Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1984 года по МПК H02M5/257 

.1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть испол зовано, например, в качестве плавно регулируемого источника трехфазного напряжения с близкой к синусоидальной формой тока нагрузки. Известно устройство для преобразования трехфазного напряжения, содержащее: тре:: азный мелдцуфазный авт трансформатор , фазные обмотки котор го соединены в треугольник и выполнены с отводами, и две группы выводов для пофазного подключения нагрузки, первая грзтпа из которых подключена к вершинам треугольника, образованного фазными обмотками, а втораягруппа - к выводам для подключения питаницей сети, причем каж,дый вывод фазных обмоток через двунаправленный управляемый ключ соеди нен с одним из выводов первой грзтпы выводов, не связанным с данной фазной обмоткой мезкдуфазного автотрансформатора ij . Недостатками этого устройства являются относительно большая типовая мойщость междуфазного автотрансформатора и сложность сзсемы. Относительно большая типовгш мощдость автотрансформатора вы;звана тем, что автотрансформатор участвуе в работе в течение всего периода питания. Сло:жносгь схемы объясняется относительно большим требуемым количеством отводов обмотки автотрансформатора, равным количеству двунаправленных ключей (в ш-пульсной схеме требуется т/2 отводов). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трехфазный преобразователь перемен ного напряжения в переменное, содержащий трез фазный мещ уфазный автотрансформатор, фазные обмотки которого выполнены с отводами, двунаправленные управляемые ключи,подключенные между определенными выводами обмоток, и две группы выводов для пофазнопо подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа - к выводам для подключения пита1рщей сети 2 . Недостатком известного преобразо вателя является ограниченность функциональных возможнрстей, заклю51чающаяся в невозможности его использования для питания потребителей, требующих наличия нулевой точки, и в сложности согласования напряжеНИИ ключей. Целью изобретения является расширение фзгакциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном преобразователе переменного напряжения в переменное, содержащем трехфазный междуфазный автотрансформатор, обмотки которого выполнены с отводом, двунаправленные управляемые ключи, подключенные между определенными вьгоодами обмоток, и две группы выводов ; для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа - к выводам для подключения питающей сети, фазные обмотки автотрансфорт матора соединены в звезду, отводы фазных обмоток, расположенные на равном по количеству витков расстоянии от начала обмотки, через двунаправленные управляемые ключи соединены между собой и пофазно с нулевой точкой звезды. I . . , На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит трехфазный междуфазный автотрансформатор 1, выполненный на трехстержневом сердечнике, фазные обмотки 2-4 которого s sполнены с отводами, двунаправленные управляемые ключи, составленные из встречно-параллельно включениъгх тиристорных пар 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, и две группы выводов 17-19 и 20-22 для пофазного подключения нагрузки 23, причем первая группа выводов 17-19 подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора 1, а вторая группа выводов 20-22 - к выводам для подключения питающей сети. Фазные обмотки автотрансформатора 1 соединены в звезду, отводы фазных обмоток 2-4, расположенные на равном по количеству витков рйсстоянии от начал обмоток или при отсутствии отводов, начала фазных обмоток (пунктирная линия) через двунаправенные управляемые ключи 5-6, 7-8 и 9-10 соединены мевду собой и через вунаправленные управляемые ключи. 11-12, 13-14 и 15-16 пофазно соедийены с нулевой точкой 24. Управляемые электроды всех тиристоров 5-16 подключены к блоку управления. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В каждый момент времени во ключенном состоянии находится один тиристор - В результате этого при опре ,деленной последовательности включеIния тиристоров на нагрузке в каждой фазе формируется напряжение из отрезков синусоидальных фазных, и лине ных напряжений, не содержащее высши гармоник ниже 11-ой. Ра:ссмотрим интервал работы, когд включен тиристор 7. В этом случае соединены между собой отводы обмотки 3 и 4 в фазах В и С. При этом на нагрузке в фазах -В и С формируется напряжение U(gИ U, равное половине линейного напряжения . При этом, если пренебречь током намагни чивания сердечников-, суммарная нама ничивающая сила всех обмоток автотрансформатора должна равняться нулю, так что фазные токи ig -i и 1д О Сза положительное направление фазных токов принято направление от источника питания к нагруз ке), где ig,ij;, - фазные токи фаз В, С, А соответственно. Для получения 12-пульсного режима работы, обеспечивающего исключение из тока нагрузки всех высших гармоник ниже 11-ой, необходимо, чтобы напряжение на нагрузке формир валось из отрезков синусоид определенной амплитуды, сдвинуть1х между собой на 30 эл. град. Требуемые сдв нутые синусоидальные напряжения для формщзованйя 12-пульсного режима можно получить подходящим выбором включенного тиристора. Например, при включенном состоянии тиристора 14 закорачивается часть обмотки автотрансформатора в фазе В. В результате этого фазное напряжение обмотки автотрансформатора Ujj обра щается в нуль,а фазные напряжения обмоток остальных фаз противоположны и равны, что вытекает из следующ 1 го. Имея в виду, что фазные напряжения обмоток автотрансформатора связаны с магнитными потоками в сердечниках этих обмоток следующим образом. , ,Uw6 . - магнитные потоки сердечника автотрансформатора фаз А,В,С соответственно; д ,Vilg ,NNc - число витков в обмотках автотрансформатора фаз А,В,С соответственноi и из-за применения одного, трехстержневого сердечника сумма мгновенных значений магнитных потоков равна нулю (), то И сумма фазных напряжений обмоток также равна нулю (Uy,,c 0), откуда при и О вытекает, что Так как при Uvjyg О на нагрузку фазы В приложено соответствующее фазное напряжение jто Uee; U и UaJ. U -1/2 Ug, причем все напряжения отстают от соответствзтощих на- . пряжений пр-едьщущего интервала на 30 эл.град,, что и требовалось. Регулирование токов и напряжений нагрузки достигается, как ив известных схемах фазового регулирования, изменением сдвига фазы включения тиристоров относительно напряжения питания. Положительными.свойствами предлагаемого устройства являются BOS можность использования его для шятания трехфазной нагрузки, требующей наличия нулевой точки, а также удобство согласования напряжения и тока управляемых ключей. Кроме того, в том случае, когда отводы и начала фазных обмоток автотрансформатора совмещены, его можно построить на базе стандартных трехфазн1 1х трехстержневых трансформаторов, чем достигаетгся упрощение устройства.

ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий трехфазный междуфазный автотрансформатор, обмотки которого выполнены с отводом, двунаправленные управляемые ключи, подключенные между определенными выводами обмоток, и две группы вьгоодов для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к началам фазных обмоток автотрансформатора, а вторая группа - к выводам для подключения питающей сети, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, фазные обмотки автотрансформатора соединены в звезду, отводы фазных обмоток, расположенные на равном по количеству витков расстоянии от начала обмотки, через дву(Л направленные управляемые ключи соединены между собой и пофазно с нус левой точкой звезды.