12К-фазный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M9/06 

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсивное питание потребителя выпрямленным током, а также для обратного преобразования постоянного тока в переменный. Известны некомпенсированные преобразователи, которые состоят из двух трансформаторов, одан из котбрык имеет схему соединения обмоток А/Л , а другой - A/d. К каждому трансформе тору подключен реверсйвньй или нереверсивный выпрямительный мост. -По отношению к нагрузке выпрямительные мосты соединяются либо последовательно, либо параллельно С О Недостатком таких некомпенсированных преобразователей является достаточно низкий коэффициент мощности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является. 12 к фазный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий к двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из которых содержит тран сфдрматорную группу в виде двух трехстержневых магнитопроводов с уложенными на них сетевыми, вентильными и компенсационными обмотками, выпрямительные мосты и трехфазную конденсаторную батарею. В этом устройстве на первом магнитопроводе уложена трехфазная сетевая обмотка, первая трехфазная вентильная обмотка, соединенная в звезду и каждо фазной обмоткой через соответствующие фазные обмотки первой трехфазной обмотки, расположенной на втором магнитопроводе, соединенная с первым нереверсивным выпрямительным мостом, и вторая трехфазная вентильная обмот. к а, каждая фазная обмотка которой соединена последовательно с соответствую щей фазной обмрткой второй трехфазной обмотки, расположенной на втором магни-Гопроводе, причем образованные таким образом последовательные цепочки соединены в треугольник, к вер шинам которого подключен второй нереверсивный вьшрямйтельный мост. Кроме того, на втором магнитопроводе распопсякена третья трехфазная обмотка, каждая фаза, которой зашунтирована конденсаТорной батареей. Известное устройство обладает высо ким коэффифтентом мощности, так как оно работает в режиме с искусственной коммутацией вентилей. Компенсирующее устройство, включающее в себя второй магнитопровод с тремя его компенсационными трехфазными обмотками и трехфазную конденсаторную батарею, используется зффективно, так как работает в основном на частоте пятой и седьмой гармоник 1.2). Однако известное устройство требует двух различных по исполнению маг.нитопроводов в трансформаторцой группе. При этом на втором магнитопроводе трансформаторной группы требуется вьшолнение двух сильноточных обмоток, рассчитанных на такие же токи, что и вентильные обмотки, расположенные на первом магнитопроводе. Электрическое соединение вентильных обмоток и обмоток, расположенных на второй магнитопроводе, должно быть также сильноточным. Кроме того, для двухтрансформаторных преобразователей электропривода требуется дополнительньй магнитопровод. Целью изобретения является упрощение конструктивного исполнения преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в 12 к-фазном компенсированном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем к двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из которых содержит трансформаторную rpjmny в виде двух трехстержневых магнитопроводов с уложенными на них сетевыми, вентильными и компенсационньп ш обмотками, выпрямительные мосты и трехфазную конденсаторную батарею, трАнсформаторная группа каждого блока преобразователя выполнена с двумя одина- новыми трехстержневыми магнитопроводами, на каждом из которых уложено по одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к выпрямительному мосту трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмотка, причем трехфазные сетевые обмотки, расположенные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и согласно и подключены к питающей сети, а трехфазные компенсационные обмотки, расположенные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и встречно и подключены к трехфазной конденсаторной батарее. Вьшрямительные мосты могут быть реверсивными или нереверсивными, а по отношению к нагрузке мо1:ут быть соединены последовательно или параллельно. Трехфазная конденсаторная батарея может быть .соединена в звезду или в треугольник.Двенадцатифазный режим работы преобразователя обеспечивается различными схемами соединения (звезда, треугольник и др.) либо сетевых, либо вентильных . 24,36,48...-фазные варианты предлагаемого преобразователя вьшолняются с использованием двух,трех, четырех,... описанных вьше двенадцатифазных преобразователей, сдвич нутых соответственно на 15,10,7,5.. 5... . На фиг.1 представлена принципиальная схема двенадцатифазного варианта компенсированного преобразователя переменного напряжения в постоянное и обратно с . включением сетевьк обмоток в звезду и разомкнутую звезду и под ключением вентильных обмоток, соединенных в звезду и треугольник, к реверсивным вьтрямительным мостам, включенным по отношению к цепи нагру ки последовательно, на фиг.2 - схема двенадцатифазного варианта того ж преобразователя с включением сетевых обмоток в разомкнутую звезду и тре угольник одинаковыми схемами соедине ния вентильных обмоток и параллельны включением нереверсивных выпрямитель них мостов, на. фиг,3 - схема двад-гцатичетьфехфазного варианта преобразователя с одинаковыми схемами соеди нения вентильньк обмоток и последовательным соединением нереверсивных выпрямительных мостов (сетевые обмот ки соединены в звезду, треугольник, зигзаг, сдвигающий вторичные фазшле напряжения на +7,5 эл.град, и зигзаг сдвигающий вторичные фазные напряжения на -7,5 эл.грйд.). Преобразователь (фиг.З) содержит двенадцатифазные блоки 1 и 2, каждый из которых Состоит из трансформаторных групп 3 или 4 в виде первого 5 и второго 6 магнитопроводов с сетевыми 7, вентильными 8 я компенсацион ными 9 трехфазными o6MOTKaMt, трехфазной конденсаторной батареи ID и . вьтрямительных мостов-11. 1 01 4 . ., При работе вьшрямительных мостов 11 в вентильных обмотках 8 трансформаторных групп 3 и 4 возникают токи первой , пятой , седьмой , одиннадцатой , тринадцатой,и т.п.гармоник.Вентильные об-мотки В создают магнитные потоки этих же гармоник в магкитопроводах 5 и 6. Магнитные потоки указанных гармоник вызывают в сетевых обмотках 7 токи первой, пятой, седьмой, одиннадцатой, тринадцатой и т.п. гармоник. Токи сетевых обмоток 7, расположенных на маг- . нитопроводах 5 и 6 сдвинуты по фазе на 30 эл.град-. Поэтому суммарный ток потребляемый из сети блоком 1 или 2, содержит лишь первую, одиннадцатую, тринадцатую и т.п. гармойик, т.е. каждый блок работает в двенадцатифазном режиме преобразования. Сдвиг блоков 1 и 2 (фиг.З) друг относительно друга на 15 эл.град. обеспечивает работу двух блоков и в режиме двадцатичетьфехфазного преобразования. « В компенсационных обмотках 9 наводятся напряжения первой, пятой, седьмой, одиннадцатой, тринадцатой и т.п. гармоник. Так как обмотки 9, расположенные на магнитопроводах 5 и 6, включены последовательно и встречно, то напряжения на конденсаторных батареях содержат в основном лишь пятую и седьмую гармоники, т.е. конде нсаторы пер езаряжаются с частотой пятой и седьмой гармоник. Эти напряжения трансформируются в контуры коммутации вентилей, осуществляя их., искусственную коммутацию. В результате преобразователь работает с высоким коэффициентом г«)щности при высокой эффективности использования конденсаторньк батарей. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя состоит в том, что существенно упрощается- конструктивное исполнение трансформаторных групп компенсированного преобразователя т.е. каждая из групп выполняется на одинаковых магнитопр;оводах, компенса1щонные обмотки имеют значительно, меньшее сечение, чем. в известном устройстве так как обтекаются токами в основном только пятой и седьмгй гармоник. При этом электрическое соединение компенсационных обмоток значительно облегчено, так как оно выполняется на малые токи. Кроме того, в двухтрансформаторных схемах преобразователей не требуется дополнительного магнитопровода с обмотками.

«nrv

y- -rvvx

(rVYX

r.rW4J

s

4j

V

,-rvwJ

-/WX

r

00

Шж

к.

(tt

51

12 К-ФАЗНЫЙ КОМПЕНСИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий к двенадцатифазных преобразовательных блоков, каждый из которых содержит трансформаторную группу в виде двух трехстержневых магнитопроводов с уложенными на них сетевыми, вентильными и компенсационными обмотками, выпрямительные мосты и трехфазную конденсаторную батарею, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструктивного исполнения, трансформаторная группа каждого блока преобразователя вьтолнена с двумя одинаковыми трехстержневыми магнитопроводами, на каждом из которых уложено по Одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к выпрямительному, мосту трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмотка, причем трехфазные сетевые обмотки, расположенные на первом и втором магнитопроводах, включены последовательно и согласно и подключены к питающей сети, а.трехфазные. компенсационные обмотки, распйложенные на первом и втором магнитопроводах, включена последовательно и встречно и подключены к трехфазной конденсаторной батарее.

.

,... Lmru

t III « oo

Hl4h

н

ММм

-т;

:.j

i3J

-rwx.

.-jwx3

-jrwxj

I

0

/wvJ

ywx

.

s

t«.

i-S)i

.

o

ЯЖ

«SI

u

4Э+

r/VW

.

Lrvvx.

00

ЯЛЛ