Устройство для регулирования мощности трехфазной нагрузки Советский патент 1990 года по МПК H02M5/257 

Фиг.1

Изобретение относится к устройствам для регулирования трехфазной мощности, например электропечей и различных промышленных электронагревателей с двухсекционными нагревательными эле- ментами в каждой фазе.

Цель изобретения - расширение регулировочных возможностей и улучшение энергетических показателей за счет увеличения числа ступеней регулирования без увеличения числа секций нагрузки.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - таблица состояний ключей переменного тока и соответствующей им мощности; на фиг. 3 - схемы соединений секций нагрузок, соответствующие различным вариантам состояний ключей переменного тока.

Устройство (фиг,1) содержит секции 1-6 двухсекционных фазных нагрузок, ключи 7

27переменного тока и тиристоры 28 33. Последовательно включенные пары секций 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 фаз нагрузки соединены между собой в треугольник через ключи 13- 21, формирующие три трехключеные груп- пы, также соединенные между собой в треугольники. Начала и концы фазных нагрузок из секций подключены черпз пары ключей 7и10, 8и11.12и19и встре-лно-па- раллельно соединенные пары тирисхоров

28и 29. 32 и 33. 30 и 31 к выводам для подключения питающей сети А, С, В и соединены между собой через пары ключей 24 и 25, 26 и 27, а точки соединения секций нагрузок подключены к свободным верши- нам смежных по фазе ключевых треугольников, образованных парами ключей 17 и 20,

18 и 21, 16 и 19, которые соединены между собой через другую пару ключей 22 и 23.

Устройство работает следующим обра- зом.

Переключение ключей 7-27 обеспечивает изменение структуры схемы со ступенчатым изменением нагрузок и подаваемых на них напряжений, а фазовое управление встречно-параллельными парами тиристоров 28 и 29, 32 и 33, 30 и 31 обеспечивает плавное регулирование напряжения и выделяемой в нагрузке мощности в пределах каждой ступени регулирования.

Ступенчатое регулирование осуществляют в соответствии с приведенной на фиг.2 таблицей состояний ключей 7-27 для каждой из 12 возможных ступеней регулирования, каждой из которых соответствует одна из схем 34-45 (фиг.З) подключения нагрузок. Полный диапазон регулирования определяется максимальной и минимальной мощностями, выделяющимися в нагрузке. Максимальная мощность, выделяющаяся в нагрузке, соответствует случаю параллельного подключения софазных секций нагрузок 1 и 2, 3 и 4. 5 и 6 под полное линейное напряжение (состояние ключей 1 -ФИГ.2, схема 34). Ступень минимальной мощности соответствует подключению последовательно соединенных софазных секций нагрузки под фазное напряжение.

Величина ступеней регулирования и их равномерность определяются выбором конкретных сопротивлений софазных секций нагрузки. При соотношении мощностей секций Pi/P2 1,5 соотношение относительных мощностей в порядке их уменьшения 5:3.734:3:2.078:2; 1.867:1,67:1. 38:1.2:1:0.67:0,4.

Большое количество ступеней регулирования позволяет более плавно регулировать мощность в трехфазной нагрузке с повышением коэффициента мощности во всем диапазоне, поскольку фазовое регулирование будет обеспечиваться с небол ьшими углами регулирования встречно-параллельных пар тиристоров в пределах каждой ступени, а в целом ряде случаев можно обойтись без фазового регулирования.

Возможны различные варианты предлагаемого устройства. Например, при достаточности CTynefi4aToro регулирования встречно-параллельные пары тиристоров 28 33 могут отсутствовать, могут быть выполнены фазоуправляемым; ., на основе тех же встречно-параллельных пар тиристоров, ключи . Сами ключи могут быть выполнены в виде отдельных коммутирующих элементов, либо групповы: двух- и трех- полюсных простых и переключающих двухпозиционных коммутаторов (реле, контакторов и т.д).

Формула изобретения Устройство для регулирования мощности трехфазной нагрузки, каждая фаза которой выполнена в виде двух последовательно соединенных секций, содержащее три ключа пере.менного тока и три пары тиристоров, в каждой из которых анод одного тиристора соединен с катодом другого, а точка их соединения соединена с соответст ющим выводом для подключения питающей сети, о т- л и чающееся тем, что, с цепью расширения регулировочных возможностей и улучшения энергетических показателей за счет увеличения числа ступеней регулирования без увеличения числа секций нагрузки, введено восемнадцать ключей переменного тока, свободные силовые выводы каждой пары тиристоров объединены и через первый, второй и третий ключи переменного тока соединены с выводом для подключения начала нагрузки соответствующей фазы, через четвертый, пятый и шестой ключи переменного тока соединены с выводом для подключения конца нагрузки соответствующей фазы, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый,двенадцатый,тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый ключи переменного тока образуют три тройки ключей, соединенных в треугольник, две из вершин которого подключены к выводу для подключения конца нагрузки соответствующей фазы и к выводу для подключения начала нагрузки соседней фазы, а третья вершина треугольника соединена с точкой соединения секций нагрузки свободной фазы, кроме того, вывод для подключения начала нагрузки первой фазы соединен через шестнадцатый ключ переменного тока с выво

дом для подключения начала нагрузки втг; рой фазы, который через семнадцатый ключ переменного тока соединен с выводом для подключения начала нагрузки третьей фа зы. вывод для подключения конца коюрой через восемнадцатый ключ переменного тока соединен с выводом для подключения конца нагрузки первой фазы, который через девятнадцатый ключ переменного тока соединен с выводом для подключения конца нагрузки второй фазы, при этом вывод для подключения общей точки секций нагрузки третьей фазы соединен с выводами для подключения общих точек секций нагрузки второй и третьей фаз через двадцатый и двадцать первый ключи переменного тока соответственно.

Изобретение относится к устройствам для регулирования трехфазной мощности, например, электропечей и различных электронагревателей с двухсекционным нагревательным элементом в каждой фазе. Цель изобретения - расширение регулировочных возможностей и улучшение энергетических показателей за счет увеличения числа ступеней регулирования без увеличения числа секций нагрузки. Устройство содержит три тиристорных ключа переменного тока на тиристорах 28 - 33 и ключи 7 - 27. С помощью ключей трехфазная нагрузка, каждая фаза которой содержит две секции, подключается по одной из двенадцати симметричных схем, каждой из которых соответствует мощность, потребляемая из сети. Между соседними фиксированными ступенями потребления мощности осуществляется его плавное регулирование путем фазового регулирования напряжения. За счет увеличения числа ступеней мощности при плавном регулировании ее потребления обеспечивается достижение поставленной цели. 3 ил.

Фиг.З