12 -фазный компенсированный преобразовательный агрегат

ОЮЭ СОВЕТСКИХцииистеясни СЦ 1 3 А Н 02 М 7/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ юл, 1-34С.В.Захаревич,Пестряеваполитехническийского комсомола8.8)Воуегь Мйе 11 ип.4, рис.2.видетельство СССР6/24-07, кл,1980. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. ВВС Вгоюпреп, 1971, %11, с2. Авторское спо заявке 9295565кл. Н 02 М 7/12,(54)(57) 1, 12 К-ФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий К двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из которых состоит из преобразовательныхтрансформаторов и подключенных к ихвторичным обмоткам вентильных групп,а также компенсирующие устройствав виде зашунтированных конденсаторами реакторов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения Формытоков и повышения эффективности использования основного оборудования,каждый преобразовательный блок выполнен в виде двух преобразователей,преобразовательные трансформаторыкоторых выполнены со схемами соединения обмоток, обеспечивающими сдвигвторичных фазных напряжений первогопреобразователя по отношению к второму на 30 эл.град., причем между первичными обмотками преобразовательных трансформаторов блока включентрехфазный уравнительный реактор,выводы от средних точек Фазных обмоток которого соединены с выводами,для подключения питающей сети, акомпенсирующие устройства, выполненные на однофазных реакторах, включены между вентильными группами первого и второго преобразователейблока.1113870 2. ПреобразоватеЛьный агрегат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что все преобразователи блоков выполнены по нулевой схеме с преобразовательными трансформаторами, имеющими две вторичные обмотки, соединенные по схемам "звезда прямая" и "звезда обратная", к нулевым точкам которых подключен однофазный уравнительный реактор, причем выводы от средних точек уравнительных реакторов первого и второго преобразователей подключены к первому выводу для подключения нагрузки, а вывод от средней точки реактора компенсирующего устройства ", к второму выводу для подключения нагрузки.3. Преобразовательный агрегат по п,1, о тл ич ающий ся тем, что все преобразователи блоков выполнены по мостовой схеме, причем в кажИзобретение относится к.силовой преобразовательной технике и манжет быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсив" 5 ное питание потребителя выпрямленным током для обратного преобразования постоянного тока в переменный.Известен 12 К-Фазный преобразовательный агрегат, содержащий три бло ка (К=З), каждый из которых представ" ляет собой двенадцатифазный преобразователь, выполненный на одном регулировочном и двух преобразовательных трансформаторах. с вторичными 15 обмотками, соединенными в треугольник. Схемы соединения первичных обмоток преобразовательных трансформа-р торов обеспечивают сдвиг вторичных Фазных напряжейий на угол 30 о, В 20 одном из блоков это достигается путем соединения первичной обмотки одного преобразовательного трансформатора в звезду, а другого - в тре-угольник. В других блоках сдвиг вторичных Фазных напряжений на угол 30О обеспечивается путем соединения первичных обмоток преобразовательных трансформаторов по схемам соединения дом блоке с одной стороны выпрямительных мостов первого и второго преобра: зователей включено компенсирующее устройство, вентильные группы с другой стороны мостов объединены и подключены к первому выводу для подключения нагрузки, а вывод от средней точки реактора компенсирующего устройства подключен к второму выводу для подключения нагрузки.5, Преобразовательный агрегат по п.1, отличающийся тем, что все преобразователи блоКов выполнены по мостовой схеме, причем в каждом блоке с обеих сторон выпрямительных мостов, анодной и катодной,включены компенсирующие устройства,выводы от средних точек реакторовкоторых подключены к первому и второмусоответствующим выводам для подключения нагрузки,"треугольник с продолженными сторонами" и .Известный преобразовательный агрегат имеет низкий уровень высших гармоник в сетовом токе и в выпрямительном напряжении. Однако он работает в режиме естественной коммутации вентилей, а следовательно, потребляет из сети значительную реактивную мощность, что существенно снчжает его коэффициент мощности. Наиболее близким к предлагаемому является компенсированный двадцатичетырехфазный преобразовательный агрегат, содержащий два двенадцатифазных преобразовательных блока,каждый из которых состоит из одного преобразовательного трансформатора с одной первичной обмоткой соеди) ненной по схеме "треугольник с продолженными сторонами", и по крайней мере двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду и треугольники выпрямительных мостов, подключенных к каждой вторичной обмотке. Между вторичной обмоткой питающего трансформатора и первичными обмотками трансформаторов первого и второго преобразовательных блоков включено1113870 35 3трехфазное компенсирующее устройство в виде трехфазного реактора, зашунтированного пофазно конденсаторами батареями. Этот агрегат обладает высоким коэффициентом мощности как благодаря хорошему спектральному составу сетевого тока, так и благодаря малому потреблению.из сети реактивной мощности 2 .Однако необходимо дальнейшее по О вышение эффективности использования основного оборудования преобразо" вательного агрегата.Цель изобретения - улучшение формы токов в ветвях 12 К-фазного 15 компенсированного преобразовательного агрегата и.повышение эффективности использования основного оборудования: вентилей, преобразовательных трансформаторов и конденсаторов, 20Поставленная цель достигается тем, что в 12 К-фазном компенсированном преобразовательном агрегате, содержащем К двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из 25 которых состоит из преобразовательных трансформаторов и подключенных к их вторичным обмоткам вентильных групп, а также компенсирующие устройства в виде зашунтированных конденсаторами реакторов, каждый преобразовательный блок выполнен в виде двух преобразователей,преобразовательные трансформаторы которых выполнены со схемами соединения обмоток, обеспечивающими сдвиг вторичных фазных напряжений первого преобразователя по отношению к второму на 30 эл.град.,причем между первичными обмотками преобразовательных транс;, форматоров блока включен трехфазный уравнительный реактор, выводы от средних точек Фазных обмоток которого соединены с выводами для подключения питающей сети, а компенсирующие 45 устройства, выполненные на однофазных реакторах, включены между венильными группами первого и второго преобразователей блока.При этом преобразователи блоков-могут иметь различные исполнения,Все преобразователи блоков могутбыть выполнены по нулевой схеме спреобразовательными трансформаторамиимеющими две вторичные обмотки, соединенные по схемам звезда прямая"и "звезда обратная", к нулевым точкамкоторых подключен однофазный уравниПри работе 12 К-Фазного компенсированного преобразовательного агрегата выпрямленное напряжение каждого из двух преобразователей в каждом блоке содержит постоянную составляющуюи высшие, в основном, шестую и двенадцатую гармоники, Так как преобразователи в блоке включены параллельно,а их вторичные фазные напряжениясдвинуты по фазе на 30 эл,град., 5то мгновенные значения напряжения накомпенсирующих устройствах и одноФазном уравнительном реакторе в каждом блоке, определяемые разностьювыпрямленных напряжений первого и вто 10рого преобразователей блока, состоятпрактически из шестых гармоник указанных напряжений, Напряжения на конденсаторах, изменяющиеся практическипо благоприятному синусоидальному 15закону, перезаряжаются с частотойшестой гармоники и обеспечиваютискусственную коммутацию вентилейпреобразователей, благодаря чемуповышается коэффициент мощности 20агрегата. Наличие трехфазного уравнительного реактора за счет выравнивания мгновенных значений напряжения,проводящих ток Фаз первого и второгопреобразователей блока, обеспечиваетбольшую, чем при раздельной работепреобразователей, длительность вентильных токов (без учета углов коммутации она составляет 150 эл.градкоммутационные процессы дополнительно увеличивают длительность тока вентиля, что иллюстрируется осцидрограмами на фиг.4).При этом криваявентильного тока становится ступенчатой, приближаясь к полусинусоиде.Некоторые различия в формах вентильных токов в различных вариантахвыполнения агрегата обусловленылишь влиянием компенсирующих устройств и однофазного реактора на 40величину шестой гармоники уравнительного тока, протекающего междупервым и вторым преобразователямиблока. Приближение вентильных токовк полусинусоиде ведет к тому, чтотоки в обмотках преобразовательныхтрансформаторах приближаются к наиболее благоприятной синусоидальнойфформе, Кроме того, благодаря увеличению длительности вентильных 50 токов и соответственно токов черезобмотки преобразовательных трансформаторов, уменьшается отношение ихдействующего значения к определенному за полупериод напряжения сетисреднему значению при той же величиневыпрямленного тока. Каждый из блоковагрегата работает в условном двенадцатифазном компенсированном режиме.При наличии двух таких сдвинутых поФазе на 15 эл.град. блоков агрегатработает в двадцатичетырехфазномкомпенсированном режиме. При наличиитрех сдвинутых по Фазе на 10 эл.град.блоков агрегат работает в тридцати -шестифазном компенсированном режиме и т.д. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого 12 К-фазного компенсированного преобразовательного агрегата состоит в том, ,что за счет уменьшения отношения действующего значения тока вентиля к его среднему значению при той же величине выпрямленного тока уменьшается нагрев вентилей, благодаря чему число вентилей в агрегате и потери энергии в них могут быть уменьшены. Учитывая то, что мощные преобразовательные агрегаты содержат большое число параллельно соединенных вентилей в вентильных плечах, и, в свою очередь, большое число вентильных плеч, экономический эффект от улучшения формы тока в вентилях весьма значителен. По той же причине уменьшаются нагрев и механические силы в обмотках преобразовательных трансформаторов, благодаря чему может быть снижено сечение обмоток трансформатора и повышена надежность его работы, При этом работа трансформаторов приближается к синусоидальному режиму и за счет улучшения Форм токов в обмотках уменьшает потери в стали магнитопроводов, Кроме того, улучшается работа конденсаторов компенсирующихустройств за счет приближения Формы напряжения на них к синусоидальной.Составител Техред Л.Ии Алексеенко тор одписн С ау Филиал ППП "Патент", г. Уж Проектная, 4 каз 6632/42 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Жра го ий Л. Устинкинаш Корректор С.Черни 666омитетаоткрытиская наб