Регулируемый преобразователь

3 51 напряжениями основной и регулировочной секций этой яе вентильной обмотКи в предепах от 0 до 8 .Представлены три конкретных исполнения этой схемы,где угол 3 незначителен, Для тех диапазонов регулирования, ко- торые требуются для тяговых подстанций, угол о составляет 5-6 эл. град, что не влияет на достижение цели. 1832 4Плавно изменяя углы регулирования дополнителы ь(х управляемых вентилей 35- 40 первого вес(ипульсного мостового выпрямителя 2, подключенного к вентильной обмотке 5, и вентилей 41-46 второго выпрямителя 3, подключенного к обмотке б, получают необходимый диапазон регулирования, 3 з,п. Ф-лы, 10 " илИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для регулирования выпрямленного напряжения двенадцатипульсных пре образователей на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог и городского электрического транспорта, где требуется обеспечить стабильное напряжение в заданных пределах.Цель изобретения - повышение КПД и коэффициента мощности путем увеличения кратности частоты пульсации выпрямленного напряжения.На Фцг. 1 представлена приниипи альпая схема преобразователя при соединении частей регулировочной секции в треугольник и зигзаг; на Фиг. 2 и 3 - варианты соединения второй вентильной обмотки; на фиг. 4 - вектор ная диаграмма соединения регулировочной секции вентильной обмотки в зигзаг, обеспечивающего совпадение по Фазе линейных напряжений основной секции вентильной обмотки и одноимен ных суммарных линейных напряжений основной и обеих частей регулировочной секций; на Фиг. 5 - векторная диаграмма, определяющая, что угол меяду одноименными линейными напряжениями первой вентильной обмотки, основная секция которой соединена в звезду, и второй вентильной обмотки, основная секция которой соединена в треугольник, равен 30 эл. град.; на Фиг. 6 и 7 - векторые диаграммы напряжений основной и регулировочной секций для вариантов соединений второй вентильной обмотки по Фиг. 2 и 3 соответственно.55Угол 3 -угол сдвига век оров ли-. 7 1) где ( ( - чис(вен соответст вит осповн гули ций ров Для соединени мотки по Фиг.чнои орои вентильноол 3 равен= агсв 1 п2 ля тех оторые одстанции, сосоответствен г. 2 и 3, что и режимазователяльной обатора по ри раве гулиров товых вы 120 эл.3 чистьботы при овнои секч - число витков осн первой вентильной обмотк ло витков регулировочной вой вентильной обмотки. Регулируемый преобраз фиг. 1 содержит трехфазн матор 1 и два последоват ченных шестипульсных мос мителя 2 и 3. Трехфазный тор 1 имеет одну сетевую и две вентильные обмотки(х выпрятрансФормаобмотку 45 и 6, одна неиных на(а, Ь,линейных яжений основной секции) и одноименных суммарныхпряжений основной и регулировочной секций (а, Ь, с и а,( Ь 4, с(,), для соединения второй вейтильной обмотки по фиг. 2 равен, .13агсз 1 п - А Из выражений 1) и 2) очевиднчто угол 3 незначителен и ддиапазонов регулирования, ктребуются для тяговых иставляет 5 и 6 эл. градно для соединений по фипрактически не влияет на достиженпоставленной цели.Чистый двенадцатипульсныработы регулируемого преобрпри соединении второй вентимотки трехфазного трансформФиг, 2 наблюдается только пстве 120 эл град, углов рения обоих шестинульсных моспрямителей, т,е. М= Мград. Для соединения по фигдвенадцатипульсный режим рац= М= 0 эл. град.832 6тиля плеча анодной группы, т.е. вентили 26 и 38 подключены к вентилю 4,вентили 27 и 39 - к вентилю 15, вентили 28 и 40 - к вентилю 6, вентили 32 и 44 - к вентилю 20, вентили ЗЗи 45 - к вентилю 21, вентили 34 и46 - к вентилю 22. Лноды основных неуправляемых вентилей каждой аноднойгруппы соединены между собой, т,е.вентили 14-16 и 20-22. Общие точкиобмоток основной и регулировочнойсекций 7 и 8 фаз а, Ь, с первой вентильной обмотки 5 подсоединены к общим точкам анода и катода дополнительных неуправляемых вентилей 23 и26, 24 и 27, 25 и 28 соответственно.Свободные точки обмоток регулировочной секции 8 фаз а, Ь, с подсоединены к общим точкам анода и катода дополнительных управляемых вентилей 35и 38, 36 и 39, 37 и 40 соответственно. Общие точки обмоток основной секции 9 и первой части 10.1 регулировочной секции фаз а, Ь, с соединеныс общими точками анода и катода дополнительных неуправляемых вентилей 29 и 32, 30 и 33, 31 и 34 соответственно.Свободные точки обмоток второйчасти 10.2 регулировочной секцииФаз а, Ь, с подсоединены к общим точцкам анода и катода дополнительных управляемых вентилей 43 и 46, 41 и 44,42 и 45 соответственно.Основные неуправляемые, дополнительные неуправляемые и управляемыевентили представляют собой групповыевентили,Число витков основной секции 9 икаждой из частей 10.1 и 10,2 регулировочной секции определено выражениями: 55из которых соединена в звезду, а другая - в треугольник. Каждая Фаза вентильных обмоток 5 и 6 состоит из основных и регулировочных секций 7-10.Обмотки фаз а , Ь, с регулировочной( 5секции 8 первой вентильной обмотки 5соединены последовательно и согласнос обмотками одноименных фаз а, Ьс основной секции 7, Регулировочйая1 Осекция 10 второй вентильной обмотки 6 состоит из первой и второй одинаковых частей 10.1 и 10.2. Обмотки1фаз аЯ, ЪЯ, сЯ первой части 10.1 регулировочной секции подключены последовательно и согласно с обмотками одноименных Фаз аЯ, Ъд, с основной секции 9, соединенной в треугольник, айобмотки Фаз аЯ, ЬЯ, с второй части10.2 регулировочной секции соединеныс обмотками Фаз первой части регулировочной секции 10.1 зигзагом, т.е.начало обмотки фазы а я соединено с на(Пчалом обмотки Фазы Ъ начало обмотЯки фазы ЪЯ соединено с началом обмотки Фазы с, начало обмотки Фазы сАИ Ас началом обмотки фазы аШестипульсные мостовые выпрямители 2 и 3 содержат в каждом плече основной неуправляемый (вентили 11-22)и два дополнительных вентиля, один изкоторых - неуправляемый (вентили 2334), а другой - управляемый (вентили 35-46),В каждом плече катодных групп щестипульсных мостовых выпрямителей 2 и3 дополнительные вентили соединенымежду собой катодами, т.е. вентили 23 и 35, 24 и 36, 25 и 37, 29 и41, 30 и 42, 3 и 43, общая точка.катодов подключена к аноду основногонеуправляемого вентиля плеча катоднойгруппы, т.е. вентили 23 и 35 подключены к вентилю 11, вентили 24 и 36 -к вентилю 2, вентили 25 и 37 - квентилю 13, вентили 29 и 41 - к вентилю 17, вентили 30 и 42 - к вентилю 18, вентили 31 и 43 - к вентилю 19,Катоды основных неуправляемых вентилей каждой катодной группы соединенымежду собой, т.е, вентили 11-13 и5017-19.В каждом плече анодных групп щестипульсных мостовых выпрямителей 2и 3 дополнительные вентили соединеныанодами, т.е. вентили 26 и 38, 27 и39, 28 и 40, 32 и 44, 33 и 45, 34 и46, общая точка анодов подключена ккатоду основного неуправляемого вен 1ч =Зч; ъ =ч =- - ч 45АА Д -33При соединении обмотки 6 в соответствии с фиг. 2 число витков секции 1 О определяется выражением 2- (3) При соединении обмотки 6 в соответствии с фиг. 3 число витков сек ции 9 определяется выражением(ГЗ(ч+ъ)+ (-ч (Зъ +Я 2а число витков секции 10 - выражениемЯ(ът+ът -1(ът-ът Зът+ът,)2Регулируемый преобразователь работает следующим образом. 5Допустим, что в начальный момент времени ток проводят вентили 22, 34, ЗО; 18, 16, 28, 23, 11, т.е. угол регулированпя дополнительных управляемых вентилей обоих шестипульсных мостовых выпрямителей 2 и 3 равен М(= Ж= - 120 эл. град. В этом случае выпрямлепное напряжение определяется только напряжениями основных секций 7 и 9 вентильных обмоток 5 и 6 и составляетУе 1 = 135 (У + У 2), (6) где це 1 - выпРЯмленное напРЯжение пРиа, = й= 120 эл. град,;У - линейное напряжение основной секции 7, соединенной взвезду;Ц- линейное напряжение основной секции 9, соединенной25в треугольник.Если уменьшать углы регулирования дополнительных управляемых вентилей 35-40 первого шестипульсного мостового выпрямителя 2, подключенных к первой вентильной обмотке 5, и допол-ЗО нительиых управляемых вентилей 41-46 второго шестипульсного мостового выпрямителя 3, подключенных к второй вептильной обмотке 6, то выпрямленное напряжение начинает возрастать и при 35 полностью открытых дополнительных управляемых вентилях 35-40 первого шестипульсного мостового выпрямителя 2 и дополнительных управляемых вентилях 41-46 второго шестипульсного мос тового выпрямителя 3(Ы = Ыд= 0 эл. град.) достигает величины0,1 1,35 К + О 2 + ГЗО +ОА),( 7) где Б - выпрямленное напряжение при2Ы = с = 0 эл.град.; 45е( - напряжение регулировочной2(1секции 8;У 2 - напряжение одной части регулировочной,секции 10 второйвентильной обмотки. 50Таким образом плавно изменяя уг.ы регулирования(и е дополнительных управляемых вентилей первого шес- типульсного мостового выпрямителя 2, подключенного к первой вентильной обмотке 5, и второго шестипульсного мостового выпрямителя 3, подключенного к второй вентильной обмотке 6,получаем что выпрямленное напряжение изменяется от Б,1 = Ц до У = Ь1 о и. МаксДиапазон регулирования регулируемого преобразователя равенар+ ала (8)2где а - диапазон регулирования пер 3вого шестипульсного мостового выпрямителя;а - диапазон регулирования втоДрого шестипульсного мостового выпрямителя.Диапазон регулирования первого шестипульсного мостового выпрямителя определяется выражениемаф =- ът,ът, . (9)Диапазон регулирования второго шестипульсного мостового выпрямителяавенРа = Зът/ът (10)При соединении второй вентильной обмотки 6 по фиг. 2 регулируемый пре-, образователь работает следующим образом.Допустим, что в начальный момент времени ток проводят вентили 22, 34, 30, 18, 16, 28, 23, 11, те. угол регулирования дополнительных управляемых вентилей обоих шестипульсных мостовых выпрямителей 2 и 3 равен МЫ = 120 эл. град. В этом случае выпрямленное напряжение определяется только напряжениями основных секций 7 и 9 вентильных обмоток 5 и 6 и составляетЪ, = ф 5( ыу"Апд)Если уменьшать углй регулирования дополнительных управляемых вентилей 35-40 первого шестипульсного мостового выпрямителя 2, подключенных к первой вентильной обмотке 5, и дополнительных управляемых вентилей 41 - 46 второго шестипульсного мостового выпрямителя 3, подключенных к второй вентильной обмотке 6, то выпрямленное напряжение начинает возрастать и при полностью открытых дополнительных управляемых вентилях 35-40 первого шестипульсного мостового выпрямителя 2 и дополнительных управляемых вентилях 41-46 второго шестипульсного мостового выпрямителя 3 (М, =од =0 эл. град.) достигает величиные =35(е Гзе+Д А+15 П боте регулируем в чистом двенад го преобраатипульсном не регулирокоэффициент о сравнению ват При соединени бмотки 6 по фиг бразователь раб второи вентильнои3 регулируемый преает следующим ображи заданном диапазоо КПД на 0,57, а- на 3,07 вьппе ощно тройством. ом с известным Допустим, что времени ток прово 30, 18, 16, 28, 2 гулирования допол мых вентилей обо в начальныи моментдят вентили 22, 34,3, 11, т,е, угол ренительных управляех шестипульсных мосй 2 и 3 равеннд. В этом случае ЗОяжение определяется обрет о ыпрямит 120 эл. енное н товых М,выпрязц,Р сли уме лнитель 35-40 п). ьш регулировани мых вентипульсного мо одключенных гль полнительных вентиля, один из кото рых неуправляемый, а другой - управляемый, в каждом плече катодной групых управл вого шестителя 2,ьной обмо тового вып тке 5, и дополвентилей 41-46мостового выных к второй первои вентжительных у равляемы ипульсноподключ торого шес рямителя 3 нное ентильнои обмоткеапряжение начинает то вып возраста ополните 5-40 пер пр льных упвого шестеля 2 50вентиного мос 0 эл. ью открытых ых вентилях ного мостов полнос равляе типуль и допо лях 41 ыпрям яе нительных упр 46 второго ше пульс ля тового выпрями град.) достига величинь Таким образо регулирования К управляемых вен зменяя углылнительныхго шестим, плавно иЫ дилей пе Таким образом, плавно изменяя углы регулированияи с дополнительных управляемых вентилей первого шестипульсного мостового выпрямителя 2 и второго шестипульсного мостового выпрямителя 3, получаем, что выпрямленное напряжение изменяется отос 1 д 3 = цдмаксДиапазон регулирования регулируемого преобразователя определяется выражением (8), диапазон регулирования первого шестипульсного мостового выпрямителя - выражением (9), а диапазон регулирования второго шестипульсного мостового выпрямителя - выраже- нием только напряжениями основных секции 7 и 9 вентильных обмоток 5 и 6 и составпульсного мостового выпрямителя 2 и второго шестипульсного мостового выпрямителя 3, получаем, что выпрямленное напРЯжение изменЯетсЯ от Ис 11П до И= 1.1 д4 мии с 12 смокеДиапазон регулирования регулируемого преобразователя определяется выражением (8), диапазон регулирования первого шестипульсного мостового выпрямителя - выражением (9), а диапазон регулирования второго шестипульсного мостового выпрямителя - вырахе 1, Регулируемый преобразователь, содержащий трехфазный трансформатор с сетевой обмоткой, первой вентильной обмоткой, соединенной в звезду, каждая фаза первой вентильной обмотки состоит из основной, с числом вит ков, и регулировочной, с числом витков ч , секций, соединенных последовательно и согласно, первый шес типульсный мостовой выпрямитель, в каждом плече которого имеются основной неуправляемый вентиль и два до шестипульсного мостового выпрями еля дополнительные вентили соединеныежду собой катодами, общая точка катодов подключена к аноду основногонеуправляемого вентиля плеча катоднойгруппы, а катоды основных неуправляемых вентилей катодной группы соединены между собой, в каждом плече анодной группы дополнительные вентили соединены анодами, общая точка анодовподключена к катоду основного неуправляемого вентиля плеча аноднойгруппы, а аноды основных неуправляемых вентилей анодной группы соединены между собой, общая точка обмотокосновной и регулировочной секций каждой фазы подсоединена к общей точкеанода и катода дополнительных неуп1511832 12 равляемых вентилей разных плеч одноименной фазы, свободный вывод обмотки регулировочной секции каждой фазы подсоединен к общей точке анода и катода дополнительных управляемых5%вентилей разных плеч одноименной фазы, отличающийся тем, что, с цель)о повышения КПД и коэффициента мощности путем увеличения кратности частоты пульсации выпрямленного напряжения, первый шестипульсный мостовой выпрямитель включен последовательно с дополнительно введенным, идентичным ему, вторым шестипульсным мостовым выпрямителем, введена вторая дополнительная вентильная обмотка, состоящая из основной секции, соединенной в треугольник, и и частей регулировочной секции, которые соеди О иены с основной секцией и между собой по схеме, обеспечивающей угол сдвига между линейными напряжениями основной секции второй вентильной обмотки и одноименными суммарными линейными напряжениями основной и регулировочной секций этой же вептильной обмотки в пределах от О до 3,. где-ч 3 сзп -п. 1, отчто вторая иена в тре" торого состо асти регули- треугольник Преобразова и щ и йьная обмотик, каждаяосновной и ель л и ч венти уголь я тем ка соед фаза к ои чал обмото и и концов ции сл ентиль-,ем)+ А Х2 регулировочнойной обмотки опр секци витко ентил и ле то ыражени ГЗ(ч+ч)А 2 чередования фной секции вв .3 раз бол о витков основтильной обмотки а витков основ-, 5 тильной обмотаждой части регуой вентильной аз, числОДОЙ вен нейными междуй секц при этом угол сдвига напряжениями основно вентильной обмотки и суммарными линейными новной и регулировоч же вентильной обмотк второными ше чис вой ве ноиме нои секции пе ки, а число в лировочной сеобмотки в 13 регулировочно ной обмотки,ми о этой напряже ой секц итков сции втор раз мень и рав ше числа витковпервой вентильугол сдвигаениями основИой й секциипри этомп)и напря=+агсзп4ду линейнь при этом подключение общих точек об- моток основной и регулировочпой сек-, ций и свободных выводов обмоток регулировочных секций производится так же, как в первом шестипульсном мостовом 3 выпрямителе.2. Преобразователь по п, 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что регулировочная секция состоит из двух частей, основная секция соединена в треугольник в прямой последовательности чередования фаз, каждая обмотка первой части регулировочной секции соединена с обмотками второй части регулировочной секции соединена с обмотками4 второй части регулировочной секции зигзагом в прямой последовательности секции второй вентильной обмотки и одноименными суммарными линейными напряжениями основной и регулировочной секций этой же вентильной обмотки равен нулю.3. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что регулировочная секция второй вентильной обмотки состоит из одной части, число витков основной секции второй вентильной обмотки в 3 раз больше числа витков основной секции первой вентильной обмотки, а число витков регулировочной секции второй вентильной обмотки определено выражением при этом угол сдвига между линейными напряжениями основной секции второй вентильной обмотки и одноименными суммарными линейными напряжениями основной и регулировочной секций этой же вентильной обмотк ровочнои секции, причемобразован соединением нафаз регулировочной секциобмоток фаз основной сек витков основнои секции второи ной обмотки определено выраже4 ЬИ Фиг. 7 Составитель Е. Мельниковаар Техред М.Дидык Корректор СЧерни тор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 10 аказ 5910/56 Тираж 6НИИПИ Государственного коми113035, Моск Подписноеа по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Ж, Раушская наб., д, 4/5