12 @ -Фазный компенсированный преобразовательный агрегат Советский патент 1984 года по МПК H02M7/06 

2.Преобразовательный агрегат по П.1, отличающийся тем, что все преобразователи блоков вьтолиены 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 компенсирунщего устройства к второму выводу для подключения нагрузки.

3.Преобразовательный агрегат по tt. 1, о т л и ч аю щи и с я тем, что все преобразователи блоков выполнены

по мостовой схеме, причем в каждом блоке с одной стороны выпрямительных мостов первого и второго преобразователей 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 выпрямитепънык мостов, анодной и катодной, включены компенсирующие устройства, выводы от средних точек реакторов которых подключены к первому и второму соответствующим выводам для подключения нагрузки.

1. 12К-ФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий К двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из которых состоит из преобразовательных трансформаторов и подключенных к их вторичным обмоткам вентильных групп, а также компенсирующие устройства в виде зашунтированных конденсаторами реакторов, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы токов и повышения эффективности использования основного оборудования, 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 ., причем между первичными обмотками преобразовательных трансформаторов блока включен трехфазный уравнительный реактор, i выводы от средних точек фазных обмоток которого соединены с выводами (Л С .для подключения питающей сети, а компенсирующие устройства, выполненные на однофазных реакторах, включены между вентильными группами первого и второго преобразователей блока. со OG vj

I

Изобретение относится к.силовой преобразовательной технике и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсивное питание потребителя выпрямленным током для обратного преобразования постоянного.тока в переменный.

Известен 12К-фазный преобразовательный агрегат, содержащий три блока (), каждый из которых представляет собой двенадцатифазньй преобразователь, выполненный на одном регулировочном и двух преобразовательных трансформаторах, с вторичными обмотками, соединенными в треугольник. Схемы соединения первичных обмоток преобразовательных трансформаторов обеспечивают сдвиг вторичных фазных напряжений на угол 30°. В одном из блоков это достигается путем соединения первичной обмотки одного преобразовательного трансформатора в звезду, а другого - в треугольник . В других блоках сдвиг вторичных фазных напряжений на угол 30 обеспечивается путем соединения первичных обмоток преобразовательных трансформаторов по схемам соединения

треугольник с продолженными сторонами 1.

Известный преобразовательный агрегат имеет низкий уровень высших гармоник в сетовом токе и в выпрямительном напряжении. Однако он работает в режиме естественной коммутации , а следовательно, .потребляет из сети значительную реактинную мощность, что существенно снчжает его коэффициент мощности.

Наиболее близким к предлагаемому является компенсированный двадцатичетырехфазный преобразовательный

агрегат, содержащий два двенадцатифазньгк преобразовательных блока, каждьй КЗ которых состоит из одного преобразовательного трансформатора с одной первичной обмоткойj соединенной по схеме треугольник с

продолженными сторонами, и по крайней мере двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду и треугольник j и вьтрямительных мостов, подключенных

к каждой вторичной обмотке. Между вторичной обмоткой питающего трансформатора и первичными обмотками трансформаторов первого и второго преобразовательных блоков включено трехфазное компенсирующее устройств в виде трехфазного реактора, зашунтированного пофазно конденсатораьш батареями. Этот агрегат обладает высоким козффигщентом мощности как благодаря хорошему спектральному составу сетевого тока, так и благодаря малому потреблению, из сети реактивной мощности 21 . Однако необходимо дальнейшее повышение эффективности использования основного оборудования преобразовательного агрегата. Цель изобретения - улучшение формы токов в ветвях 12К-фазного компенсированного преобразовательного агрегата и повышение эффективности использования основного оборудования: вентилей, преобразовател ных трансформаторов и конденсаторов Поставленная цель достигается тем, что в 12К-фазном компенсированном преобразовательном агрегате, содержащем К двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из 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 вьшолнен в виде двух преобразователей,преобразовательные трансформаторы которых выполнены со схемами соединения обмоток, обеспечивающими сдвиг вторич ных фазных напряжений первого преоб зователя по отношению к второму на 30 эл.град., причем между первичными обмотками преобразовательных тра форматоров блока включен трехфазньй уравнительный реактор, вьгеоды от средних точек фазных обмоток которо го соединены с выводами дпя подключения питающей сети, а компенсирующ устройства, выполненные на однофазных реакторах, включены между вен. ильными группами первого и второго преобразователей блока. При этом преобразователи блоков -могут иметь различные исполнения. Bte преобразователи блоков могут быть выполнены по нулевой схеме с преобразовательными трансформаторам имеющими две вторичные-обмотки, сое диненные по схемам звезда прямая и звезда обратная, к нулевым точк которых подключен однофазный уравни тельный реактор, причем выводы от средних точек утравнительньк .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. Все преобразователи блоков могут быть выполнены по мостовой схеме, причем в каждом блоке с одной стороны выпрямительных мостов первого и второго преобразователей включено компенсирующее устройство, вентильные группы с другой стороны мостов объединены и подключены к первому выводу для подключения нагрузки, а вьшод от средней точки реактора компенсирующего устройства подключен к второму выводу для подключения нагрузки. Все преобразователи блоков могут быть выполнены по мостовой сх.еме, причем в каждом блоке с обеих сторон выпрямительных мостов,, анодной и катодной, включены компенсирующие устройства, ВЫВОДЫ от средних точек реакторов которых подключены к соответствующим первому и второму выводам для подключения нагрузки. На фиг.1 представлена принципиальная схема 12К-фазного компенсированного преобразовательного агрегата () при выполнении каждого преобразователя блоков по нулевой схеме на фиг.2 и 3 - принципиальные схемы агрегата () при выполнении каждого из преобразователей блоков по мостовой схеме с включением компенсирующего устройства с одной стороны выпрямительных мостов и с включением компенсирующих устройств с обеих сторон мостов, на фиг,4 а,б - осциллограммы вентильных токов для преобразователей соответственно схемам на фиг.2 и 3 . 12К-фазный компенсированный преобразовательный агрегат (фиг.1,2 и 3), при содержит два преобразовательных блока 1 и 2, каждый из которых состоит из двух преобразователей 3 и 4, трехфазного уравнительного реактора 5, компенсирующих устройств 6. При работе 12К-фазного компенсированного преобразовательного агрегата выпрямленное напряжение каждого из двух преобразователей в каждом блоке содержит постоянную составляющую и высшие, в основном, шестую и двена цатую гармоники. Так как преобразователи в блоке включены параллельно а их вторичные фазные напряжения сдвинуты по фазе на 30 эл.град., то мгновенные значения напряжения на компенсирующих устройствах и однофазном уравнительном реакторе в каждом блоке, определяемые разностью выпрямленных напряжений первого и вт роге преобразователей блока, состоят практически из шестых гармоник указанных напряжений. Напряжения на кон денсаторах , изменяющиеся практически по благоприятному синусоидальному закону, перезаряжаются с частотой шестой гармоники и обеспечивают искусственную коммутацию вентилей преобразователей, благодаря чему повьш1ается коэффициент мощности агрегата. Наличие трехфазного уравни тельного реактора за счет выравнивания мгновенных значений напряжения, проводящих ток фаз первого и второго преобразователей блока,обеспечивает большую, чем при раздельной работе преобразователей, длительность вентильных токов (без учета углов коммутации она составляет 150 эл.град, коммутационные процессы дополнительно увеличивают длительность тока вен тиля, что иллюстрируется осцих огра мами на фиг.4).При этом кривая вентильного тока становится ступенчатой, приближаясь к полусинусоиде. Некоторые различия в формах вентильных токов в различных вариантах выполнения агрегата обусловлены лишь влиянием компенсирующих устройств и однофазного реактора на величину шестой гармоники уравнительного тока, протекающего между первым и вторым преобразователями блока. Приближение вентильных токов к полусинусоиде ведет к тому, что токи в обмотках преобразовательных трансформаторах приближаются к наиболее благоприятной синусоидальной форме. Кроме того, благодаря увеличению длительности вентильных токов и соответственно токов через обмотки преобразовательных трансформаторов, уменьшается отношение их действующего значения к определенному за полупериод напряжения сети среднему значению при той же величине выпрямленного тдка. Каж,цый из блоков агрегата работает в условном двенадцатифазном компенсированном режиме. При наличии двух таких сдвинутых по фазе на 15 эл-.град. блоков агрегат работает в двадцатичетырехфазном компенсированном режиме. При наличии трех сдвинутых по фазе на 10 эл.град. блоков агрегат работает в тридцати шестифазном компенсированном режиме и т.д. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого 12К-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 повьш1ена 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 компенсирующих устройств за счет приближения формы напряжения на них к синусоидальной. Фиг 2 --r- 4- .- 1,iD- f/otpif3/fa f(

/Л

/Л

ФигЛ