Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное

,которого выполнены с отводами, управляемые двунаправленные ключи, каждый из которых включен между соответствующей парой выводов смежных фазовых обмоток антотрансформатора, и две группы выводов для пофаэного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к выводам для подключения питающей сети, при этом дне фазные обмотки соединены последовательно, а их общая точка и свободные концы соединены с перной группой указанных выводов 2,Недостатками преобразователя яв 30 35.ляются относительно большое количест 40.во отводов антотрансформатора, относительно большое напряжение между отдельными ключами, а также увеличенная типовая мощность автотрансформаторов. Большое количество отводов обмотки автотрансформатора вызвано тем, что и общем случае каж- . дый двунаправленный ключ соединяется между отдельной парой отводов.Относительно большое напряжение между отдельными ключами (в том числе и между управляющими электродами ключей, что уменьшает надежность работы ) вызвано тем, что максимальнаяразница потенциалов отводов приближается к линейному напряжению питания, Увеличенная типовая мощностьавтотрансформатора объясняется низким коэффициентом искажения тока вобмотках автотрансформатора. Цель изобретения - упрощение, по вышение надежности и улучшение массогабаритных показателей.Поставленная цель достигается тем, что в трехфаэном цреобразонателе переменного напряжения в пере 65" Изобретение относится к электротехнике в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в регулируемых источниках питания с близкой ксинусоидальной формой кривой токанагрузки.Известны устройства для регулирования трехфазного напряжения,содержащие трехфазный автотрансформатор, обмотки которого соединеныв треугольник, и управляемые двунаправленные ключи, соединенные с выводами для пофазного подключениянагрузки и разных обмоток автотрансформатора 11 .15Однако устройства не позволяютиспользовать автотрансформатор нкачестве согласующего элемента и,соответственно требуют подбора управляемых ключей в соответствии свеличиной питающего напряжения.Наиболее близким к изобретениюявляется трехфазный преобразовательпеременного напряжения н переменное,содержащий трехфазный междуфаэный 25автотрансформатор, Фазные обмотки менное, содержащем трехфазный между-,Фаэный автотрансформатор, Фаэныеобмотки которого выполнены с отводами, упранляемые двунаправленные ключи, каждый иэ которых включен между соответствующей парой выводовсмежных фазных обмоток автотрансфор.матора, и дне группы выводов дляпофазного подключения нагрузки,перная группа из которых подключена к выводам для подключения питающей сети, при этом дне фазные обмотки соединены последовательно,а их общая точка и снободные концы роединены с первой группой указанных выводов, третья обмотка междуфазного автотрансформатора соединена с расположенными симметричноотносительно общей точки отводамиэтих обмоток, а все остальные отводы соединены с общей точкой обмотоксмежных Фаз через упомянутые полностью управляемые двунаправленные ключи.Такое соединение обмоток автотрансформатора позволяет для подключения двух или нескольких управляемых ключей испольэовать общую точку и один иэ отводов каждой изупомянутых двух смежных фазныхобмоток, что уменьшает требуемоеколичество отводов и тем самым упрошает схему, а также уменьшить разницу потенциалов между выводами дляподключения ключей, что повышаетнадежность работы схемы, Кроме того, улучшает коэффициент искажениятока н обмотках, что обуславливает умеиьшение типовой мощностиантотрансформатора.На фиг. 1 изображена /ринципиальная схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - векторные диаграммы напряжений для разомкнутого состояния всех ключей (а - напряженийтиристоров и напряжений на обмотках междуфаэного автотрансформатора, б " симметричной системынапряжений на тиристорах); нафиг. 3 - временные диаграмма, поясняющие принцип работы устройства при 12-пульсном режиме работыи заданной очередности замыканияуправляемых ключей,Устройство ( фиг. 1) содержиттрехфазную нагрузку 1, ключевой коммутатор 2, междуфазный автотрансформатор 3, Фазные обмотки котороговыполнены с отвддами, группу выводов 4 - 6, подключенную к обшейточке и свободным концам двух фазных обмоток, соединенных последовательно, и группу выводов 7 - 9для пофаэного подключения нагрузки1 к выводам трехфазного источникапитания. Фаэные обмотки имеют отводы 10 - 17 (в общем случае (+2)отнодов, где Ф - пулцсность схе 106909640 ьу). К отводам 10 и 17 двух фазныхобмоток, соединенных последовательно с общим выводом 5, подключеныкрайние выводы третьей фаэнойобмотки. В результате этого третьяфаэная обмотка и секции двух других 5фазных обмоток между выводами 5,10и 17 образуют треугольник с вершинами 5,10 и 17.Ключевой коммутатор 2 состоит иэтиристоров 18 - 29 ( в общем случае 10из в тиристоров), соединенных вовстречно-параллельные пары, составляющие двунаправленные управляеьые:ключи.Через эти ключи выводы 11 в16соединены с выводами 5,10 и 17 упомянутого треугольника соединенияобмоток, причем общий вывод любойпары обмоток подключены через соответствующие двунаправленные ключико всем необшим выводам третьей 20фаэной обмотки (например, выводы15 и 16 одной обмотки через тиристорные пары 26, 27 и 28, 29 подключены к общему выводу 10 двух остальных обмоток) . Управляюшие электродывсех тиристоров 18 - 29 подключенык блоку управления.Устройство для регулирования трехфазного напряжения работает следуюшим образом,В каждый момент времени во включенном состоянии находится одинтиристор ключевого коммутатора 2 исоответственно через этот тиристорнапример тиристор 23, потенциалыдвух выводов 5 и 13 разных фазных 35обмоток уравниваются. Так как этифаэные обмотки имеют и общий вывод10, то части двух фазных обмотокот соединенных между собой выводов5 и 13 до общего вывода 10 этихобмоток оказываются соединеннымипараллельно. Соответственно напряжения на параллельно соединенныхчастях обмоток являются равными, анапряжения фазных обмоток - взаимозависящими, причем отношение напряжений фазных обмоток определяется отношением относительных чиселвитков параллельно соединенныхчастей фазных обмоток. Так как секции двух фазных обмоток между выводами 5,10 и 17 вместе с третьейфазной обмоткой образуют треугольник, сумма напряжений которого равна нулю, то определенное отношениемежду. двумя фазными напряжениямимеждуфазного автотрансформатора определяет и относительную величину на-пряжения третьей фазной обмотки.Таким образом, выбором отношенияотносительных чисел витков частей 60обмотки, соединяеьазх параллельнопри помоши тиристоров 18 - 29,можно влиять на отношение как фаэ,ных, так и линейных напряжений междуфазного автотрансформатора 3, а 65 следовательно и на отношение фазных напряжений нагрузки 1. Изменяя в течение каждого периода питания отношения фазных напряжений междуфазного автотрансформатора 3 и нагрузки 1 с определенной последовательностью, можно приблизить форму фазных напряжений, а следовательно и фазных токов нагрузки к синусоидаль ным. Регулирование величины токов и напряжений нагрузки достигается, как и в известных схемах фазового регулирования, изменением сдвига фазы включения тиристоров относительно напряжения питания.В 12-пульсной схеме (фиг. 1) весь период питания распределяется на двенадцати равных интервалах, соответствуюших замкнутому состоянию двенадцами разных тиристоров 18-29, включающихся в последовательности 18- -20-25-23-26-28-19-21-24-22-27-29-18Из векторных диаграмм напряжений(фиг. 2), где 18 - 29, напряжение на тиристорах соответственно 18 - 29 а выводы 4 - 17 соответствуют выводам автотрансформатора 3, видно, что последовательность включения тиристоров совпадает с последовательностью напряжений на тиристорах в разомкнутом состоянии всех тиристоров (напряжение на тириСторе принято положительным, когда потен.циал анода выше потенциала катода).Так как при одновременном изменении полярности всех токов отношения токов не изменяются, то при наличии двенадцати тиристоров и соответственно шести двунаправленных ключей имеется 6 различных отношений фаэных токов, соответствуюших соединению шести определенных пар выводов автотрансформатора.Порядок формирования выходного напряжения на нагрузке 1 при 12-пульсном режиме работы и заданной последовательности замыкания тиристоров 18 - 29 показан на фиг. 3, где ц - напряжение питания тока А; О- напряжение активной нагрузки в фазе А, ц- 0 - шесть потенциально возможных напряжений нагрузки 1, соответствующих замыканию шести различных двунаправленных ключей коммутатора 2 при оптимальном отношении чисел витковфо-о ф 2-6 6-16 %ь-л %1 оЪ ф 1 о-З-- у 310-5 о5-Л "5-Л 0-1 ф 10.Чф 14-1 т СОВ ТБа =0,68%о. у сое 15 агде 1 о.ЬЖ 2-ьР-ц ф 1 ь-л ф 1 о-о ф 1 о а фц-г - число витков между соответствующими выводами автотрансформатора, обеспечивающем исключение из токов и напряжений нагрузки 1 высших гармоник ниже одиннадцатой.Кривые 0 в и 0 с напряжений нагрузки фаэ В и С аналогичны кривой Онапряжения нагрузки фазы А.При увеличении числа пар выводов соединяемых через ключи, .а соответственно и частоты переключений, ступенчатое.изменение отношений фазных токов приближается все более к случаю с неискаженными синусоидными токами,Положительными свойствами пред- О лагаемого устройства для регулирования трехфазного напряжения по сравнению с известным являются упрощение в результате того, что уменьшается число отводов и соответст венно число обмоток междуфазного автотрансформатора, повышение надежности работы ключей в результате уменьшения разницы потенциалов между отдельными ключами, в том числе между управляющими электродами управляемых ключей, а также улучшение массогабаритных показателей междуфазного автотрансформатора в связи с уменьшением его типовой мощ 13 ности в результате уменьшения искаженности токов в обмотках автотранс форматора. Так, например, в случае 12-пульсной схемы в иэвестномустройстве требуется в общем случае12 отводов, в предлагаемом устройстве - 8 отводов, а в случае 18-пульсной схемы соответственно 18 и 11 отнодон,Максимальная разница потенциалов между отдельными ключами в известном устройстве приближается клинейному напряжению питаниянезависимо от максимального напряжения на самих ключах, а в предлагаемом устройстве уменьшается пропорционально с напряжением на ключах,Уменьшение типовой мощности автотрансформатора зависит от коэффициента уменьшения напряжения на ключах по сравнению с напряжением питания. Например, когда устройствоработает в режиме с двухкратнымуменьшением напряжения на ключахпо сравнению с максимально возможным напряжением на них), то в предлагаемом устройстве типовая мощностьавтотрансформатора уменьшается на12 по сравнению с известным.