Преобразовательное устройство

1995230 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(51) М, Кл,эз ки-2 М /О единением Гесударствеееце кем Приорите СССР по делам нзееретевийпубликовано 07.02.83 еткрмти Дата опубликования описания 1.02,83. Г. Варапаев, Н. И. Катаскин,.,Ч. Е. Кузнецов,В. Ф. Самосейко, В. А. Хомяи" и (.".Ъ.;-:.-,Чуичев С. Белых В. Уткин Заявител РЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ того, этобаригы. тение относится к силовои полуовой технике, в частности к типреобразователям, .которые писинхронного генератора, и может льзовано на судах.но преобразовательное устройство, одержит синхронный генератор, ый преобразователь и установжду ними реактор 1.о установка такого реактора увегабариты преобразовательного а в целом. ности и вательно Поставленная цель достигается тем, чтопреобразовательное устройство, содержащее синхронный генератор, ферромагнитный реактор, датчики тока и тиристорный пре Ообразователь, снабжено блоком выделения основной гармоники, блоком сравнения, усилителем, по числу фаз тремя дополнительными обмотками и тремя регуляторами тока, причем входы блока выделения основной гармоники и блока сравнения подключены 15 к выходу синхронного генератора, выходблока выделения основной гармоники соединен с одним из входов усилителя, каждый из других входов которого соединен с сбответствующим датчиком тока, включенным в соответствующую фазу генератора, а дополнительная обмотка каждой фазы ферромагнитного реактора, имеющая трансформаторную связь с основной обмоткой реактора, замкнута на регулятор тока, подключенный к выходу усилителя. у рНаиболее близким к предлагаляется преобразовательное устродержащее синхронный генератомагнитный реактор, датчики токторный преобразователь. Этопозволяет снизить габариты пртельного устройства 2.Однако в известном устройствры реактора в процессе регулирходного напряжения преобразотаются неизменными, в то времяметры, определяющие искаженияния на зажимах генератора, изменприводит к уменьшению надежно емому явйство, сор, ферроа и тирис- устройство еобразовае параметования вывателя оскак пара- напряжеяются, что сти. Кроме Изобр проводник ристорным таются от быть испоИз вест которое тиристорн ленный мОднак личивает ст ойств тройство имеет значительные га зобретения - повышение надежменьшение габаритов преобразоустройства.3На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - вольтамперные характеристики токоограничивающих реакторов.Преобразовательное устройство 1 состоит из синхронного генератора 2, к которому через ферромагнитный трехфазный реактор 3 подключен тиристорный преобразователь 4, включенный на нагрузку 5. Каждая фаза реактора содержит основную обмотку 6, дополнительную 7 и регулятор 8 тока, замкнутый на дополнительную обмотку, К двум фазам генератора подключается блок 9 выделения основной гармоники, который соединен с блоком 10 сравнения. На второй вход блока сравнения подается линейное напряжение сети. Выход блока сравнения соединен с одним из входов усилителя 11. Второй вход усилителя соединен с датчиками 12 тока. Выход усилителя соединен с регулятором 8 тока.Устройство работает следующим образом.Установка ферромагнитного реактора между преобразователем и зажимами генератора приводит к снижению коэффициен.- та нелинейных искажений напряжений на зажимах генератора. Относительное значение коммутационного провала линейного или фазного напряжения на зажимах генератора определяется выражениемхта х=хгфхгде хг - индуктивное сопротивление генератора в сверхпереходном режиме;Хр -индуктивное сопротивление реактора.Степень искажения напряжения сети зависит не только от глубины коммутационного провала, но и от его длительностиу, зависящим в свою очередь от угла управления преобразователем ас и тока нагрузки 1. Площадь коммутационного провала определяет состав искажения напряжения сети. При Ы=О ток нагрузки 11= 1, имеет наибольшую ширину и искажение напряжения на зажимах генератора наименьшее. По мере увеличения сС угол ком мутации уменьшается, действующие значения высших гармоник в напряжении сети увеличивается. Для уменьшения искажения сети на зажимах генератора необходимо увеличить индуктивность реактора, что приведет к увеличению уи уменьшению искажения сети на зажимах генератора. Следовательно, регулируя величину индуктивности реактора, можно обеспечить минимальные искажения напряжения на зажимах генератора. В преобразовательном устройстве этот принцип осуществляется следующим образом.При прохождении тока нагрузки по основной обмотке 6 реактора 3 в дополнительной обмотке 7 наводится ЭДС. Пока дополнительная обмотка разомкнута, она не оказывает влияния на общий поток реакто 45 50 55 0 15 20 25 30 :35 40 4ра, При замыкании дополнительной обмотки на регулятор тока под действием наведенной ЭДС в этой обмотке течет ток и появляется поток Фд, который направлен против основного потока реактора Ф, обусловленного током нагрузки. Величина тока в дополнительной обмотке регулируется в функции действующего значения высших гармоник. Полученная в блоке 9 выделения основная гармоника напряжения сети поступает на блок 10 сравнения, где сравнивается с реальным напряжением сети. Результатом сравнения этих величин является действующее значение высших гармоник, которое поступает на один из входов усилителя 11, где, усиливаясь, поступает на регулятор 8 тока. Регулируя величину тока в дополнительной обмотке, регулируют величину индуктивности реактора и величину нелинейных искажений напряжения сети на зажимах генератора.Второй особенностью установки в преобразовательном устройстве управляемого ферромагнитного реактора является повышение эффективности ограничения токов короткого замыкания преобразователя и связанное с этим уменьшение габаритов преобразовательного устройства.На фиг. 2 приведены вольтамперные характеристики токоограничивающих реакторов: воздушного (а), управляемого (б) и неуправляемого (в) ферромагнитных, из которых видно, что при одном и том же токе короткого замыкания индуктивность ферромагнитного реактора резко возрастает, что позволяет значительно уменьшить величину токов короткого замыкания. В мощных тиристорных преобразователях используется включение в параллель несколько тиристоров, причем определяющим при выборе количества тиристоров является их способность выдерживать токи короткого замыкания. Повышение эффективности ограничения тока короткого замыкания приводит к уменьшению числа параллельных тиристоров, а следовательно, и габаритов преобразовательного устройства. В предлагаемом устройстве сигнал с датчиков 12 тока поступает на один из входов усилителя 11. В номинальном режиме работы преобразователя этот сигнал не влияет на работу усилителя. В режиме короткого замыкания при достижении тока, равного току отсечки 1, величина сигнала с тока датчиков возрастает до уровня, запирающего усилитель. Отсутствие сигнала с усилителя включает цепь регулятора 8 тока, в дополнительной обмотке 7 исчезает ток. Индуктивность реактора становится максимальной.Изобретение позволяет снизить коэффициент нелинейных искажений напряжения на зажимах генератора и поддерживать его на оптимальном уровне в процессе регулирования напряжения преобразователя, Введение максимальной индуктивности при достижении тока короткого замыкания, равному току отсечки, повышает эффективность ограничения токов короткого замыкания, что влечет за собой уменьшение количества тиристоров, включенных в параллель и, соответственно, уменьшение габаритов преобразовательной установки и повышение надежности.Формула изобретенияПреобразовательное устройство, содержащее синхронный генератор, ферромагнитный реактор, датчики тока и тиристорный преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе и уменьшения габаритов, оно снабжено блоком выделения основной гармоники, блоком сравнения, усилителем, по числу фаз тремя дополнительными обмотками и тремя регуляторами тока, причем входы блока выделения основной гармоники и блока сравненияподключены к выходу синхронного генератора, выход блока выделения основной гармоники соединен с вторым входом блокасравнения, а выход блока сравнения соединен с одним из входов усилителя, каждыйиз других входов которого соединен с соответствующим датчиком тока, включеннымв соответствующую фазу генератора, а дополнительная обмотка каждой фазы ферромагнитного реактора, имеющая трансфорО маторную связь с основной обмоткой реактора, замкнута на регулятор тока, подключенный к выходу усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Тиристорные агрегаты унифицированной серии АТ и АТР. Справочник по преобразовательной технике. Под ред, И. Х. Чиженко, Киев, Техника, 1978, с, 331, 336.2. Разработка фирмы Вгоъп Воч ег 1,ТЬуг 161 ог Сопчег 1 ег Ьуз 1 ет с. 4, 1978.995230 У ндреевКорректор Е. РошкПодписноемитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 Редактор И. Заказ 615/41 Составитель Ю. АКовальчук Техред И. ВересТираж 685ВНИИПИ Государственного коно делам изобретений и113035, Москва, Ж - 35, РаушсФилиал ППП Патент, г. Ужгород