Преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1992 года по МПК H02M5/12 

Ч

сл

sj

о сл

Изобретение относится к электротехнике, а частности к области преобразовательной техники, и может быть использовано для регулирования или стабилизации напряжения в электроэнергетических системах.

Известен ряд преобразователей переменного напряжения в переменное. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий трансформатор с первичной и вторичной обмотками. Вторичные обмотки трансформатора содержат основную секцию и п регулировочных секций, соединенные иежду собой и с нагрузкой последовательно 2(гИ 1) тиристоров, соединенных с регулировочными обмотками и образующих анодную и катодную группы, между общими точками данных групп включен токоограничивающий узел, выполненный в виде дросселя с четырьмя обмотками, расположенными на одном магнитном сердечнике. Последовательно с каждой обмоткой дросселя включен дополнительный тиристор. В нормальном режиме работы преобразователя обмотки дросселя закорачиваются с помощью двух тиристоров. При переключении отпаек трансформатора закорачивающие тиристоры запираются и обмотки дросселя вводятся в цепи регулировочных обмоток и ограничивают броски токов к.з. После завершения процесса переключения схема возвращается в исходное состояние.

К недостаткам известного устройства относятся большое количество обмоток дросселя и дополнительных тиристоров, а также сложность алгоритма управления дополнительными тиристорами.

Целью изобретения является упрощение схемы токоограничивающего узла преобразователя,

Токоогрзничивающий узел выполнен в виде двух воздушных дросселей с одной обмоткой, а последовательно с каждой обмоткой включен диод, причем параллельно каждой последовательной цепи, состоящей из одной обмотки дросселя и диода, включен закорачивающий тиристор.

Вместо дросселя с магнитным сердечником используются воздушные дроссели, а вместо тиристоров - диоды.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя переменного напряжения в переменное.

На схеме показаны трансформатор 1, входные зажимы 2 и 3, первичная обмотка 4, вторичная основная обмотка 5, тиристоры 6, 7, 9, 10, 12 и 13 в отпайках, диоды 14 и 17, воздушные дроссели 15 и 16, закорачивающие тиристоры 18 и 19. выходные зажимы 20 и 21, нагрузка 22.

Преобразователь содержит трансформатор 1, первичная обмотка 4 которого подключена к входным зажимам 2 и 3, основную вторичную обмотку 5, соединенную последовательно с регулирововчными обмотками 8 и 11, причем свободный конец основной обмотки 5 соединен с выходным зажимом

0 21, катоды и аноды каждой пары тиристоров 6 и 7, 9 и 10, 12 и 13 соединены между собой и с соответствующей отпайкой трансформатора, аноды тиристоров 6, 9 и 12 и катоды диода 14 и закорачивающего тиристора 18

5 соединены в первую общую точку, катоды тиристоров 7, 10 и 13, аноды диода 17 и закорачивающего тиристора 19 соединены во вторую общую точку, начало обмотки дросселя 16, конец обмотки дросселя 15 со0 единены соответственно с катодом диода 17 и с анодом диода 14, конец обмотки дросселя 16, обмотки дросселя 15, анод закорачивающего тиристора 18, катод закорачивающего тиристора 19 и выходной за5 жим 20 соединены между собой, а нагрузка 20 подключена к выходным зажимам преобразователя 20 и 21.

Преобразователь работает следующим образом.

0В исходном состоянии постоянно включена одна из отпаек трансформатора с помощью соответствующей пэры тиристоров, при этом обмотки дросселей 15 и 16 закорачиваются тиристорами 18 и 19. Тиристоры

5 могут управляться сигналами, синхронизированными с питающим напряжением, с током нагрузки, постоянным током и др. Диоды 14 и 17 предназначены для исключения протекания токов через закорачиваю0 щие тиристоры 18 и 19, вызываемых индуктивностью дросселей, с целью их защиты от бросков тока.

Предположим, что подключены основная обмотка 5, регулировочная обмотка 8.

5 на тиристорах 9, 10 и 18, 19 присутствуют сигналы управления. В положительный полупериод питающего напряжения ток нагрузки протекает по цепям: обмотки 5 и 8, тиристоры 10, 19, диод 17, дроссель 16 и

0 нагрузка. В отрицательный полупериод - по цепям: обмотки 5 и 8, тиристоры 12 и 18, диод 14, дроссель 15 и нагрузка. Ток нагрузки в основном протекает через тиристоры 18 и 19, а по обмоткам дросселя текут незна5 чительные токи.

Рассмотрим работу преобразователя в режиме переключения отпаек трансформатора. Допустим, что к обмоткам 5 и 8 подключается обмотка 11. В начале отключаются сигналы управления тиристорами 18 и 19, затем с задержкой, равной или более времени обтекания током тиристоров 18 и 19, после отключения сигналов управления подаются управляющие сигналы на тиристоры 12 и 13.

В зависимости от полярности питающего напряжения ток к.з.. возникающий в обмотке 11 при подключении ее к обмоткам 5 и 8, ограничивается с помощью обмоток дросселей 15 или 16. Энергия накопленная на индуктивностях дросселей, рассеивается через диоды 14 и 17, обмотку 11 и в зависимости от полярности напряжения на обмотках дросселей 15. 16 через тиристоры 9 и 13 или 10 и 12.

После завершения процесса переключения отпаек трансформатора включаются тиристоры 18 и 19, которые закорачивают обмотки дросселей 15 и 16. Индуктивности обмоток дросселей выбираются таким обра- зом, чтобы импульсы токов к.з. в регулировочных обмотках, возникающие при переключении отпаек трансформатора, с учетом тока нагрузки не превышали догту- стимые значения токов тиристоров.

В режиме переключения отпаек дроссели оказывают влияние также на ток нагрузки, поэтому сопротивления обмоток дросселей должны быть минимальными и достаточными для ограничения бросков то- ков к.з. и защиты тиристоров. Выключение регулировочных обмоток, что соответствует снижению напряжения нагрузки, аналогично указанному.

Преобразователь может быть использо- ван также при переключении отпаек на первичной стороне трансформатора или отпаек

реактора В этом случае напряжение подается на зажимы 20 и 21, которые ужр будут входными, э зажимы 2 и 3 - выходными Формула изо б р е т е н и я Преобразователь переменного напряжения е переменное, содержащий входные и выходные выводы, токоограничивэющий узел, трансформатор с последовательно соединенными основной и п регулировочными обмотками и первичной обмоткой, подключенной к входным выводам, 2{п+1) тиристоров, соединенных с регулировочными обмотками и образующих анодную и катодную группы, причем конец основной обмотки трансформатора, не связанный с регулировочными обмотками, подключен к первому выходному выводу, тркоограничи- вающий узел содержит первый и второй ре- акторы, первый и второй ключевые элементы и первый и второй шунтирующие тиристоры, общая точка соединения которых подключена к второму выходному выводу и общей точке соединения первого и второго реакторов, свободный вывод первого реактора через первый ключевой элемент подключен к общей точке катода первого шунтирующего тиристора и общей точке анодной группы тиристоров, свободный вывод второго реактора через второй ключевой элемент подключен к аноду второго шунтирующего тиристора и общей точке катодной группы тиристоров, отличающийся тем, что, с целью упрощения, первый и второй реакторы выполнены в виде воздушных дросселей, а первый и второй ключевые элементы выполнены в виде диодов.

Использование: в электротехнике, в частности для регулирования и стабилизации напряжения в электроэнергетических системах Сущность изобретения: в рабочем состоянии постоянно включена одна из отпаек трансформатора 1 через соответствующую пару тиристоров 6 и 7, 9 и 7, 12 и 13. В качестве токоограничивающих элементов используются воздушные дроссели 15 и 16 Для исключения протекания тока через закорачивающие тиристоры 18 и 19 примене- ны диоды 14 и 17, что позволяет упростить схему 1 ил.