Преобразовательный агрегат Советский патент 1984 года по МПК H02M1/14 H02M9/06 

2. Агрегат non.l, отличающий с я тем, что при вьтолнении конденсаторных секций с собственными cбopны tи шинами каждая из сборных шин включена в рассечку соответствующего петлеобразного отвода силового токопровода.

3. Агрегат по пп. 1 и 2,о т л ичающийся тем, что,в качестве выходных выводов преобразовательного агрегата использованы сборные шины последней конденсаторной секции, размещенной в непосредственной близости к выходным зажимам.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий шкаф, в котором размещены преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен вентильный блок с соответствукщим подключением к нему блока автомати-. ческого управления и блока защиты, причем к выходу вентильного блока подключен сглаживающий LC -фильтр, образованный реакторами и секциями конденсаторной батареи, и силовые токопроводы, оТличающийс я тем, что, с цепью снижения уровня пульсаций напряжений на выg ходных вьюрдах преобразовательного агрегата при разнесенных по шкафу (Л конденсаторных секциях, силовые токопроводы снабжены петлеобразными отводами, каждый из которых подключен к соответствующей секции конденсаторной батареи. со 00 4

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение при конструктивной реализации сильноточных преобразователей переменного напряжения в постоянное со сглаживающим tC-фильтром на выходе.

Известны преобразовательные агрегаты переменного напряжения в постоянное, содержащие коммутационную аппаратуру, силовой трансформатор , вентильный блок, блок автоматического управления и защиты и сглаживающий фильтр, которые отличаются конкретными схемами реализации трансформаторно-вентильного преобразователя переменного напряжения в постоянное и сглаживающего фильтра 13иС23.

Наиболее универсальным и широко применяемым является Г-образныЙ С-сглаживающий фильтр. Поскольку емкость конденсаторной батареи определяется допустимым уровнем пульсации выходного напряжения, величиной выходных токов и напряжений, диапазоном фазового регулирования вентильного блока и т.д., установленная мощность конденсаторной батареи может достигать десятков килодасоулейд

что ори конструктивной реализации конденсаторной батареи выпивается в необходимость использования в батарее нескольких тысяч электролитических конденсаторов, которые приходится соединять вначале в отдельные сек1ЩИ, размещать как менее ответственные элементы порознь в свободных местах шкафа и подключать их к сборным силовым юинопроводам агрегата с помощью дополнительных токоподводов.

При выходных токах в несколько тысяч ампер индуктивность дополнительных токоподводов начинает оказывать искажающее влияние на уровень

пульсации выходного напряжения, поскольку указанные конденсаторные секщш вместе с собственной индуктивностью токоподводов будут представлять собой параллельные LC-звенья

фильтра, настроенные на частоты,отличные от канонических гармоник выпрямяенного напряжения.

Искусственное доведение их частот до резонансных каноническим гармоникам в целом ряде случаев нецелесообразно, поскольку требует уста.новки дополнительного реакторного оборудования. Кроме того, конденсаторы имеют допустимый паспортный

(вероятностный) разброс емкости от номинала до 20% и температурный уход до 50-80% при широком диапазоне допустимой рабочей температуры окружающей среды.

Следовательно, недостатком преобразовательных агрегатов с секцио,нированной конденсаторной батареей LC-фильтра является незффективное использование оборудования и пониженный

уровень пульсации выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению является преобразовательный агрегат, содержащий шкаф, в котором размещены

преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной

обмотке которого подключен вентильный блок с соответствующим подключением к нему блока автоматического управления и блока защиты, причем к

выходу вентильного блока подключен сглаживающий LС -фильтр, образованный реакторами и секциями конденсаторной батареи, и силовые токопроВОДЫ.

В связи с наличием требований повшения плотности заполнения шкафа с целью обеспечения минимума габаритов соблюдения унифицированных (гостированных) размеров, размещения оборудования с обеспечением механической устойчивости, соблюдением температурного режима конденсаторные секции разнесены между собой и размещены отдельно от сглаживаюощх реакторов и выходных зажимов агрегата которые находятся внизу шкафа агрегата

Конденсаторные секции подключены к силовым шинопроводам агрегата с помощью токоподводяв(их проводов, рассчитанных только на ток секщ1б конденсаторов, индуктивность которых оказывает искажающее влияние на выходное напряжение агрегата и приходится дополнительно увеличивать (по сравнению с расчетной) емкость конденсаторной батареи.

Таким образом, недостатком известного агрегата является искажающее влияние собственной индуктивности токоподводящих проводов секций конденсаторной батареи, приводящей к повьшению уровня пульсации выходного напряжения и к необходимости установки дополнительной конденсаторной секции, что увеличивает габариты агрегатаi

Цель изобретения - снижение уровня пульсаций Hd выходных выводах преобразовательного агрегата при разнесенных по шкафу конденсаторных секциях.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательном агрегате, содержащем шкаф, в котором размещены преобразователь переменного

напряжения в постоянное, состоящий из коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен вентильный блок с соответствуницим подключением к нему блока автоматического управления и блока защиты, причем к выходу вентильного блока подключен сглаживающий LC -фильтр, образованны реакторами и секциями конденсато |))дй батареи, и силовые токопроводы.

последние снабжены петлеобразными отводами, каждый из которых подключен к соответствующей, секции конденсаторной батареи.

При выполнении конденсаторных секций с собственными сборными шинам каждая из сборных шин включена в рассечку соответствующего петлеобразного отвода силового токопровода

Кроме того, и качестве выходных выводов преобразовательного агрегата использованы сборные шины последней конденсаторной секции, размещенной в непосредственной близости к выходным заха1мам.

На фиг. 1 и 2 приведены блокгсхемы подюпочения основного силового оборуАстания в шкафу преобразовательно -о агрегата.

Преобразовательный агрегат содержит 1соммутирухмцее устройство 1, силовой трансформатор 2, вентильный блок 3, впох 4 автоматического управления я защиты, сглаживакмцие реакторы 5 и б, секции 7-9 конденсаторной батареи, силовые шинопроводы 10.

Силозой трансформатор 2 с вентильным блоком 3 и блоком 4 автоматического управления и защиты обра- зуют собственно преобразователь переменного напряжения в постоянное на выходе которого установлен сглаживающий LC-фильтр, образованный реакторами 5 и б и конденсаторными секциями 7-9.

С учетом конкретных требований все силовое оборудование преобразовательного агрегата размещено в его шкафу определенным образом. Входные и выходные клеммы преобразователя размещены внизу шкафа, трансформатор 2 с реакторайи 5 и б - на нижней раме каркаса шкафа, исходя из обеспечения требований устойчивости.Вен;тильный блок 3 И бпок 4 автоматического управления и защиты находятся в нижней части шкафа как наиболее критичные к перегреву блоки. Все остальное оборудование,включая .коммутирующее устройство I и конденсаторные секции 7-9 разнесены, исходя, из оставшегося свободного объема цкафа«

Силовой токопровод to в цепи постоянного тока преобразовательног агрегата снабжен петлеобразными отвдами, к которым подсоединены разнесенные конденсаторные секции 7-9 (фиг.1).

Собственная индуктивность петлеобразных отводов силового токопровода 10 представляет собой дополнительную индуктивность, включенную «е в цепь конденсаторной секции (представляющей собой часть параллельного емкостного звена LC -фильра) , а последовательно со сглаживающими реакторами 5 и 6 фильтра, увеличивая дополнительно их собственную индуктивность и способств повышению эффективности сглаживания выпрямленного тока фильтром.

Поскольку собственной индуктивностью электролитических конденсаторов можно пренебречь, конденсаторные секции 7-9 представляют собой чисто емкостные звенья, обеспечивая пропускание всего диапазона высокочастотных составляющих выходного тока преобразователя. Следовательно, они не приводят к дополнительному искажающему влиянию на уровень пульсации выходного тока и напряжения.

Каждая конденсаторная секция 7-9 представляет собой набор пап конденраллельно соединенных

саторов (десятки-сотни щтук). Их праллельное соединение между собой при И 1 всегда обеспечивается с помощью собственных сборных шин, собственная индуктивность которых оказывается много большей собственной индуктивности самих электролитических конденсаторов, тем более, что сборные шины могут иметь сложную конфигурацию. Для исключения собственной индуктивности сборных шин из цепи параллельных конденсаторных секций сборные шинопроводы включают в рассечку петлеобразных отводов силового токопровода преобразовательного агрегата. Тем самым их индуктивность оказывается последовательно включенной с индуктивностью сглаживающих реакторови оказывает снижающее, а не искажающее, влияние на уровень пульсации вьтрямленного выходного напряжения преобразователя (фиг.2).

Поскольку уровень пульсации выходного напряжения преобразователя замеряется непосредственно на его выходных зажимах, целесообразно

последнюю секцию конденсаторной батареи располагать поближе к ним и использовать в качестве токоподводящих к ним шин сборные шины конденсаторной секции батареи.

Положительный эффект изобретения определяется исключением паразитных индуктивностей из цепи параллельного емкостного звена сглаживающего . LC-фильтра агрегата, а также включением дополнительных индуктивностей в последовательную индуктивную цепь сглаживающего ЦС-фильтра.

В известных преобразовательных агрегатах конденсаторные секции сглаживающего ЬС -фильтра параллелят между собой и подсоединяют к силовым токоведущим шинам преобразователя с помощью собственных токоподводящих проводов, принимая во внимание только конструктивные факторы: значительно меньщее сечение собственных токоподводящих проводов, упрощение внутренней ошиновки преобразовательного агрегата. При этом за счет того, что собственная (паразитная) индуктивность конденсаторной батареи оказывается соизмеримой даже с индуктивностью сглаживающего реактора, уровень пульсации выходного напряжения возрастает в 1,3-1,5 раза по сравнению с расчетным и приходится закладывать заведомо большую емкость конденсаторной батареи (соответственно 5 на 30-50%), что приводит к дополнительному усложнению и увеличению массогабаритных и стоимостных показателей агрегата.