Преобразователь переменного напряжения в постоянное с компенсацией высших гармоник тока,потребляемого от сети Советский патент 1988 года по МПК H02M1/12 

со входом суммирующего блока 9. Фа- зочувствительный блок 8 через блоки фильтров 6, 7 соединен с выходами датчиков тока 4, 5 соответственно. Выход блока 8 соединен с одним входом суммирующего блока 10, другой вход которого соединен с выходом суммирующего блока 9 и входом системы управления первого тиристорного моста 14. Система управления 17 ти- ристорным мостом 15 входом соединена с выходом суммирующего блока 10. Введение блоков фильтров 6, 7, фазо74364

чувствительного блока 8 и суммирующего блока. 10 позволяет непосредственно выделить из токов питающей сети токи пятой и седьмой гарманик и сформировать сигнал на их устранение путем изменения угла отпирания тиристоров одного моста относительно другого и смещения кривой вторичного тока одного из мостов на величину рассогласо;...зчия между кривыми токов тиристорных мостов. Одновременно с этим происходит контроль за напряжением на нагрузке. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульс- ных преобразователях с симметричным управлением и гашением высших гармоник тока. Цель изобретения - повышение качества напряжения пиtaющeй сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой ;гармоник тока..Преобразователь содержит двухмостовой тиристор- ный преобразователь 1, вход которого через трансформатор 2, в цепь первичной и одной вторичной обмоток которого включены датчики тока 4,5, соединен с питающей сетью. К выходу преобразователя подключен делитель тока 1I, выход которого через фильтр 12 и датчик напряжения 13 соединен СР/тге/ о (6 W со со Gfi i (fw ipuf.i

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в двухмостовых двенадцатипульсных пре образователях с симметричным управле- нием и гащением высших гармоник тока.

Цель изобретения - повышение качества напряжения питающей сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой гармоник тока.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя переменного напряжения в постоянное с компенсацией высших . гармоник тока, потребляемого от сети на фиг. 2 кривые первичного i и

токов трансформато Itit /1 . 2 S I,

вторичного i,j , pa с амплитудами 1 KT

л I-1J- i

- П+ q),

к.

к.

2lot . ЗКг, где Hi, - угол сдвига,

К - коэффициент трансформации.

Устройство (фиг. l) содержит двух мостовой тиристорный преобразователь 1 .с последовательным соединением мостов, трехфазный трехобмоточный трансформатор 2, нагрузку 3, первый 4 и второй 5 датчики тока, первый 6 и второй 7 блоки фильтров пятой гармоники, блок фазочувствительного устройства 8, первьй 9 и второй мирующие блоки, делитель I1 выпрямленного напряжения, сглаживающий . фильтр 12, датчик 13 напряжения, первый 14 и второй 15 вьшрямительные мосты по схеме Ларионова - системы

с

ю

15

20

25

30

35

импульсно-фазового управления тиристорных мостов 16 и 17.

Тиристорные мосты 14 и 15 по выходу постоянного тока соединены последовательно.Вход тиристорного моста 14 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, соединенной в треугольник. Вход тиристорного моста 15 через датчик тока 4 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, соединенной в звезду. Первичная обмотка трансформатора 2 через датчик тока 3 подключена к питающей сети. Управляющие входы тиристорных мостов 14 и 15 соединены с выходами систем 16 и 17 управления соответственно. Параллельно нагрузке 3 включен делитель 11 напряжения, выход которого через последовательно соединенные сглаживающий фильтр 12 и датчик 13 напряжения соединен с вторым входом суммирующего блока 9, выход которого соединен с входом системы 16 управления и первым входом суммирующего блока ,10. Второй вход суммирующего блока IО соединен с выходом фазочувствительного блока 8. Выход суммирующего блока 10 соединен с входом системы 15 управления. Первый вход фазочувствительного блока 8 через блок фильтра 6 соединен с выходом датчика 4 тока. Второй вход фазочувствительного блока через блок 7 фильтра соединен с выходом датчика 5 тока.

Преобразователь работает следующим образом.

При работе тиристорного преобразователя 1 при идеальном сглаживании выпрямленного тока ток в первичной обмотке трансформатора 2 представляет собой сумму вторичных фазных токов с учетом коэффициента трансформации К каждой обмотки, а форма его принимает вид кривой 18 (фиг. 2в). Составляющая тока.от вторичной обмотки, соединенной в треугольник, имеет вид кривой, показанной на фиг. 2а, а составляющая тока от вторичной обмотки, соединенной в звезду, - на фиг. 26.

Кривые токов 1 и i, имеют одинаковый гармонический состав и содержат кроме основной, т.е. первой гармоники, так же пятую, седьмую, одиннадцатую, тринадцатую, семнадцатую, девятнадцатую и т.д. высшие гармоники. С увеличением номера гармоник и уменьшением тока нагрузки их амплитуда уменьшается. В кривой первичного тока 1, трансформатора при условии симметрии питающих по аьллитуде напряжений, фазе и частоте, а так же симметрии работы системы импульс- но-фазового управления, содержатся кроме первой гармоники высшие гармоники (одиннадцатая, тринадцатая, двадцать третья и т.д.).

Таким образом, в первичном токе трансформатора отсутствуют пятая, седьмая, семнадцатая, девятнадцатая и т.д. гармоники.

В случае появления рассогласования в работе систем 16 и 17 импульс- но-фазового управления, что неизбежно, их углы не одинаковые, что приводит к сдвигу на угол А ci одной из кривых первичных токов по отношению к другой в сторону отставания, например происходит сдвиг кривой 18 в положение кривой 19 (фиг. 2б). .

В результате этого форма кривой первичного тока i изменяется и в токе появляются пятая и седьмая гармоники. Аналогичный результат по- ггучается при сдвиге одной из кривых

токов 1, или ij в сторону опережения по отношению друг к другу. Причем во всех случаях фазы пятой и седьмой гармоник в токах i, и i отличаются по фазе. Чем больше рассогласование в работе блоков 16 и 17, тем больше сдвиг по фазе между пятыми (а так же и седьмыми) гармониками в токах i и i .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Преобразователь в данном случае работает следующим образом.

При отсутствии асиметрии в работе блоков 16 и 17 на выходе блока 6 присутствует синусоидальное напряжение, соответствующее пятой гармоники тока i , а на выходе блока 7 напряжение равно нулю, так как в токе i, пятой гармоники нет.

Следовательно, при симметричном управлении сигнал на выходе блока 8 равно нулю.

При появлении рассогласования в управляющих импульсах первой и второй систем управления появляется пятая (а следовательно, и седьмая) гармоники тока в первичной обмотке трансформатора 2.

Следовательно, синусоида с частотой пятой гармоники поступает с блока фильтра 7 на один из входов фазо- чувствительного устройства 8.

Так как на выходе блока фильтра 6 сигнал пятой гармоники присутствует постоянно, то на выходе блока 8 появляется сигнал, пропорциональный величине амплитуды пятой гармоники на первичной стороне.

Знак сигнала соответствует направлению смещения кривой вторично.го тог ка i относительно кривой i. Этот управляющий сигнал с выхода блока 8 подается на вход блока 10 сумматора. На втором входе блока 10 присутствует сигнал управления с блока 9.

Оба эти сигнала суммируются в блоке 10 и результирующий сигнал подается на блок 17 системы управления. Это приводит к изменению угла отпирания тиристоров второго вьшрямительно- го моста. При изменении угла управления происходит смещение кривой вторичного тока ij на величину рассогласования между кривыми i и i.

В результате пятая и седьмая гарм МОНИКИ в первичной кривой тока уничтожаются. При появлении рассогласования в противоположную сторону устройство работает аналогичным способом.

Одновременно с этим происходит контроль за напряжением на нагруз- ке 3. С делителя напряжения I1 сигнал обратной через сглаживающий фильтр 12 поступает на датчик 13 напряжения, на выходе блока 13 появляется сигнал, пропорциональный за- даиЯому напряжению на нагрузке 3. Этот сигнал подается на второй вход

10

15

блока 9. На выходе блока 9 появляется результирующий сигнал управления, поступающий на блоки 6 и 10. Цепь: нагрузка 3 - делитель 11 напряжения - с сглаживающий фильтр 12 - датчик 13 напряжения - блок 9, необходима для обеспечения стабильной работы преобразователя и получения требуемого коэффициента передачи. , Предлагаемое устройство обеспечивает практически полное гашение пятой и седьмой гармоник не только при рассинхронизации в работе блоков 16 и 17, но и при других видах асимметрии, питающих напряжения трансформатора, асимметрии блоков 16 и 17 по отдельньм каналам и т.д., так как выделяет из токов с помощью фильтров 6 и 7 непосредственно пятую гармонику и затем формирует сигнал на ее устранение. Седьмая гармоника является сопутствующей пятой и поэтому организовать ее гащение в устройстве аналогично пятой не требуется, она гасится одновременно с пятой гармоникой.

Практически полное гашение пятой и седьмой гармоник в первичном токе преобразователя позволяет избежать необходимости установки дорогостоящих силовых фильтров на эти гармоники.

13743646

одна вторичная обмотка которого соединена в треугольник и подключена к входу первого тиристорного моста, вторая вторичная обмотка соединена в звезду и через первый датчик тока подключена к входу второго тиристорного моста, а первичная обмотка тран- форматора через второй датчик тока подключена к питающей сети, причем между выходными выводами для подключения нагрузки включен делитель выпрямленного напряжения, выход которого через последовательно соединенные сглаживающий фильтр и датчик напряжения соединен с вторым входом первого суь1мирующего блока, первый вход которого соединен с входом первой системы управления, выход которой подключен к входу управления первого тиристорного моста, а вход управления второго тиристорного моста соединен с выходом второй системы уп20

30

равления, отличающийся 25 тем, что,с целью повышения качества напряжения питающей сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой гармоник тока, дополнительно введены два блока фильтров пятой гармоники тока, фазочувствительный блок и второй суммирующий блок, причем первый вход фазочувствительного блока через первый блок фильтров подключен к выходу первого датчика тока, его второй вход через второй блок фильтров подключен к выходу второго датчика тока, а выход соединен с вторым входом второго суммирующего блока, первый вход которого подключен к вьгходу первого суммирующего блока, а его выход соединен с входом второй системы управления.

Формула изобрёт-ения

Преобразователь переменного напряжения в -постоянное с компенсацией высших гармоник тока, потребляемого от сети, содержащий соединенные по- дО следовательно по выходу два тиристор- ных моста и трехфазный трансформатор.

25

равления, отличающийся тем, что,с целью повышения качества напряжения питающей сети путем более полного гашения в первичном токе преобразователя пятой и седьмой гармоник тока, дополнительно введены два блока фильтров пятой гармоники тока, фазочувствительный блок и второй суммирующий блок, причем первый вход фазочувствительного блока через первый блок фильтров подключен к выходу первого датчика тока, его второй вход через второй блок фильтров подключен к выходу второго датчика тока, а выход соединен с вторым входом второго суммирующего блока, первый вход которого подключен к вьгходу первого суммирующего блока, а его выход соединен с входом второй системы управления.

if

fx)

Гд Г9

т

фие.г