SU944012A1 - Преобразователь многофазного напр жени в посто нное и способ управлени преобразователем - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

1

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано, например, в электрохимическом производстве, а также в металлургической промышленности.

Известны преобразователи напр жени , содержащие трансформаторы-с обмотками , соединенными по разным схемам С1 .

, 10

Недостатком известных схем преобразователей  вл етс  сложность конструктивного исполнени  трансформатора.

Известен также способ управлени  преобразователем напр жени , заключаю з щийс  в подаче управл ющих напр жений на выпр мительные -мосты с временным сдвигом Г2 .

Это позвол ет улучшить гармонический состав выпр мленного напр жени  20 и сетевого тока Нреобразовател , но ведет к увеличению установленной мощности силового трансформатора преобразовател .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь многофазного напр жени  в посто нное, который содержит согласующий трансформатор и п выпр мительных мостов, выходы KQJOрых соединены параллельно через уравнительные элементы, а входы объединены ГЗ.

Наиболее близким к предлагаемому способу управлени  преобразователем  вл етс  способ, заключающийс  в подаче п последовательностей управл ющих импульсов, причем импульсы, подаваемые на вентили, подключенные к одной фазе, чередуют по замкнутому повтор ющемус  циклу с частотой в п раз меньшей частоты напр жени  питающей сети С4.

Claims (3)

1. Однако известные преобразователь и способ управлени .имеют недостаточно хороший гармонический состав переменного тока и пониженное качество выходного напр жени . Это объ сн етс  тем, что управление преобразовате39/4 лем по известному способу ведет к увеличению пульсаций в выпр мленном напр жении и, следовательно, амплитуд его гармонических составл ющих. Основной гармоникой  вл етс  шеста , относительна  амплитуда которой в процессе регулировани  выходного напр жени  преобразовател  по известному способу возрастает и может дости гать своего максимального значени , равного 0,2. При заданной величине пульсаций выпр мленного тока это ведет к ухудшению массогабаритных пока зателей за счет увеличени  установленной мощности сглаживающего дроссел  фильтрующего устройства. Управление преобразователем по известному способу приводит также к изменению формы кривой переменного гока. в которой имеют место гармоники с пор д .ковыми номерами К 6 t1(,2,3,.. Амплитуды отдельных гармонических со ставл ющих и их общее относительное содержнаие в кривой переменного тока при некоторых значени х углов подачи управл ющих напр жений на вентили до стигают таких же величин, как в шестипульсной схеме. Цель изобретени  - улучшение гармонического состава выпр мленного напр жени  и тока, потребл емого пре образователем. Поставленна  цель достигаетс  тем что преобразователь снабжен R-1 модул ми , подключенными к R-1 многофазным вторичным обмоткам согласующего трансформатора, а также R коммутаторами , включенными между блоком управлени  и управл ющими входами вентилей, причем блок.управлени  дополнен R-1 фазосдвигающими узлами и R(n-1)  чейками временной задержки, включенными между выходами фазосдвигающих узлов и входами коммутаторов, причем п-1 выходов каждого из фазосдвигающих узлов св заны с входом коммутатора через п-1  чеек временной задержки, а оставшийс  выход- не посредственно. Поставленна  цель достигаетс  также тем, что согласно способу управлени  преобразователем подают Rn последовательностей управл ющих импульсов , причем импульсы, подаваемые на вентили, подключенные к одной фазе черезуют по замкнутому повтор ющемус  циклу с частотой в п раз меньшей частоты напр жени  питающей сети, а фазу этих последовательносте импульсов измен ют одновременно, причем разность фаз между и Rn-1 последовательност ми импульсов выбирают равной J7/3R-n радиан по частоте напр жени  питающей сети. Указанна  разность фаз между Rn и Rn-1 последовательност ми импульсов осуществл етс  за счет подачи R(n-l) задающих напр жений, отличающихс  на величину U, на входы Я(п-1)-й  чейки временной задержки. Численное значение U рассчитываетс  исход  из параметров пилы генератора пилообразного напр жени  системы импульсно-фазового управлени  и величины указанного временного сдвига по формуле где максимальное напр жение пилы ; С - длительность пилы. Это позвол ет улучшить гармонический состав выпр мленного напр жени  и тока, потребл емого преобразователем из сети. На фиг. 1 изображена функциональна  схема преобразовател  с числом выпр мительных мостов R-n (R 2, n 2); на фиг, 2 и 3 - временные диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства по фиг. 1. Преобразователь (фиг. 1) состоит из трехфазного трехобмоточного трансформатора , имеющего первичную обмотку 1, соединенную в звезду, вторичные обмотки 2 и 3, соединенные соответственно в треугольник и звезду, и четырех выпр мительных мостов, собранных на тиристорах . Выпр мительные мосты разделены на два модул , каждый из которых содержит два моста, соединенные на стороне посто нного тока параллельно через уравнительные реакторы 28, 29 и 30, 31. Средние точки уравнительных реакторов выведены и подсоединены к нагрузке 32. Переменные входы мостов в каждом модуле объединены и подключены к выводам вторичных обмоток трансформатора, а управл ющие электроды тиристоров св заны с блоком 33 управлени  через коммутаторы 3 и 35, причем блок 33 управлени  выполнен в виде двух фазосдвигающих узлов 36 и 37, один выход каждого из которых св зан с входом соответствующего коммутатора З и 35 через  чейки 38 и 39 временной за держки соответственно, а второй выход - непосредственно. На фиг. 2 и 3 изображены системы lO и 1 трехфазных напр жений на зажимах обмоток 2 и 3; токи и АЗ тиристоров -15 и 16-27, фазные токи А и S обмоток 2 и 3 ток k6,. потребл емый преобразователем по фиг. 1, напр жени  анодных и катодных групп выпр мительных мостов собранных на тиристорах Э, 10-15, 16-21, 22-27 соответственно, выпр мленное напр жение 51 преобразовател  по фиг. 1. Реализаци  предложенного способа управлени  в приведенной схеме осуществл етс  следующим образом. Фазосдвигающие узлы Зб и 37 вырабатывают две симметричные шесТифазные последовательности управл ющих импульсов с фазовыми углами cL и сЛ -, которые с-соответству ющих выходов фазосдвигающих узлов Зб и 37 поступают на  чейки 38 и 39 аре менной задержки и входы коммутаторов 3 и 35. Ячейки временной задерж ки осуществл ют изменение фазового угла управл ющих импульсов дискоетно на величину, равную -- -г радиан по частоте напр жени  питающей сети. В результате на входы коммутаторов поступает четыре ( Ц последовательности уп}эавл ющих импyJ ь сов с-фазовыми углами oL оЦ- + (i -i|- dT+i-l4: (где i 1,2,3.,,,,. R-rt t; dj- текущее значение угла), сдвинутыми по отношению друг к другу на -- радиан по частоте напр жени  питающей сети. При этом шестифазные последовательности управл ющих импульсов с фазовыми углами d- , cL(j предназначены дл  управлени  мостами подключенными к обмотке трансформатора , соединенной в треугольник, а с фазовыми углами ct, 4 мостами , подключенными к обмотке, соедине ной в звезду. Коммутаторы 3 и 35 распредел ют управл ющие импульсы между тиристорами так, что синфазные тиристоры преобразовател  включаютс  последовательно с временным сдвигом, равным - радиан по частоте напр же ающей сети. Кроме того, комму ни  пита татор измен ет величину углов включе ни  каждого тиристора по замкнутому повтор ющемус  циклу таким образом, что за врем  полного цикла, содержащего п периодов питани  напр жени , углы включени  каждого тиристора принимают п значений: в первом периоде своего провод щего состо ни  импульс управлени  на тиристор, например. 5 подаетс  с углом ci-i, в следующем с ci-q, затем снова с d.-t и т.д. На нагрузке преобразовател  по фиг. 1, управл емого по предлагаемому способу, имеем 6 R-n 2 -пульсный режим выпр млени , дл  которого коэффициент пульсаций к„ iSuV/ d где Vy - V-гармоника выпр мленного напр жени ; Uj - посто нна  составл юща  выпр мленного напр жени . Например, при 0 0,8 Kf 0,075, при ид 0,45 К„ 0,183 и т.д., в то врем  как при использовании известных устройства и способа при и 0,8 К 0,168, а при Uj 0, К„ 0,389. Общее относительное содержание высших гармоник в кривой переменного тока преобразовател  по фиг. 1, управл емого по предлагаемому способу, составл ет 7,8%, в то врем  как у известных способа и устройства эта величина находитс  на уровне 31-32 практически во всем диапазоне регулировани  выходного напр жени . Увеличение выпр мительных мостов в каждом модуле преобразовател  и управление преобразователем по предлагаемому способу обеспечивает-дальнейшее улучшение характеристик преобразовател  за счет уменьшени  в переменном токе уровн  гармоник бЯ- ,| а в выпр мленном напр жении - уровн  гармоник 6R-i, где i 1,2,3 без чисел вида jn, j (l,oo). Следовательно, предлагаемый преобразователь , управл емый по предлагаемому способу,  вл етс  многопульсным преобразователем, отличающимс  нар ду с высокими технико-экономическими показател ми максимальной прос тотой конструктивного исполнени  трансформатора. Преобразователь, управл емый -по- предлагаемому способу, может найти широкое применение в различных отрасл х народного хоз йства (электрохими , электрометаллурги , электролизные установки и т.д.). Особен|чостью предлагаемого способа управлени   вл етс  абсолютна  просто7 k та его реализации. Экономическа  эффективность рассматриваемого предложени  определ етс  более высокими энергетическими показател ми по сравнению с известным способом. Суммарный ущерб от несину.соидальности наг1р жени  при использов.ании на металлургических предпри ти х средней мощности известных преобразователей, управл емых по известному способу, составл ет NWHHMyM 50000 руб. Применение предлагаемого преобразовател , управл емого по предлагаемому способу , позвол ет снизить этот ущерб в 10, раза и, следовательно, получить экономический эффект как минимум руб. Формула изобретени  1. Преобразователь многофазного напр жени  в посто нное, содержащий согласующий трансформатор по крайней Мере с одной многофазной вторичной обмоткой, а также модуль собранный на п управл емых вентильных мостах, выходы которых соединены параллельно через уравнительные элементы, а входы объединены и подключены к многофазной вторичной обмотке трансформат ра, и блок управлени  с фазосдвигающим узлом, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  гармонического состава выходного напр жени  и потребл емого преобразователем тока , он снабжен R-1 упом нутыми модул ми , подключенными к введенным R-1 многофазным вторичным обмоткам- согла 8 сующего трансформатора, а также R коммутаторами, включенными между блоком управлени  и управл ющими входами вентилей, причем блок управлеии  дополнен R-T фазосдвигающими уз-. лами и R(n-1)  чейками временной задержки, включенными между выходами ;фазосдвигаю(цих узлов и входами комЬутаторов ,п -1 выходов каждого из фазрсдвигающих узлов св заны с входом коммутатора соответственно через п-1  чеек временной задержки, а один оставшийс  выход - непосредственно. 2. Способ управлени  преобразователем напр жени  по п. 1, состо щий в том, что на его вентили подают R-п последовательностей управл ющих импульсов, причем импульсы, подаваемые на. подключенные к одной фазе вентили , чередуют по замкнутому повтор ющемус  циклу с частотой в п раз меньшей частоты напр жени  питающей сети, от л и .4 а ю щ,и и с   тем, что одновременно измен ют фазу этих последовательностей, причем выбирают разность фаз между R-n и R-n-l последовательност ми импульсов равной ЗГ/JRп радиан по частоте напр жени  питающей сети. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. М., 1967.
2. 2.Патент США № 3769570, кл. 321-9 Н 02 М 1/12 , 1969.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 395953, кл. Н 02 М 7/08, 1970. k. Авторское свидетельство СССР № 262247, кл. Н 02 Р 13/16, 1968.

   5(с(г) I 7(с(2} S((an

   8(с(г} ( dfo(i) Ш)

   . Г ШгП Wi)A 5Ш Ш1) ms) I i6fd3i 8(dif} 20(3) I m 2fM ШзГ Ш 1S(d3) liJT г i(cLit I I жогj) I 2Ш1) I ) I I /7/6f y| ту fJ/b(} fffit i) «) тз) I Cds) I 17fol }

   50.

   5i.