2 -фазный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное и обратно

/ 2 В ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Челябинский государственный технический университет(56) Каталог Информэлектро 05.43,03-89. Выпрямители серий ВАКД и ВАКВ, 1989,Авторское свидетельство СССРМ 1124414, кл. Н 02 М 7/06, 1984.(54) 2 а-ФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ И ОБРАТНО (57) Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания вйпрямленным или переменным током. Сущность изобретения: преобразователь состоит из двух шестифазных блоков с нулевой схемой выпрямления, построенных с использованием преобразовательного трансформатора, сетевые обмотки4 которого 2, 3, снабженные переключающими устройствами, соединены в звезду и треугольник, а вентильные обмотки 4,5,6,7соединены по схемам "прямая звезда" и "об- .ратная звезда", Между нулевыми точками соответствующих звезд включены уравнительные реакторы 8,9, средние точки кото- .рых подключены к отрицательному выходному выводу. Входы выпрямительных устройств 10, 11 соединены с вентильными .обмотками 4-7, а выходы 12 с положительным выходным выводом. Первая 12 и вторая 13 трехфаэные обмотки реактора компен-.сирующего устройства включены последовательно с сетевыми обмотками трансформатора со стороны питающей сети. Третья 14 и четвертая 15 обмотки реактора соединены в звезду, включены . последовательно согласно и к точкам их со- единенйя подключена конденсаторная батарея 16. Указанное выполнение устройства обеспечивает его упрощение и сйижениеус- й тановленной мощности оборудования при глубоком регулировании выпрямленного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил,с 3Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электролизе, электротермии, на железнодорожном транспорте и др. для 15 единены с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети, причем вторичные фазные напряжения одного из блоков сдвинуты на 30 эл.град. по отношению к аналогичным напряжениям 20 другого блока за счет соединения вентильных обмоток в звездуи треугольник, и двумя выпрямительными устройствами с мостовой схемой выпрямления, каждое из которых входом подключено к оентильным обмоткам трансформатора с системой вторичных фазных напряжений соответствующего блока, а выходом - к выходным выводам для подключения нагрузки, а также компенсирующее устройство, включающее реактор, выполненный на двух 30 магнитопроводах; на первом из которых расположены несвязанная первая и соединенная в звезду третья трехфаэные обмотки, а на втором - аналогичная первой 35 несвязанная вторая и соединенная в треугольник четвертая трехфазные обмотки, причем третья и четвертая трехфазные обмотки соединены последовательно, а к точкам их соединения подключена трехфазная 40 конденсаторная батарея,Недостатком прототипа является то, что реактор компенсирующего устройства выполняется из двух конструктивйо различных частей, Одна из них содержит третью обмот 45 ку, соединенную в звезду, а другая - четвертую обмотку, соединенную в треугольник. Число витков у четвертой обмотки в З раз больше, чем у третьей обмотки, Конструктивное различие частей реактора компенсирующего устройства существенно услЬжняет практическую реализацию компенсйрованного преобразователя, Другой недостаток прототипа проявляется при трансформаторном регулировании выпрямленного напряжения, которое в большом 55 числе установок электротехнологии осуществляется для поддержания выпрямленного тока. Регулирование; как правило, выполняется изменением числа витков сетевой питания нагрузки выпрямленным током. 5 Оно может быть использовано и для обратного преобразованйя постоянного напряжения в переменное.Известен двенадцатифазный компенсированный преобразователь переменного 10 напряжения в постоянное, Он "содержит два шестифазных преобразовательных блока, образованных преобразовательным трансформатором, сетевые обмотки которого сообмотки с помощью переключающего устройства. При возрастании числа витков сетевой обмотки выпрямленное напряжение преобразователя снижается, поскольку уменьшаются напряжения на вентильных обмотках. При неизменной емкости конденсаторов батареи постоянству выпрямленного тока в прототипе отвечает неизменность напряжений на конденсаторах, Они практически не зависят от коэффициента трансформации трансформатора. Уменьшение напряжений на вентильных обмотках трансформатора и сохранение коммутирующих напряжений конденсаторов приводит к формированию положительных напряжений на вентилях преобразователя в непроводящую часть периода. Вентили повторно за период питающего напряжения проводят рабочий ток, Появление отстающей волны вентильных токов приводит к сдвигу в стороны отставания сетевых токов преобразователя, т,е. к снижению коэффициента мощности, Для его поддержания приходится снижать собственную частоту контура коммутации вентилей путем дополнительного подключения банок конденсаторов в конденсаторной батарее. В результате возрастает ее установленная мощность.Целью изобретения является упрощение конструктивного исполнения и уменьшение установленной мощности оборудования преобразователя при глубоком регулировании выпрямленного напряжения с помощью переключающих устройств в сетевых обмотках трансформатора.Поставленная цель достигается тем, что четвертая трехфаэная обмотка реактора компенсирующего устройства прототипа выполнена счислом витков, равным числу витков третьей обмотки и соединена в звезду. Кроме того; первая и вторая обмотки реактора включены пофаэно последовательно с сетевыми обмотками преобразовательного трансформатора со стороны питающей сети. В результате конструктивное исполнение обеих частей реактора компенсирующего устройства становится одинаковым, что резко упрощает выполнение компенсированного преобразователя. Включение компенсирующего устройства со стороны питающей сети по отношению к регулируемым сетевым обмоткам преобразовательного трансформатора при снижении выпрямленного напряжения автоматически снижает. собственную частоту контура коммутации вентилей, поскольку с возрастанием коэффициента трансформации трансформатора приведенное в контур коммутации емкостное сопротивление конденсаторной батареи в предложенном пре1781794образователе уменьшается. Последнее вентильных бо мотках, и 6, появляются4, 5 6,7обеспечивает Отстройку от повторной про- напряжебяжения, о разующие две шестифазныеводимости вентилей без дополнительногосимметрричные системы напряжений. Поьку эти системы сдвинуты на 30подключения конденсаторов в кондейса- скольку этисчет соединения сетевых обмоторной батарее компенсирующего устрой эл,град. за счет сства, что снижает требуемую мощность "ток трансформатора 2 и 3 в звезду и треник, то на нагрузке с помощьюконденсаторной батареи при глубоком гольник ттрансформаторном Регулировании напря- выпрямительных уст ойств 10 и 11жения на нагрузке,троиств и создается выпрямленное напряжение, отвечающееДля повышения постоянного натгряже двенадцатифазном ежим иу -ф ные преобразова- ния, В питающей сети токи также отвечательные блоки по отношению к не н ю к н е и двенадцатифазному преобразованию. Токивключаются последовательно, Для повыше-в первой и вто ой бния величины по твои и второй обмотках реактора комь постоянного тока блоки по пенсирующегоустройства 12 и 13 соде жатотношению к нагрузке включаются иарал 1,5,7,11,13 1719лельно. Выпрямительные устройства могут моникии т.п. гармоники, Те же ганики содержатся в токах третьей и четсто ах.П иивыполняться как на диодах, так и на тири- вертой 14 и 15 би и о моток, Гармоники 1, 11, 13сторах. Ри использовании обратного ире- и т.п, замыкаются в епях бОбразования постОЯнного нап Яженияго напряЖения в минуя конденсаторы, Гармоники 5, 7, 17, 19переменное могут выполняться с прямым и 20 и т.п, попадаюоб ратн ым комплектами тиристо ров" ,"д ют в конденсата ы и их изаряжают, Напряжения конденсаторов баНа рисунке представлена принципиаль- тареи 16на я схема одного из возможных вариантов трансфо ми я ьи, имеющие тот же спект Ри е ложеннсформируясь в контуры коммутацииа вредложенного компенсированного преоб- вентилей устр 10 11,р зователя, а именно, 12-фазного преобра режа Ооиств и, вызывает опезователя, состоящего из двух шестифазных вентилей. Вжающую искусственную комм та июцблоков с н лев йвентилеи. результате вентильные, а слелоков с нулевой схемой выпрямления, Он довательно, и сетесодержит преобразовательный трэн ф.етевые токи п еоб азов т -с ор- ля сдвигаются в сторон опе ежек яматор 1, сетевые обмотки кото ого 2 и 3 пторого и, приводит к повышению его коэффи иентаснабженные переключающими устройства м Рфф ц нтамощности. егулирование выпрямленногоми, соединены в звезду и треугольник, а нап яжения иР ия Реобразователя осуществлямотки и соединены по ется с помощью пе екл чсхемам "прямая звез а" " бда и о ратная звез- обмоток 2 и 3. Для осщ ю переключающих устройствда". Между нулевыми точками в па ах вен. Для осуществления обратном точками в парах вен- го преобразования постоянного нап яжетильныхпротивофазныхобмотоквключены 35 ния в переменное стРуравнительные Реактор 8 9ы и, выводы от переводятся в инверторный ежим аб тсредних точек которых подключены к от - Три- ехни ко-экономическая ффективностьтельные устройства 10 и 11 хыпрями- применения п е пагр д агаемого компенсировходными ванного преобразователя оп е елявыводами связаны с вентипьными Обмотка о нр деляется уими 4 5 би 7мо ка- ращением реактора. компенсирующегои, а выходными - с иоложитель- ст ойствау р тва, поскольку обе его части станолюсом нагрузки. ервая и вторая вятся идентичными, Кроме того, п и глтрехфазные обмотки реактора компенсиру- ком т анс о мго устроиства 12 и 13 вкл О Р ф Рматорном Регулировапредлагаемом преобразователе сокращаетдовательно . с сетевыми обмотками 45 ся установленная мо ность контрансформатора со стороны питаюя мощность конденсаторти. Третья и четвертая обмотки реакто а 14 П ищеи се- ной батареи компенси ю егоРУ щ устроиства.и 15 бктоРа ри глубине регулирования. составляющейи, о е соединенные в звезду, включены 70" как это импоследовательно согласно. а к точкам их г афита иир, как это имеет место при питании печейсоединенир ф т ции, установленная мощность батабата ея 16. Дя подключена конденсато. ная 50 и.р ре может быть снижена практически в дварея . Другие варианты преобразова- раза,теля могут иметь другую фазность преобра- Фзования, иные схемы соединения сетевых и 1. 2 Ги- азный кормула изобретениявентильных бмоток нк трансформатора, а вы- образователь переменного нап яжпрямительные устройства могут иметьи мо постоянное иго напряжения встовое исполнение.и мо- постоянное и обратно, содержащий два.Р ба ота предлагаемого компенси о- обв-фвозных преобразовательных блока1ванного выпр - о разованных преобразовательным трансго выпрямителя осуществляется фо мато мФ р тором, сетевые обмотки которого соим о разом, ри подключении единены с входными выво амитрансформатора 1 к питающей сети на его иыми выводами дляподключения трехфазной питающей сети,1781794 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения постоянного напряжения, е-фазные преобразовательные блоки по отношению к нагрузке соединены последовательно.3. Преобразователь по п,1, о т л и ч ающ и й с я тем, что, с целью повышения постоянного тока, в-фазные преобразовательные блоки по отношению к нагрузке соединены параллельно. Составитель Ю.Хохлов Техред М.Моргентал Корректор Н,Тупица Редактор Заказ 4280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина; 101 причем вторичные фазные напряжения одного преобразовательного блока сдвинуты на угол дУа зл.град. по отношению к аналогичнымнапряжениям другого блока, и двумя выпрямительными устройствами, 5каждое из которых входом подключено квентильным обмоткам трансформатора с . системой вторичных фазных напряжений соответствующего блока, а выходом - к выходным выводам для подключения нагруз ки, а также комйенсйрующее устройство; ,. включающее реактор, выполненный на двух магнитопроводах, на первом из которых расположены несвязанная йеовая й соеди: ненная в звезду третья трехфазные обмотки, а на втором - аналогичная первой несвязанная вторая и четвертая трехфазные обмотки, причем третья и четвертая .трехфазные обмотки соединены последовательно согласно,а к точкам их соединения 20 подключена трехфазная конденсаторная батарея, отл"ича ю щи й ся тем, что, с: целью конструктивного упрощения иуменьщения установленной мощности оборудования при глубоком регулировании выпрямленного напряжения с помощью переключающих устройств в сетевых обмотках трансформатора, четвертая трехфазная обмотка реактора выполнена с числом витков, равным числу витков третьей обмотки, и соединена в звезду. а первая и вторая обмотки реактора включены пофазно последовательно с сетевыми обмотками преобразовательнбго трансформатора со сторбны питающей сети.