Несимметричный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное

) Н 02 М 7/16 ЫЙ КОМИТЕТ СССОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ тий трех располож ными одно моткой, мотками д маторной ричными о тержн иными ои магнитопровод с а нем дополнительой трехф ной с се тифаэной и трехф сет знои б седин евымитраизными венадцгруппыбмоткам оая и оторых допол подключена к вх кительно введен прямительных мо выходу с основнь мостами.2. Преобраз оду одног и управл стов, соед емых о иненныхмительны вып ователь по п.1 й с я тем,.что етевая обмотка,л и ю щ ьна аспооде,витполн оженная на етьем магулируемым итопро число полнен ко Преобразователь п т - пол и е 1 что а, рас опрово овател цатифличающи нительная сет с я я обмот м магии о после о женная на треть соединена пофаз сетевыми обмотк ной трансформат е, но зми двенадрной гру п.1, о т что при чная обм(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(56) Аптер Э.М. и др. Мощные управляемые выпрямители для электроприводов постоянного. тока. М., "Энергия"1975, с. 8, рис. 1-2,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3497179/24-07,кл. Н 02 М 7/ 12, 1982.., РОВАННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий двенадцатифазную трансформаторную группу, выполненную на двуходинаковых трехстержневых магнитопроЬодах, на каждом из которых улЬжено по одной трехфаэной сетевойобмотке, по одной подключенной кодному из основных выпрямительныхмостов трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной потой же схеме, что и сетевая обмотка, причем расположенные на первоми втором магнитопроводах трехфаэные сетевые обмотки соединены последовательно и согласно, а трехфазные компенсационные обмотки соединены последовательно и встречно иподключены к трехфазной конденсаторной батарее, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью сохранения.:высокого коэффициента мощностй.приплавном регулировании выпрямленногонапряжения, дополнительно введен тре1 4. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что дополнительная сетевая обмотка, располо- .женная на третьем магнитопроводе,включена параллельно с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформаторной группы.5. Преобразователь пол и ч а ю щ и й с я тем,п=1, дополнительнаявт ри отка соединена в звезду.6. Преобразователь по и. 1, о ти ч а ю щ и й с я тем, что прип 1, дополнительная вторичная обка соединена в треурфьник.,11 б 4843 ник. 40 7, Преобразователь по п.1, о т - лич ающийс я тем, что прий2, одна дополнительная втоИзобретение относйтся, к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания выпрям ленным током тяговой нагрузки, электропривода, электролизных серий и электротермических установок,Известен некомпенсированный преобразователь, содержащий двенадцатиФазную трансформаторную группу,. выполненную на двух одинаковых трех- стержневых магнитопроводах, на каж" дом из которых уложено по одной трех. фазной сетевой и одной подключенной к входным выводам одного из двух выпрямительных мостов трехфазной вентильной обмотке. Выпрямительные мосты по выходу соединены либо последовательно, либо параллельно. Двенадцатифазный режим обеспечивается раз 20 личной схемой соединения сетевых или вентильных обмоток 11.Этот преобразователь, как и любой некомпенсированный имеет низкий коэффициент мощности. При регулировании выпрямленного напряжения коэффициент мощности дополнительно снижается. Наиболее близким к изобретению яв- ляется несимметричный компенсирован- З ный преобразователь переменного напряжении в постоянное, содержащий двенадцатифазную. трансформаторную группу, выполненную на двух одинаковых трехстержневых магнитопроводах, на каждом из которых уложено по одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к одному из выпрямительных мостов трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компен сацйонной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмотка, причем расположенные на первом и втором магнитопроводах трехфазные сетевые обмотки соединены последовательно и согласно, а.трехфазные компенсационные обмотки соединены, последовательно и встречно и. подключены к ричная обмотка соединена взвезду, а другая - в треугольтрехфазной конденсаторной батарее,Устройство обладает высоким коэффициентом мощности благодаря тому, чтокоммутирующее напряжение конденсаторов обеспечивает более раннюю,по сравнению с некомпенсированнымпреобразователем, искусственную коммутацию вентилей 121 .Однако высокий коэффициент, мощно-,сти у прототипа сохраняется лишь внеуправляемом режиме работы. Приплавном регулировании напряжения спомощью тиристоров выпрямительныхмостов коэффициент мощности резкоснижается пропорционально глубинерегулирования.Целью изобретения является обеспечение сохранения высокого коэффициента мощности выпрямителя при плевном регулировании выпрямленного напряжения,Поставленная цель достигаетсятем, что в несимметричный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двенадцатифаэную,трансформаторную, группу, выполненную на двуходинаковых трехстержневых магнитопроводах, на каждом из которых уло".жено по одной трехфазной сетевойобмотке, йо одной подключенной кодному иэ основных выпрямительныхмостов трехфазной вентильной обмоткеи по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той жесхеме, -что и сетевая. обмотка причемрасположенные на первом и второммагнитопроводах трехфазные сетевыеобмотки соединены, последовательнои согласно, а трехфазные компенсационные обмотки соединены последовательно и встречно и подключены ктрехфазной конденсаторной батарее,дополнительно введен третий трехстержневой магнитопровод с расположенными иа нем дополнительными одной сетевойтрехфазной обмоткой,соединенной с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформаторной группы, и трехфазными вторичными обмотками, каждая из которых подключена к входу одного из и дополнительно введенных управляемых выпрямительных мостов, соединенных по выходу с основными выпрямительными мостами,Кроме того, дополнительная сетевая обмотка, расположенная на треть ем магиитопроводе, выполнена с регулируемым числом витков и соединена пофазно последовательно или параллельно с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформатоРной гРуппы, причем при п=1 вторичная обмотка, расположенная на дополнительном магнитопроводе, соединена либо в звезду либо в треугольник, а при п=2 одна вторичная обмотка соединена в звезду) а другая - в треугольник. Число витков вторичных обмоток на дополнительном магнитопроводе выбирается исходя из необходимой глубины регулирования выпрямленного напряжения дополнительно введенными управляемыми вщпрямительнымн мостами. Дополнительно введенные выпрямительные мосты выполнены на управляемых вентилях, например тиристорах. Ос 30 новные мосты выполнены либо на уп. Равляемых, либо на неуправляемых вентилях-диодах. Основные и дополнительно введенные выпрямительные мосты по выходу соединены либо последователь . но, либо последовательно-параллельно.На фиг. 1 и 2 представлены принципиаьные схемы двух из возможных вариантов предлагаемого компенсированного выпрямителя с п=2.40Преобразовательфиг. 1) содержитосновные 1 и 2 и дополнительный 3 магнитопровода, на которых расположены соединенные пофазно последова тельно основные трехфазные сетевые обмотки 4 и 5, дополнительная .трехфазная сетевая обмотка 6, основные 7 и 8 и дополнительные 9 и 10 вторичные обмотки, соединенные с вход ными соответствующих основных и дополнительных выпрямительных мостов 11-14. Кроме того, на магнитопроводах 1 и 2 расположены трехфаэные компенсационные обмотки 15 и 16, сое динвнные последовательно и встречно и подключенные к трехфазной конденсаторной батарее 17. Преобразователь на фиг,2 отличается от преобразователя на фиг, тем, что дополнительная сетевая обмотка 3 включена параллельно с основными сетевыми обмотками 1 и 2.Несимметричный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.При подключении обмоток 4,5 и 6, расположенных на магнитопроводах 1, 2 и 3 к питающей сети на обмотках 7, 8, 9 и 10, появляются напряжения, которые выпрямляются с помощью основных 11 и 12 и дополнительных 13 и 14 выпрямительных мостов, создавая выпрямленное напряжение на нагрузке. Токи в вентильных обмотках 7 и 8 наводят в магнитопроводах 1 и 2 гармоники магнитного потока порядка 6 К 11 (К=0,1,2,3). В согласно соединенных сетевых обмотках 4 и 5 этигармоники магнитного потока создают четно-кратные гармоники тока 6 К+ (К=2,4,6,), т.е. гармоники, отвечающие двенадцатифазному режиму преобразования. Во встречно соединенных компенсационных обмотках 15 и 16 наводятся нечетно-кратные гармоники тока 6 КЙ 1 (К=1,3,5), Эти гармоники перезаряжают конденсаторы батареи 17. Напряжения на конденсаторах трансформируются в контуры коммутации мостов 11 и 12 и вызывают их искусственную коммутацию. Вентили дополнительных мостов 13 и 14 работают в режиме естественной коммутации, поскольку напряжения на конденсаторах батареи 17 не попадают в их контуры коммутации. Искусственная коммутация вентилей мостов 11 и 12 повышает коэффициент мощности всего преобразователя. С целью поддержания высокого коэффициента мощностй, вентили мостов 11 и 12 для регулирования напряжения не используются. Поэтому мосты 11 и 12 могут быть укомплектованы и неуправляемыми вентилями. Таким образом выпрямительные мосты 1 и 12 наряду со своей основной технологической функцией выполняют функцию компенсации реактивной мощности, а следовательно, и повышения коэффициента мощности выпрямителя. Для повышения степени компенсации реактивной мощности, а следовательно, и еще большего увеличения коэффициента мощности путем11 б 4843 В С отстрбйки от режима с повторнойпроводимостью вентилей, характерного для преобразователей с искусственной коммутацией, выпрямительныемосты 11 и 12 выполняются на управляемых вентилях. Отстройку от режима с повторной проводимостью вентилей обеспечивают отсутствием управляющего импульса на вентилях вовремени появления на них положительного напряжения в непроводящей части периода. Функцию плавного регулирования выпрямленного напряжениявыпрямителя осуществляют только дополнительные выпрямительные мосты13 и 14. С целью уменьшения снижения коэффициента мощности за счетрегулирования работы выпрямительныхмостов. 13 и 14 осуществляют сначалав выпрямительном, а затем в инверторном режиме, выбирая число витковобмоток 9 и 10 так, чтобы выпрямленное напряжение полностью открытыхвыпрямительных мостов 13 и 14 составляло примерно половину необходимого 5по технологии диапазона регулирования напряжения всего преобразователякДля поддержания наиболее высокогокоэффициента мощности преобразователя в условиях, когда необходимо 10 изменять диапазон плавного регулиро-.вания выпрямленного напряжения, регулируют витки обмотки 6 так, чтобыдиапазон изменения напряжения регулированием мостов 13 и 14 был минимальПредлагаемый преобразователь приобеспечении плавного регулированиянапряжения управляемыми вентилямиимеет существенно высокий коэффициент мощности, что обеспечивает снижение потерь электрической энергиин повышает пропускную способностьпитающей сети по активной мощности.1164843 дакт Заказ 4196/52 Тирак 646 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаянаб.. Проектная филиал ППП "Патент"г. Уагор Составитель Л.устинкинаунько Техред Л.Микеш Корректор В.Синицкам