Компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M7/08 

Од

СП Изобретение относится к области силовой преобразовательной технике и может быть использовано в любой отрасли йародного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсивное питание потребителя выпрямленным током. Известен двенадцатифазньй некомпенсированный преобразователь,со держащий преобразовательньм трансфо матор с одной первичной обмоткой, соединенной в звезду или треугольни и двумя вторичными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а другая в треугольник. К вторичным обмоткам подключены выпрямительные мосты, соединенные по выходу параллельно Cl 1 Однако как и любой некомпенсированный преобразователь имеет достаточно высокий коэффициент реактивной мощности (tg v), в результате чего потребляет из сети значительную реактивную мощность, и, кро ме того, йеравномерное деление тока между выпрямительными мостами, что обусловлено естественным различием индуктивных сопротивлений рассеяния и активных сопротивлений, соединенн по различным схемам вторичных обмоток трансформатора, а также трудностью конструктивного исполнения сильноточных вторичных обмоток с чи лами витков, отличающимис я точно в Уз раз, как того требуют схемы их соединения (звезда и треугольник). Эта неравномерность с одной стороны, вызывает зфавнительный ток и ухудшает работу вентилей, трансформатора и другого обо рудования, а с другой стороны, приводит к появлению в сетевом токе преобразователя гармоник неканонического для двенадцатифазных выпрямителей порядка, например пятой и седьмой. Известен компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий силовой трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а другая в треугольник, два выпрямительных мос та, и уравнивающий трехфазньй трансформатор с двумя трехфазными обмотками, одна из которых соединена по схеме разомкнутая звезда и включена пофазно между первой вторичной обмоткой силового траисформатора и входом первого выпрямители.ного моста, а другая соединена по схеме разомкнутый зигзаг и включена пофазно между второй вторичной обмоткой силового трансформатора и входом второго вьшрямительного моста. Наличие вспомогательного (уравнивающего) трансформатора обеспечивает вьфавнивание тока между выпрямительными мостами, благодаря чему улучшается работа вентилей и главного трансформатора и спектральный состав сетевого тока преобразователя 2. Однако коэффициент реактивной мощности не только остается высоким, но и дополнительно повьш1ается за счет реактивного сопротивления рассеяния вспомогател зного трансформатора, что приводит к дополнительным потерям активной мощности и снижению пропускной способности питающей сети и главного трансформатора преобразователя, снижению КПД устройства. Цель изобретения - уменьшение коэффициента реактивной мощности. Поставленная цель достигается тем, что в компенсированном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем силовой трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а другая - в треугольник, два выпрямительных моста и уравнивающий трехфазный трансформатор с двумя трехфазными обмотками, одна из которых соединена по схеме разомкнутая звезда и включена пофазно между первой вторичной обмоткой силового трансформатора и входом первого выпрямительного моста, а другая - соединена по схеме разомкнутьй зигзаг и включена пофазно между второй вторичной обмоткой силового трансформатора и входом второго выпрямительного моста, введены три одинаковые конденсаторные батареи, а уравнивающий трансформатор снабжен тремя дополнительными фазными.обмотками, кажая из которых расположена на одной из стержней его магнитопровода замкнута на одну из указанных онденсаторных батарей. На чертеже приведена принципиальая схема компенсированного преобразователя переменного напряжения в постоянное. Преобразователь содержит силовой трансформатор 1, первичная обмотка 2которого подключена к питающей се ти А,В,С, одна его вторичная обмотка 3 соединена в звезду и через первую обмотку 4 уравнивающего тран форматора 5 соединена с первым выпрямительным мостом 6. Другая втори ная обмотка 7 силового трансформато 1 соединена в треугольник и через вторую обмотку 8 уравнивающего, тран форматора 5 соединена с вторым выпрямительным мостом 9. Оба выпрямительных моста соединены по выходу параллельно. Первая обмотка 4 уравнивающего трансформатора соединена по схеме разомкнутая звезда, а вторая обмотка 8 уравнивающего трансформатор соединена по схеме разомкнутьй зигзаг. Кроме того, уравнивающий трансформатор снабжен тремя дополнительными фазными обмотками 10, каждая из которых расположена на од ном из стержней его магнитопровода замкнута на одну из трех введенных одинаковых конденсаторных батарей 11 . Преобразователь работает следующим образом. При работе компенсированного преобразователя линейные токи вторичных обмоток трансформатора 1 содержат первую, пятую седьмую и т.п. гармоники. Эти же гармоники то ка протекают по обмоткам 4 уравнивающего (вспомогательного) трансформатора 5. Обмотка 4, подключенная к трехфазной аторичной обмотке 3трансформатора 1, соединенной в звезду, включена встречно по сравнению с обмоткой 8, подключенной к вторичной обмотко 7 трансформатора 1, соединенной в треугольник. Ехпагодаря встречному включению указанных обмоток 4 и 8 в каждом стержне трансформатора 5 создаются магнитные потоки только пятой, седьмой :и т.п. гармоник. Магнитный поток первой гармоники отсутствует. В обмотках 10 трансформатора 5 наводятся напряжения пятой, седьмой и т.п. гармоник. Напряжения на конденсаторах трансформируясь в контуры коммутации, осуществляют искусственную коммутацию вентилей выпрямительных мостов 6 и 9. В результате искусственной коммутации ток вентилей, а следовательно, и ток, потребляемый преобразователем из сети, сдвигается в сторону опережения, что и приводит к достижению поставленной цели. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в том, что на 30-40% снижается коэффициент реактивной мощности преобразователя,благодаря чему существенно уменьшается потребляемая реактивная мощность и сокращаются потери энергии в равном трансформаторе и в питающей сети, повышается их пропускная способность. Причем это имеет место при эффективности использования конденсаторов компенсирующего устройства в десятки раз большей, чем при непосред ственном включении их в питающую сеть, так как напряжения на конденсаторах в предлагаемом преобразователе содержат пятую и седьмую гармоники. Как известно, в схемах, с искусственной коммутацией эффективность использования конденсаторов с повьшгенйем частоты напряжения на них увеличивается.

б

rW,

-t5f

-W

КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержапщй силовой трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, одна из которых соединена в звезду, а другая в треугольник,два выпрямительных моста и уравнивающий трехфазный трансформатор с двумя трехфазными обмот- , ками, одна из которых соединена по схеме разомкнутая звезда и включена пофазно между первой вторичной обмоткой силового трансформатора и входом первого выпрямительного моста, а другая соединена по схеме разомкнутый зигзаг и включена пофазно между второй вторичной обмоткой силового трансформатора и входом второго выпрямительного моста, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента реактивной мощности в него введены три одинаковые конденсаторные батареи, а уравнивающий трансформатор снабжен тремя дополнительными фазными обмотками, каждая из которых расположена на одном из стержней его магнитопровода и замкнута на одну из указанных конденсаторных батарей.