентильные, вторичные обмотки 2 трансформатора , и позвол ет осуществл ть работу преобразовател в режиме с искусственной коммутацией. Предлагаема схема преобразовател имеет возможность соединени сетевой обмотки трансформатора как по схеме звезда, так и по схеме треугольника, позвол ет при каскадном или параллельном соединении преобразователей значительно улучшить их энергетические характеристики за счет осуществлени 12-фазного режима преобразо.вани . При этом отпадает необходимость в установке фильтровых устройств, г, е. значитель но сокращаютс капитальные и эксплуата ционные расходы. Кроме того, в предложенной схеме через конденсатор протека ет не полный ток нагрузки преобразова .тел , a только ток его третьей гармони- ки. Аварии внутри преобразовател сопро вождаютс искахсенй мй этого тока, но его относительна величина измен етс незначительно. В результате величина максимальных перенапр жений на конден-, саторе и на вентил х преобразовани при аналогичных авари х оказываетс более, чем в два раза меньше, чем в схеме Бу- земанна. Это позвол ет значительно снизить стоимость основного оборудовани , а следовательно, и всего устройства. Изол ци дополнительной обмотки трансформатора от вентильных обмоток обеспечивает установку конденсаторов на потенциале земли, что особенно важно при каскадном соединении мостов. Это также ведет к снижению капитальных затрат на сооружение преобразовател . Включение коммутирующих конденсаторов в отдельную обмотку трансформатора позвол ет путем выбора коэффициента трансформации между этой обмоткой и вентильной обмоткой подобрать наиболее оптимальное напр жение на конденсаторах ., что ведет к упрощению и удешевлению всей конденсаторной батареи. , Форму а изобретени Шестифазный вентильный преобразователь с искусственной коммутацией, содержащий коммутирующий конденсатор, трарюформатор, с трехфазной первичной и двум трехфазными вторичными обмоткамИ ( причем к каждой из вторичных обмоток подключен управл емый преобразователь , собранный по мостовой схеме , отличающийс тем, что с целью улучшени энергетических показателей и повышени надежности, тран- сформатор снабжен дополнительной трехфазной обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник и зашунгированной коммутирующим конденсатором. Источники .информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Баев А. В., Волков Ю. К., Д&аилин В. П., Корнеев В. Л. Вентильные преобразователи с конденсаторами в силовых цеп х. Изд. Энерги , М., 1969. 2.F.Busemar n u{wandl iur Я Be.nde,e stung- von Wechsefiict tersc ae ,:, fu« die G -eichtrom-НОcv-vspcinaun .gsObev-trcx i 2 i., .19, 1954.