12к-фазный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХОшчлчпнепааРЕСПУБЛИК 69 (11) . ЗСЮ Н 02 М 9/06 сОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Ю.ИчХохлов, Я.Л.Фишлер, Л.М.Пестряева, В.В.Володин и В.П.Светоносов (7 1) Челябинский политехнический ийститут им. Ленинского комсомола (53) 621.314.5(088.8)(56) 1. Э.М.Аптер и др. Мощные тирис торные выпрямители для электроприводов постоянного тока. М., "Энергия", 1975, с.8-9, рис. 1.2 1.3.2. Авторское свидетельство СССР У 951601, кл. Н 02 М 7/06, 1981,(54)(57) 12 К-ФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий к двенадцатифазных преобразовательных блоков,каждый из которых содержит трансформаторную группу в виде двух трехстержневых магнитопроводов с уложенными на них сетевыми, вентильнымии компенсационными обмотками, выпрямительные мосты и трехфазную конденсаторную батарею, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упроще" ния конструктивного исполнения, трансформаторная группа каждого блока преобразователя выполнена с двумя оди"чнаковымн трехстержневыми магнитопроводами, на каждом из которых уложено по одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к выпрямительному.мосту трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмотка, причем трехфазные сетевые обмотки, расположенные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и согласно и подключены к питающей сети, а трехфазные компенсационные обмотки, распбло" женные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и встречно и подключены к трехфазной конденсаторной батарее.10 4 11178 Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсивное питание потребителя вы 5 прямленным током, а также для обрат" ного преобразования постоянного тока в переменный.Известны некомпенсированные преобразователи, которые состоят из двух трансформаторов, один из которых имеет схему соединения обмоток . ЧЛ, а другой - В/й . К каждому трансформатору подключен реверсивный или нереверсивный выпрямительный .мост. По15 отношению к нагрузке выпрямительные мосты соединяются либо последовательно, либо параллельно 12.Недостатком таких некомпенсйрован 20 ных преобразователей является доска-г точно низкий коэффициент мощности.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является. 12 кфазный компенсированный преобразова 25 тель переменного напряжения в постоянное, содержащий к двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из которых содержит трансформаторную группу в виде двух трехстержневых магнитопроводов с уложенными на них сетевыми, вентильными и компенсационными обмотками, выпрямительные мосты и трехфазную конденсаторную батарею.В этом устройстве на первом магнитопроводе уложена трехфаэная сетевая З 5 обмотка первая трехфазная вентильная обмотка, соединенная в звезду и каждой фазной обмоткой через соответствующие фаэнце обмотки первой трехфазной обмотки, расположенной на втором магнитопроводе, соединенная с первым не- . реверсивным выпрямительным мостом, и вторая трехфазная вентильная обмот,ка,каждаяфазная обмотка которой соединена последовательно с соответствую". 45 ; щей фазной обмоткой второй трехфазной обмотки, расположенной на втором магФнитопроводе, причем образованные та ким образом последовательные цепочки соединены в треугольник, к вершинам 50 которого подключен второй нереверсивный выпряиительный мост. Кроме того, на втором магнитопроводе расположена третья трехфазная обмотка, каждая фаза. которой зашунтирована конденса торной батареей.Известное устройство обладает высоким коэффициентом мощности, так как 01 гоно работает в режиме с искусственной коммутацией вентилей. Компенсирующее устройство, включающее в себя второй магнитопровод с тремя его компенсационными трехфазными обмотками и трехфазную конденсаторную батарею, используется эффективно, так как работает в основном на частоте пятой и седьмой гармоник 2.Однако известное устройство требует двух различных по исполнению магнитопроводовв трансформаторной группе. При .этом на втором магнитопроводе трансформаторной группы требуется выполнение двух сильноточных обмоток, . рассчитанных на такие же токи, что и вентильные обмотки, расположенные на первом магнитопроводе, Электрическое соединение вентильных обмоток и обмоток, расположенных на втором магнитопроводе, должно быть также сильноточным. Кроме того, для двух- трансформаторных преобразователей электропривода требуется дополнительный магнитопровод. Целью изобретения является упрощение конструктивногоисполнения преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в 12 к-фазном компенсированном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем к двенадцатиФазных преобразовательных блоков, каждый из которых содержит трансформаторную группу в виде двух трехстержневых магнитопрово-.дов с уложенными на них сетевыми, вентильнымн и компенсационными обмотками, выпрямительные мосты и трехфазную конденсаторную батарею, транс" форматорная группа каждого блока преобразователя выполнена с двумя одинаковыми трехстержневымн магнитопрово" дами, на каждом из которых уложено по одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к выпрямитель- ному мосту трехфаэной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмотка, причем трехфазные сетевые обмотки, расположенные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и согласно и подключены к питающей сети, а трехфазные компенсационные обмотки, расположенные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и встречно801 .4 Преобразователь (Фиг.З) содержит 50 двенадцатифазные блоки 1 и 2, каждый . из которых состоит из трансформаторных групп 3 или 4 в виде первого 5 и второго 6 магнитопроводов с сетевыми 7, вентильными 8 и компенсационными 9 трехфазными обмоткамй, трехФаэной конденсаторной батареи 10 и .выпрямительных мостов. 3 1117и подключены к трехфазной конденсаторной батарее.3Выпрямительные мосты могут бытьреверсивными или нереверсивными,а по отношению к нагрузке могутбыть соединены последовательно илипараллельно.Трехфазная конденсаторная батарея может быть, соединена в звездуили в треугольник.Двенадцатифазныйрежим работы преобразователя обеспечивается различными схемами соединения (звезда, треугольник и др.)либо сетевых, либо вентнльных обмоток. 24,36,48-фазные вариантыпредлагаемого преобразователя выполняются с использованием двух, трех,четырех, описанных выше двенадцатифазных преобразователей, сдви;нутых соответственно на 15,10,7,55 эл.град.На Фиг.1 представлена принципиальная схема двенадцатифазного вариантакомпенсированного преобразователяпеременного напряжения в постоянноеи обратно с .включением, сетевых обмотокв звезду и "разомкнутую звезду" и подключением вентильных обмоток, соеди-.ненных в звезду и треугольник, к реверсивным выпрямительным мостам,включенным по отношению к цепи нагрузки последовательно, на .Фиг.2 - схема двенадцатифаэного варианта того жепреобразователя с включением сетевыхобмоток в "разомкнутую звезду" и треугольник одинаковыми схемами соедине ния вентильных обмоток и параллельнымвключением нереверсивных выпрямительных мостов, на. Фиг.З - схема двад- +цатичетырехфазного варианта преобразователя с одинаковыми схемами соеди-фОкения вентильных.обмоток и последовательным соединением нереверсивныхвыпрямительных мостов .(сетевые обмотки соединены в звезду, треугольник,зигзаг, сдвигающий вторичные Фазные 45.напряжения на +7,5 зл.град, и зигзаг,сдвигающий вторичные фаэнце напряжения на -7,5 эл.град,),/ При работе выпрямительных мостов 11 в вентильных обмотках 8 трансформаторных групп 3 и 4 возникают токи первой,пятой, седьмой, одиннадцатой,тринадцатой,и т.п.гармоник.Вентильные обмотки 8 создают магнитные потоки этих же гармоник в магнитопроводах 5 и 6.Магнитные потоки указанных гармоник вызывают в сетевых обмотках 7 токипервой, пятой, седьмой, одиннадцатой,тринадцатой и тп. гармоник. Токи се"тевых обмоток 7, расположенных на магнитопроводах 5 и 6 сдвинуты по Фазена ЗО эл,град. Поэтому суммарный ток,потребляемый из сети блоком 1 или 2,содержит лишь первую, одиннадцатую,тринадцатую и т,п. гармоник, т.е. каждый блок работает в двенадцатифазном режиме преобразования. Сдвигблоков 1 и 2 (фиг.З) друг относительно друга на 15 эл.град. обеспечивает работу двух .блоков и в режиме двадцатичетырехфазного преобразования.В компенсационных обмотках 9 наводятся напряжения первой, пятой, седьмой,одиннадцатой, тринадцатой и т.п. гармоник. Так как обмотки 9, расположенные на магнитопроводах 5 и 6,включены последовательно и встречно, то напряжения на конденсаторных батареях содержат в основном лишь пятую и седьмую гармоники, т.е. конденсаторы перезаряжаются с частотой пятой и седьмой гармоник. Эти напряжения трансформируются в контуры коммутации вентилей, осуществляя их.,искусственную коммутацию. В результате преобразователь работает с высоким коэффициентом мощности при высокой эффективности использования конденсаторных батарей.Технико-экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя состоит в том, что существенно упрощается- конструктивное исполнение трансформаторных групп ком" пенсированного преобразователя т.е, каждая иэ групп выполняется на одинаковых магнитопроводах, компенсационные обмотки имеют значительно, меньшее .сечение, чем в известном устройстве так как обтекаются токами в основном только пятой и седьмй гармоник. При этом электрическое соединение компенсационных обмоток значительно облегпено, так как оно выполняется на малые токи. Кроме тогов двухтрансформаторных схемах пре" образователей не требуется дополнительного магнитопровода с обмотками.