Несимметричный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M7/162 

7. Преобрйзойатель по п.1, о личающийся тем, что одна дополнительная втообмотка соединена в ричная звезду а другая - в -раугольник.

I. НЕСИММЕТРИЧНЫЙ КОМПЕНСИ РОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержапщй двенадцатифазную трансформаторную группу, выполненную на двух одинаковых трехстержневых магнитопроёодах, на каждом из которых улЪжено по одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к одному из основных выпрямительных мостов трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмот ка, причем расположенные на первом и втором магнитопроводах трехфазные сетевые обмотки соединены последовательно и согласно, а трехфазные компенсационные обмотки соединены последовательно и встречно и подключены к трехфазной конденсаторной батарее, отлича|ощийс я тем, что, с целью сохранения 5 высокого коэффициента мощности, при плавном регулировании выпрямленного напряжения, дополнительно введен тре тий трехстержневой магнитопровод с расположенными на нем дополнитель- , ными одной сетевой трехфазной обмоткой, соединенной с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформаторной группы, и трехфазными вторичными обмотками, каждая из которых подключена к входу одного из п дополнительно введеных управляемых выпрямительных мостов, соединенных по выходу с основными выпрямительными мостами. 2.Преобразователь по п.1, о тличающийся тем, что дополнительная сетевая обмотка, расположенная на третьем магнитопроводе, выполнена с регулируемым числом вит(Л ков. 3.Преобразователь по п.-1, о т личающийся тем, что дополнительная сетевая обмотка, расположенная на третьем магнитопроводе, соединена пофазно последовательно с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформаторной группы. 9д 4 4.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что дополэо нительная сетевая обмотка, располо-. 4iki женная на третьем магнитопроводе, СО включена параллельно с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформаторной группы. 5.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что при , дополнительная вторичная обмотка соединена в звезду. 6.Преобразователь по п.1, о тличающийся тем, что при п«, дополнительная вторичная обмот ка соединена в треугд)1ьник..

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания выпрям ленным током тяговой нагрузки, электропривода, электролизных серий и электротермических установок. Известен некомпенсированный преобразователь, содержащий двенадцатифазную- трансформаторную группу, выполненную на двух одинаковых трех- . стержневых магнитопроводах, на каждом из которых уложено по одной трех фазной сетевой и одной подключенной к входным выводам одного из двух выпрямительных мостов трехфазной вен тильной обмотке. Выпрямительные мосты по выходу соединены либо последовательно, либо параллельно. Двенаддатифазный режим обеспечивается различной схемой соединения сетевых или вентильных обмоток Ц. Этот преобразователь, как и любой некомпенсированный,, имеет низкий коэффициент мощности. При регулировании выпрямленного напряжения коэффидиент мощности дополнительно снижается. Наиболее близким к изобретению яв ляется несимметричньй компенсированный преобразователь переменного напр жения в постоянное, содержащий двенаддатифазную. трансформаторную группу, выполненную на двух одинаковых трехстержневых магнитопроводах, на каждом из которых уложено по одной трехфазной сетевой обмотке, по одной подключенной к одному из выпрямитель ных мостов трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компен сацйонной обмотке, соединенной по той же схеме, что и сетевая обмотка, причем расположенные на первом и вто ром магнитопроводах трехфазные сетевые обмотки соединены лоследовательно и согласно, а трехфазные компенсационные обмотки соединены, последовательно и встренно и подключены к ,трехфазной конденсаторной батарее. Устройство обладает высоким коэффициентом мощности благодаря тому, что коммутирующее напряжение конденсаторов обеспечивает более раннюю, по сравнению с некомпенсированным преобразователем, искусственную коммутацию вентилей 2 . Однако высокий коэффициент.мощно-. сти у прототипа сохраняется лишь в неуправляемом режиме работы. При плавном регулировании напряжения с помощью тиристоров выпрямительных мостов Коэффициент мощности резко снижается пропорционально глубине регулирования. Целью изобретения является обеспечение сохранения высокого коэффициента мощности выпрямителя при плав ном регулировании выпрямленного напря жения. Поставленная цель достигается тем, что в несимметричный -компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий двенадцатифазную.трансформаторную .группу, выполненную на двух одинаковых трехстержневых магнитопроводах, на каждом из которых УЛО-. жено по одной трехфазной сетевой обмотке, ho одной подключенной к одному из основных выпрямительных мостов трехфазной вентильной обмотке и по одной трехфазной компенсационной обмотке, соединенной по той же схеме, -что и сетевая, обмотка.причем расположенные на первом и втором магнитопроводах трехфазные сетевые обмотки соединены, последовательно и согласно, а трехфазные компенсационные обмотки соединены последовательно и встречно и подключены к трехфазной конденсаторной батарее, дополнительно введен третий трехстержневой магнитопровод с расположенными на нем дополнительными одной сетевой трехфазной обмоткой , 3 соединенной с сетевыми- обмотками дв надцатифазной трансформаторной груп пы, и трехфазными вторичными обмотками, каждая из которых подключена к в-ходу одного из п дополнительно введенных управляемых выпрямительных мостов, соединенных по выходу с основными выпрямительными мостами. Кроме того, дополнительная сетевая обмотка, расположенная на треть ем магнитопроводе, выполнена с регу лируемым числом витков и соединена пофазно последовательно или парал|лельно с сетевыми обмотками двенадцатифазной трансформаторной группы, причем при вторичная обмотка, расположенная на дополнительном маг нитопроводе, соединена либо в звезд либо в треугольник, а при одна вторичная обмотка соединена в звезд а другая - в треугольник. Число витков вторичных обмоток на дополнительном магнитопроводе выбирается исходя из необходимой гл бины регулирования выпрямленного на пряжения дополнительно введенными управляемыми выпрямительными мостам Дополнительно введенные выпрямитель ные мосты выполнены на управляемых вентилях, например тиристорах. Основные мосты выполнены либо на уп. равляемых, либо на неуправляемых ве тилях-диодах. Основные и дополнител но введенные выпрямительные мосты п выходу соединены либо последователь . но, либо последовательно-параллельн На фиг. 1 и 2 представлены принципиа ьные схемы двух из возможных вариантов предлагаемого компенсированного выпрямителя с . Преобразователь (фиг.|) содержит основные 1 и 2 и дополнительный 3 магнитопровода, на которых расположены соединенные пофазно последовательно основные трехфазные сетевые обмотки 4 и 5, дополнительная .трехфазная сетевая обнотка 6, основные 7 и 8 и дополнительные 9 и 10-вторичные обмотки, соединенные с входными соответствующих основных и дополнительных выпрямительных мостов11-14. Кроме того, на магнитопроводах I и 2 расположены трехфазные ко пенсационные обмотки 15 и 16, соединвнные последовательно и встречно И подключенные к трехфазной конденсаторной батарее 17. 3 Преобразователь на фиг.2 отличается от преобразователя на фиг.I тем, что дополнительная сетевая обмотка 3 включена параллельно с основными сетевыми обмотками 1 и2. Несимметричный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом. При подключении обмоток 4,5 и 6, расположенных на магнйтопроводах 1, 2 и 3 к питающей сети на обмотках 7, 8, 9 и 10, появляются напряжения, которые выпрямляются с помощью основных 11 и 12 и дополнительных 13 и 14 выпрямительных мостов, создавая выпрямленное напряжение на нагрузке. Токи в вентильных обмотках 7 и 8 наводят в магнйтопроводах 1 и 2 гармоники магнитного потока порядка 6Ktl (,,2,3). В согласно соединенных сетевых обмотках 4 и 5 эти гармоники магнитного потока создают четно-кратные гармоники тока 6Ktl (,4,6,...), т.е. гармоники, отвечающие двенадцатифазному режикгу преобразования. Во встречно соединенных компенсационных обмотках 15 и 16 наводятся нечетно-кратные гармоники тока 6Ktl (,3,5...). Эти гармоники перезаряжают конденсаторы батареи 17. Напряжения на конденсаторах трансформируются в контуры коммутации мостов 11 и 12 и вызывают их искусственную коммутацию. Вентили дополнительных мостов 13 и 14 работают в режиме естественной коммутации, поскольку напряжения на конденсаторах батареи 17 не попадают в их контуры коммутации. Искусственная коммутация вентилей мостов 11 и 12 повышает коэффициент мощности всего преобразователя. С целью поддержания высокого коэффициента мощности вентили мостов 11 и 12 для регулирования напряжения не используются. Поэтому мосты 11 и 12 могут быть укомплектованы и неуправляемыми рентилями. Таким образом выпрямительные мосты 11 и 12 наряду со йвоей основной технологической функцией выполняют функцию компенсации реактивной мощности, а следовательно, и повышения коэффициента мощности выпрямителя. Для повышения степени компенсации реактивной мощности, а следовательно, и еще большего увеличения коэффициента мощности путем

отстройки от режима с повторной проводимостью вентилей, характерного для преобразователей с искусственной коммутацией,выпрямительные мосты II и 12 выполняются на управляемых вентилях. Отстройку от режима с повторной проводимостью вентилей обеспечивают отсутствием управляющего импульса на вентилях во времени появления на них положительного напряжения в непроводящей части периода. Функцию плавного регулирования выпрямленного напряжения выпрямителя осуществляют только дополнительные выпрямительные мосты 13 и 14. С целью уменьшения снижения коэффициента мощности за счет регулирования работы выпрямительных мостов-13 и 14 осуществляют сначала в выпрямительном, а затем в инверторном режиме, выбирая число витков обмоток 9 и 10 так, чтобы выпрямленЛВС

ное напряжение, полностью открытых выпрямительных мостов 13 и 14 составляло примерно половину необходимого по технологии диапазона регулирования напряжения всего преобразователяр Дпя поддержания наиболее высокого коэффициента мощности преобразователя в условиях, когда необходимо изменять диапазон плавного регулирования выпрямленного напряжения, регулируют витки обмотки 6 так чтобы диапазон изменения напряжения регулированием мостов 13 и 14 был минимальным.

Предлагаемый преобразователь при обеспечении плавного регулирования напряжения управляемыми вентилями имеет существенно высокий коэффициент мощности, что обеспечивает снижение потерь электрической энергии и повьшает пропускную способность питающей сети по активной мощности.