Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцкапксткческнхРеспублик и 873223(51)М. Кл. 6 05 Г 1/20 3 Ьеударстееницй комитет СССР ае делам иэабретеввй и отерыткй(72) Авторы изобретения З. З, Сарв, И. Э. Рание и Ю. Э, Сооярв Институт термофизики и электрофизики АН эстонской СССР,(71) Заявитель(54) УстРОЙстВО ДлЯ РБГУлиРОзАни ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике н может быть использовано, например, в качестве плавнорегулируемого источника переменного напряжения с близкой к сннусоидальной формой входного н выходного токов.Известно устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения н тока, содержащее междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентомтрап. сформацнн, включенный последовательно с трехфазной нагрузкой и источником трехфазного напряжения. Регулирование сглаженного переменного тока в нем осуществляется изменением. тока подмагничнвания междуфазного трансформатора 11Недостатками известного устройства являются относительно большая масса междуфазного трансформатора, работающего в качестве трехфазного многосердечникового нли стержневого управляемого дросселя, возможность регулиро. вать только с отстающим, а не с опережающим26 током, а также длительность переходного про. цесса до нескольких периодов питания при изменении напряжения управления,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения, в котором междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации выполнен на одном ненасыщакнцемся ферромагнитном сердечнике по схеме автотрансформатора с отводами, причем через управляемые двухнаправленные ключи начало и отводы первой полуобработкй автотрансформатора соединены с выводом для подключения нагрузки одной фазы, а все отво.ды и конец второй полуобмотки соединены с концами нагрузки в двух остальных фазах 21.Недостатками данного устройства являются относительно большая масса междуфазного автот 1 инсформатора и относительно большое количество управляемых ключей. Большая масса автотрансформатора объясняется тем, что авто- трансформатор рассчитан на частоту питания.Нащвие относительно большого количества тиристоров вызвано тем, что концы нагрузки и зажимы обмотки автотрансформаторы необхо.димо соединить между собой через двунаправленные ключи,10 15 20 25 30 35 40 Цель изобретения - уменьшение весогабаритных показателей.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для регулирования трех. фазного переменного напряжения, содержащем автотрансформатор с отводами, расположенны. ми симметрично относительно крайних выводов, выводы которого соединены через управ. ляемые ключи с выводами для подключения трехфазной нагрузки, каждый вывод для подключения одной из фаз нагрузки соединен че-, рез .соответствующий управляемый ключ с каж. дььм выводом автотрансформатора, при этом, все управляемые ключи, соединенные с одним выводом автотрансформатора, включены согласно, а ключи, подключенные к соседним выво. дам, включены встречно друг другу.На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжений в схеме и таблица очередности замыкания ключей.Устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения (см фиг, 1) содержит трехфазный источник питания 1 с синусоидальными симметричными напряжениями, трехфазную нагрузку 2, ключевой коммутатор 3 и односердечниковый автотрансформатор 4, соединенные последовательно, Обмотка автотран. сформатора с началом 5, концом б и средней точкой 7 состоит из двух равных полуобмоток, с отводами 8, 9 и 10, 11 (в общем случае с в отводами) соответственно. Ключевой коммутатор 3 состоит из однонаправленных полностью управляемых ключей 12 - 29, В качестве таких ключей можно применять, например, транзисторы в ключевом режиме или же тиристоры с принудительной коммутацией. Через эти ключи начало 5, конец б и все отводы 8, 9 и 10, 11присоединены к концам нагрузки 30 - 32, при. чем все ключи, присоединенные к одному и тому же зажиму обмотки автотрансформатора, имеют одинаковое направление проводимости, аключи; соединенные с соседними зажимами обмотки автотрансформатора, имеют противопо. ложное направление проводимости, Например, (см. фиг. 1) к зажимам 5, 9, 11 присоединены катоды тиристорных групп (12, 14, 16; 24, 26, 28 и 18, 20, 22 соответственно, а к зажимам 6, 8, 10 - аноды тиристорных групп 13, 15, 17;19, 21, 23 и 25, 27, 29 соответственно. Устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения работает следующим образом.В каждый момент времени во включенном состоянии находятся в общем случае три ключа один в каждой фазе. В результате этого в фазах А, В и С последовательно с нагрузкой со единены секции авщтрансформатора с числом витков ЧЧА, ВВ и ЯС соответственно. При заданных значениях междуфазных коэффициентов трансформации ЯВ/ВЛ и ВС/ВА напряжениянагрузки ОА, О 1 В, ОрС являются синусоидальнымн, но в общем случае с разными амплитудами. Изменение междуфазных коэффици. ентов трансформации позволяет в широких пределах изменять амплитуды и фазы напряжений на нагрузке. Изменяя: в течение каждого периода питания коэффициенты трансформации ПВ/ЯА и ЙС/ВА, с определенной последовательностью несколько раз можно формировать все три фазные напряжения нагрузки из отрезков нескольких синусоид с различными целесообразно выбран. ными амплитудами и фазами, Это позволяет регулировать напряжения нагрузки плавно от нуля до максимума и приблизить их форму к синусоидальной.На фиг. 2 показаны для схемы (см. фиг. 1) временные диаграммы напряжения питания фазы А Од, шесть потенциально возможных напряжений нагрузки О - О (прерывистые синусоиды), соответствующих различным коэф. фициентам трансформации, напряжение одной полуобмотки автотрансформатора и пример напряжения нагрузки ОА, сформированного из отрезков шести синусоид О - ОЧ при замы.1канин ключей 12 - 29, согласно таблице на фиг,2. Кривые напряжений нагрузки О и О аналогичны кривой О 1 д,Потенциальные напряжения нагрузки. О - ОЧ 1 (см. фиг, 2) соответствуют оптимальному соот. ношению чисел витков секций полуобмоток автотрансформатора 4, когда при числе витков одной полуобмотки, равном ЧЧ, число витков между зажимами 7 и 9 (и также между зажимами 7 и 10) равно ЧЧ 7 9 = 0,268%, а между зажимами 7 и 8 (и также между зажимами 7 и 11) - й. = 0,732 ЧЧ. Эти соотношения обеспечивают устранение иэ спектра напряжения нагрузки во всем диапазоне регулированиявсех высших гармоник ниже 11.ой. Увеличением числа отводов автотрансформатора и соответственно ключей можно достигать устраненияи более высоких гармоник,Предлагаемое устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения характеризуется уменьшением массы междуфаэного,автотрансформатора по сравнению с прототипом в результате того, что час. тота магнитного потока многократно превышает напряжение питания, а также упрощением сило. вой схемы регулятора в результате применения полностью управляемых ключей и симметрирования схемы,формула изобретения Устройство для регулирования трехфазного,переменного напряжения, содержащее автотран. сформатор с отводами, расположенными симметрично относительно крайних выводов, при. чем его выводы соединены через управляемые ключи с выводами для подключения трехфаз. ной нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения весогабаритных показателей, каждый вывод для подключения одной из фаз нагрузки соединен через соответствующий управляемый ключ с каждым вывоцом автотрансформатора, при этом все управ. 873223 6ляемые ключи, соединенные с одним выводомавтотрансформатора включены согласно, а ключи, подключенные к соседним выводам, включены встречно друг другу,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Современные задачи преобразовательнойтехники. Сб., ч. 1, К 1975, с. 17 б, рис. 1.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеЯф 2792431/24-07, кл. Н 02 Р 13/16, 1980.873223 Составитель И, ГоловиноваТехред М.Рейвес Корректор Г, Решетник тор К. Волошук каз 9042/73 Тираж 943 ПодписнНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж. 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул, Проектная, 4