Устройство для регулирования трехфазного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХасьмвамииииРЕСПУБЛИК ф1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ%БЫЛОГОГЕК Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н 21) 3548634/24-07(71) Институт термофизики и электрофизики АН Эстонской ССР(53) 621.316.722 Н 088.8)Н 56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 951256, кл. С 05 Р 1/20, 1982,2; Авторское свидетельство СССРУ 941964, кл. С 05 Р 1/20, 1982.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3393117/24-07,кл, С 05 Г 1/20, 1982.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее трехфазный межфазный автотрансформатор, фазные обмотки которого 801094024 А зд) С 05 Р 1/20; Н 02 М 5/257 выполнены с отводами, и две группывыводов для пофазного подключениянагрузки, первая группа которыхсоединена с обмотками межфазногоавтотрансформатора, а вторая - свыводами для подключения трехфазной питающей сети, и шесть двунаправленных управляемых ключей, о тл И ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности и улучшения массогабаритных показателей,обмотки межфазного автотрансформатора соединены в звезду, причем началаобмоток подключены пофазно к первойгруппе выводов для подключения нагрузки, а каждый отвод обмотки данной фазы через соответствующую парудвунаправленных управляемых ключейсоединен с началами двух других фаз- .ных обмоток межфазного автотрансформатора, 10940245 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Целью изобретения является повышение надежности и улучшение массо- габаритных показателей устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования трехфазного напрякения, соИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в качествеплавнорегулируемого источника переменного напряжения с близкой к синусоидальной формой входного ивыходного токов.Известно устройство для регулирования трехфазного напряжения,содержащее трехфазный межфазныйтрансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации1 3.Недостатком устройства являетсяотносительно большая масса электромагнитного оборудования, вызваннаянеобходимостью использования трансформатора для реализации междуфазнойэлектромагнитной связи при сглажен-ном регулировании.Известно также устройство длярегулирования трехфазного напряжения, содержащее трехфазный межфазныйавтотрансформатор и управляемые двунапрарленные ключи, соединенные сотводами обмоток автотрансформатора 2:1.Недостатком устройства являетсябольшое количество отводов обмоткиавтотрансформатора, что усложняетсхему и конструкцию устройства.Наиболее близким техническим решением к изобретению являстся устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее трехфазный автотрансформатор, фазныеобмотки которого выполнены с отводами, и две группы выводов для нофазного подключения нагрузки, перваягруппа которых соединена с обмотками межфазного автотрансформатора, авторая - с выводами для подключениятрехфаэной питающей сети, и шестьдвунаправленных управляемых ключей СЗ Э,Недостатком известного устройства является увеличенная типоваямощность межфазного автотрансформатора и относительно высокое напряжение на ключах, что снижает надежность работы межфазного автотрансформатора. держащем трехфазный межфазный автотрансформатор, фазные обмотки которого выполнены с отводами и двегруппы выводов для пофазного подключения нагрузки, первая группакоторых соединена с обмотками межфаэного автотрансформатора, а вторая - с выводами для подключениятрехфазной питающей сети, и шестьдвунаправленных управляемых ключей,обмотки межфазного автотрансформатора соединены в звезду, причемначала обмоток непосредственно подключены пофазно к первой группевыводов для подключения нагрузки,а каждый отвод обмотки данной фазычерез соответствующую пару двунаправленных управляемых ключей соединен с началами двух других Фазных обмоток межфазного автотрансФорматора.На чертеже представлена функцио, нальная схема устройства для регулирования трехфазного напряжения,Устроиство содержит трехфазнуюнагрузку 1, ключевой коммутатор 2,межфазный автотрансформатор 3, выполненный на одном трехстержневомсердечнике с обмотками, соединенными в звезду и имеющими отводы, первую группу выводов 4-6 для пофазного подключения нагрузки 1, соединенных непосредственно с началамифазных обмоток автотрансформатора3, вторую группу выводов 7-9 дляподключения трехфазной питающей сетик нагрузке 1,При этом фазные обмотки автотрансформатора 3 выполнены с отводами10-12 (в общем случае ш/Ч отводами,где ш - пульсность схемы) и имеютнулевой вывод 13, а ключевой коммутатор 2 выполнен в виде встречнопараллельно включенных тиристоров14-25 (в общем случае ш тиристоров), образующих соответствующиедвунаправленные управляемые ключи.Устройство работает следующим образом.В каждый момент времени во включенном состоянии находится один тиристор ключевого коммутатора 2 исоответственно через этот тиристорпотенциалы начала одной Фазной обмотки и отвода другой Фазной обмотки уравниваются. Так как концывсех фазных обмоток присоединенык нулевому выводу 13, то в резуль3 10940 тате включения любого из тиристоров часть одной фаэной обмотки соединяется параллельно другой фазной обмотке. Соответственно напряжения на параллельно соединенных частях обмоток являются равными, а напряжения фаэных обмоток ". взаимо- зависящими, причем отношение напряжений двух фазных обмоток определяется относительным числом вит О ков части фаэной обмотки от конца до отвода, Так как из-эа примене" ния одного трехстержневого сердечника сумма мгновенных значений магнитных потоков, а следовательно,и сумма трехфазных напряжений обмоток равна нулю, то заданное отношение двух фазных напряжений авто- трансформатора 3 определяет и их величину относительно третьего 20 фазного напряжения автотрансформатора 3. Таким образом, выбором мес" торасположения отводов (т.е. отно" сительного числа витков части фаэной обмотки от конца до отвода)25 можно влиять на отношение фазных напряжений обмоток автотрансформа;тора 3, а следовательно, и на отношения фазных напряжений нагрузки 1. Изменяя в течение каждого периода питания отношения фазных напряжений межфазного автотрансформатора 3 и нагрузки 1.с определенной последовательностью, можно приблизить форму Фазных напряжений, а соответственно и фазных токов нагрузки к синусоидальной. Регулирование величины токов и напряжений нагрузки достигается, как и в известных схемах Фазового регулирования, измене О нием сдвига фазы включения тиристоров относительно напряжения питания. Для обеспечения этого относительное число витков части фаэной обмотки от конца до отвода обмотки должно быть выбрано равным 0,366. В этом случае векторы анодных напряжений тиристоров (в запертом состоя" нии всех тиристоров) образуют симметричную 12.-фаэную систему.В общем случае ш-пульсной схемы месторасположения отводов фаэных обмоток автотрансформатора определяются их условия, что векторы анод-. ных напряжений тиристоров образуют симметричную ш-фазную систему.Положительными свойствами предлагаемого устройства по сравнению с известным являются повышение надежности работы ключей в результате уменьшения максимального напряжения на них, а также улучшение массогабаритных показателей автотрансформатора в связи с уменьшением его типовой мощности в результате уменьшения искаженности тОков в обмотках автотрансформатора.Максимальное напряжение на ключах в известном устройстве равно или близко линейному напряжению питания, а в предлагаемом - всегда ,меньше, в 12-пульсной схеме, например, в 1,3 раза меньше линейного напряжения.Уменьшение типовой мощности предлагаемого автотрансформатора по сравнению с известным в условиях одинаковой формы тока, например в случае 12-пульсной схеме, равно 11 Е, что является результатом уменьшения искаженности и соответственно относительного действующего значения токов в обмотках автотрансформатора В 12-пульсной схеме (фиг.1) ти" 45 ристоры 14-25 отпираются в последовательности 23-17-18-24-15-21-22" -16-19-25-14-20, что соответству" ет фазовой последовательности напряжений на тиристорах и поэтому обес печивает симметричный режим работы устройства. 24 4Н целях исключения иэ напряжения и тока нагрузки высших гармоник ниже 11-й между абсолютными величинами максимального, среднего и минимального мгновенных значений фазных напряжений как автотрансформатора 3, так и нагрузки 1 должно существовать отношение соз 15:сов 45:соз 75=1:0,732:0,268.1094024 Составитель Д. фуфрыгинТехред Т,Дубинчак Кор актор ндо орО, Тиг Заказ 3421/38 ир Т аж 842 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035,Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5