Трехфазный управляемый реактор Советский патент 1992 года по МПК H01F29/14 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам регулирования реактивной мощности в трехфазных сетях переменного тока.

Известен трехфазный управляемый реактор, содержащий цилиндрический магни- топровод, состоящий из двух частей - внешней и внутренней, внутренняя часть которого охвачена обмоткой управления (подмагничивания), а в пазах внешней части магнитопровода размещена трехфазная обмотка, в пазах внешней части магнитопровода размещена трехфазная обмотка, состоящая из двух последовательно соединенных частей.

Известен также трехфазный управляемый реактор, состоящий из цилиндрического шихтованного магнитопровода с торцовыми ярмами и пазами, в которых расположено равное количество катушек с большим и меньшим количеством витков.

Регулирование индуктивного сопротивления реакторов достигается за счет изменения магнитной проницаемости магнитопровода путем изменения величины тока подмагничивания.

Недостатками известных реакторов являются сложность схемы и конструкции маг- нитопровода; большие потери при подмагничивании магнитопровода из-за появления в кривой магнитного потока высших гармоник; большое время перехода из одного режима в другой.

Наиболее близким к предлагаемому (выбран в качестве прототипа) является управляемый реактор с вращающимся магнитным полем, кбторый состоит из двух вставленных одна в другую частей: внешней

V СЛ 00 О 00 4

статора и.внутренней - ротора, На внешней части магнитопровода расположена рабочая обмотка переменного тока. На внутренней части намотана обмотка постоянного тока. Изменением тока в этой обмотке меняется магнитная проницаемость ротора, что, в свОю очередь, меняет индуктивность реактора, следовательно,ток в рабочей обмотке и потребляемую реактивную мощность.

Основными недостатками такого реактора является большая инерционность (переход из одного режима работы в другой происходит в течение десятков периодов частоты питающей сети), большие потери из-за подмагничивания и высших гармоник в потоке реактора.

Цель изобретения - повышение быстродействия, уменьшение содержания высших гармоник и потерь управляемого тиристорами трехфазного реактора.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом реакторе, имеющем магни-. топровод, состоящий из двух частей цилиндрической формы (внутренней и внешней), между которыми образуется немагнитный зазор, вместо одной выполняются две трехфазные обмотки переменного тока, которые распологаются в пазах внутренней или внешней части магнитопровода, а для регулирования реактивной мощности вместо обмотки постоянного тока (подмагничивания) применяются соединенные последовательно с обмотками встречно-параллельно включенные тиристоры, причем одна обмотка с тиристорами соединяется по схеме треугольник, а другая - по схеме звезда без нулевого провода, индуктивность обмотки, соединенной в треугольник, выбирается в три раза больше индуктивности обмотки, соединенной в звезду, и между осями катушек обмоток одноименных фаз (например, между фазой АВ треугольника и фазой А звезды) образуется пространственный сдвиг на угол 30°. Такое размещение катушек обмоток одноименных фаз обеспечивает сдвиг магнитных потоков на 30° и компенсацию в них высших гармоник, кратных 5 и 7.

На фиг. 1 представлена схема соединения управляемого тиристорами реактора; на фиг. 2 - зависимость коэффициента несинусоидальности тока от угла управления тиристорами Кн.с. f(«) (где Кн.с - коэффициент несинусоидальности; а- угол управ- ления тиристорами).

Схема (фиг. 1) содержит шесть катушек, расположенных в пазах магнитопровода цилиндриче кой конструкции и соединенных последовательно с встречно-параллельно включенными тиристорами. Катушки L Д и тристоры I соединены по схеме треугольник, а катушки 1.Д и тристоры II - по схеме звезда без нулевого вывода.

В отличие от подмагничиваемых, предлагаемый реактор не содержит обмотки подмагничивания, а имеет только обмотки переменного тока. Катушки обмоток располагаются в пазах либо внешней, либо внутренней части магнитопровода. Между ними образуется немагнитный зазор.

Катушки обмотки, соединенные, напри- f. мер, в треугольник (звезду), располагаются так, что между ними образован сдвиг в пространстве 120°.

Для максимальной компенсации высших гармоник катушки Ди Я рассчиты- Q ваются из условий равенства фазных токов треугольника и звезда, а это условие выполняется при

25

WA WA

ST,

где W д - число витков обмотки треугольника ;

WЯ число витков обмотки звезда.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подаче на тиристоры l(ll) управляющих импульсов через катушки Д( Lfi про- текает ток. Меняя угол управления тиристорами, можно менять величину этого ока, а соответственно, и потребляемую устройством реактивную мощность.

Схема обладает высоким быстродейст- вием (переход из одного режима в другой происходит за время менее одного полупериода) и малыми искажениями (коэффициент несинусоидальности не превышает 2% (фиг. 2).

Предлагаемый управляемый трехфазный реактор дает экономический эффект за счет уменьшения потерь активной мощности и может быть использован в промышленных и специальных сетях переменного

токаФормула изобретения Трехфазный управляемый реактор, содержащий цилиндрический магнитопровод из листовой электротехнической стали, состоящий из двух частей - внутренней и внешней, установленных с зазором одна относительно другой, основную трехфазную обмотку, расположенную в пазах одной из частей магнитопровода, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения потерь, реактор снабжен тиристорами и дополнительной трехфазной обмоткой, одна из обмоток соединена в звезду без нулевого провода, другая - в треугольник, дополнительная обмотка подключена параллельно основной обмотке, катушки дополнительной обмотки

сдвинуты в пространстве на угол 30° относительно катушек одноименных фаз основной обмотки расположены в пззах той же части магнитопровода, что и катушки основной обмотки, причем к каждой катушке обеих обмоток подключена группа из встречно-параллельно включенных тиристоров.

Использование: в промышленных и специальных сетях переменного тока для регулирования реактивной мощности. Сущность изобретения: устройство содержит основную трехфазную обмотку, расположенную в пазах внешней и внутренней частей цилиндрического магнитопровода из листовой электротехнической стали, установленных с зазором одна относительно другой, и дополнительную трехфазную обмотку, подключенную параллельно основной обмотке. Одна из обмоток соединена в звезду без нулевого провода, другая - в треугольник. Катушки обеих обмоток расположены в пазах одной части магнитопровода и сдвинуты в пространстве на угол 30°. Каждая катушка обеих обмоток снабжена группой из встречно-параллельно включенных тиристоров. Устройство обладает повышенным злектро- действием и уменьшенными потерями из-за низкого уровня гармонических составляющих тока.2 ил. СП с

А о

ia

е

Q

SQQti

В о

С о

i-a

,с

фиг.1

кн.с. °f°

H.

0

2Q SO 40 50 60 70 80 90 Фиг. I