Устройство для регулирования трехфазного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/20 H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано в регулируемых источниках трехфазного напряжения с близкой к синусоидальной формой тока нагрузки.

Известно устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее междуфазный односердечниковый трансформатор с коммутируемым коэффицитентом трансформации 1.

Недостатками известного устройства являются относительно большая масса трансформатора, большое количество управляемых ключей и ограниченные функциональные возможности из необходимости иметь шесть выводов для подключения нагрузки.

Известно устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее междуфазный односердечниковый трансформатор и однонаправленные управляемые ключи, в котором магнитный поток в сердечнике междуфазного трансформатора изменяется с шестикратной частотой питания 2.

Недостатками такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как в большинстве случаев трехфазные нагрузки имеют только три вывода для их подключения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее односердечниковый междуфазный трансформатор, обмотка которого выполнена в виде трех фазных секций, крайние и промежуточные выводы каждой из которых пофазно соединены с входными выводами через соответствующие управляемые ключи, а один из промежуточных выводов ее соединен с соответствующим выходным выводом 3.

Недостатком устройства является большое количество выводов обмотки междуфазного трансформатора, что усложняет конструкцию.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования трехфазного напряжения, содержащем односердечниковый междуфазный трансформатор, обмотка которого выполнена в виде трех фазных секций, крайние и промежуточные выводы каждой из которых пофазно соединены с входными выводами через соответствующие управляемые ключи, и один из промежуточных выводов ее соединен с соответствующим выходным выводом, каждый из промежуточных выводов, соединенных с выходным выводом, подключен к соответствующему входному выводу через дополнительно введенный управляемый ключ, а в качестве управляемых ключей использованы двунаправленные управляемые ключи.

Нри этом промежуточные выводы разделяют число витков фазных секций в отно5 шении 0,268:0,732.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для регулирования трехфазного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие порядок формирования напряжения на нагрузке при заданной последовательности коммутации однонаправленных ключей.

Устройство (фиг. 1) содержит односердечниковый междуфазный трансформатор 1, обмотка которого выполнена в виде трех 5 фазных секций 2-4, коммутатор 5, входные б-8 и выходные 9-11 выводы, соответственно, нагрузку 12.

При этом каждая фазная секция обмотки трансформатора I с началом 13-15 и концом 16-18 имеет промежуточные выf воды 19-21, которые соединены пофазно с выходными выводами 9-11, а коммутатор 5 выполнен в виде двунаправленных управляемых ключей, в качестве которых использованы пары встречно-параллельно 5 соединенных тиристоров 22-39, включенных между началами 13-15, концами 16- 18, промежуточными выводами 19-21 фазных секций 2-4 обмотки трансформатора 1 и входными выводами 6-8 соответственно. Временные диаграммы (фиг. 2) состоят 0 при этом из следующих кривых:

U,-Uvi-кривые шести потенциально возможных напряжений нагрузки, соответствующие заданным комбинациям замыкания управляемых ключей;

RA - кривая напряжения нагрузки, сформированного из щести синусоид Uj - Uw при замыкании ключей 22-39 в указанной последовательности;

- кривая напряжения питающей сети. Устройство работает следующим образом.

В каждый момент времени во включенном состоянии находятся в общем случае три ключа - по одному в каждой фазе. 5 в результате этого нагрузка 12 одной фазы непосредственно, а двух других фаз последовательно с частью обмоток соответствующих секций 2-4 подключена к соответствующим входным выводам 6-8, Q на которые подано напряжение питающей сети.

При заданном соотнощении между числами витков напряжения нагрузки , Use и Uftc являются синусоидальными, но в общем случае с разными амплитудами. 5 Изменяя в течение каждого периода очередность замыкания управляемых ключей 22-39 с определенной последовательностью несколько раз (в данном конкретном случае 12 раз) можно формировать все три фазные напряжения на выходных выводах 9, 10 и 12 из отрезков нескольких синусоид с различными целесообразно выбранными амплитудами и фазами (фиг. 2) для случая формирования напряжения нагрузки из отрезков шести синусоид Ui - Ug при указанной здесь последовательности замыкания управляемых ключей 22-39.

При этом кривые напряжения нагрузки Ufn и аналогичны кривой Ug, но сдвинуты соответственно на угол - g% и Р-Т.

Регулирование величин токов и напряжений нагрузки достигается так же, как и в известных схемах фазового регулирования, путем изменения сдвига фазы включекия тиристоров относительно напряжения питающей сети.

Потенциально возможные напряжения нагрузки Uj-Uyj приведенные на фиг. 2, соответствуют оптимальному соотйошению чисел витков частей секций 2, 3 и 4 обмотки трансформатора 1, при котором промежуточные выводы 19-21 разделяют число витков соответствующих фазных секций 2, 3 и 4 в отнощении 0,268:0,732.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее односердечниковый междуфазный трансформатор, обмотка которого выполнена в виде трех фазных секций, крайние и промежуточные выводы каждой из которых пофазно соединены с входными выводами через соответствующие управляемые ключи, и один из промежуточных выводов ее соединен с соответствующим выходным выводом отличающееся тем, что, с целью его упрощения каждый из промежуточных выводов, соединенных с выходным выводом, подключен к соответствующему входному выводу через дополнительно введенный управляемый ключ, а в качестве управляемых ключей использованы двунаправленные управляемые ключи. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что промежуточные выводы разделяют число витков фазных секций в отнощении 0,268:0,732. (Л со

О ередность замь/нания к/iwi eu 21...39 Фи.г2