Трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в соответствующих анодных и катодных группах вентилей Советский патент 1992 года по МПК H02M7/12 H01F27/28 

Шиг.1

Изобретение относится к электротехнике, конкретнее - к преобразовательным силовым трансформаторам.

Известен трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в анодных и катодных группах вентилей.

Трансформатор содержит вентильную обметку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме звезда, а другие две

-по схеме треугольник, при этом все части расположены на одном концентре поэтажно в последовательности: феугольник, треугольник, звезда, звезда, Описанный трансформатор имеет большие напряжения к.з. коммутации частей, ввиду чего преобразовательный агрегат, питаемый от него, потребляет значительную реактивную мощность.

Наиболее близок к предлагаемому трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в соответствующих анодных и катодных группах вентилей, содержащий сетевую обмотку и вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме звезда, а другие две

-по схеме треугольник. При этом все части расположены на одном концентре таким образом, что каждая занимает половину высоты обмотки и в пределах каждой половины части переплетены между собой, причем на одной половине высоты обмотки расположены части, соединенные по схеме звезда, а на другой половине - части, соединенные по схеме треугольник. Такой трансформатор потребляет меньше мощности. Однако при использовании такого трансформатора в составе полууправляемого диодно-тиристорного преобразовательного агрегата, при нулевых углах управления тиристорами на стыке частей, соединенных в звезду и треугольник, возникают значительные потери от вихревых токов гармоник с номерами К 6q ± 1(q 1,3,5) снижающие нагрузочную способность трансформатора и срок его службы.

Цель изобретения - повышение надежности и увеличение срока службы трансформатора путем снижения концентрации потерь от высших гармоник тока.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазном трансформаторе для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в анодах и катодных

группах вентилей, содержащем вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме звезда, а две другие

- по схеме треугольник, при этом все части расположены на одном концентре таким образом, что каждая занимает половину высоты обмотки, и в пределах каждой половины части переплетены между собой, предложе0 но на одной половине высоты обмотки располагать часть, соединенную в звезду, и часть, соединенную в треугольник, причем первую подключать к вентильному мосту с диодами в катодной группе и тиристорами в анодной группе вентилей, а вторую - к вен5 тильному мосту с тиристорами в катодной и диодами в анодной группах вентилей; на другой половине высоты обмотки располагать часть, соединенную в звезду, подключая ее к вентильному мосту с тиристорами в катодной группе вентилей и диодами в

0 анодной группе, и часть, соединенную в треугольник, подключая ее к вентильному мосту с диодами в катодной группе вентилей и тиристорами в анодной группе.

Теоретически-расчетными исследова5 ниями с применением математического моделирования на ЭВМ установлено, что при переплетении на каждой половине высоты части, подключенной к вентильному мосту одного вида, с частью, подключенной к вен0 тильному мосту другого вида, на 20% уменьшаются потери в стыковых катушках в сравнении со случаем подключения указанных частей к вентильным мостам одного вида. Таким образом, предложенное

5 позволяет снизить уровень концентрации потерь в обмотке и за счет этого повысить надежность и срок службы трансформатора. На фиг.1 представлена принципиальная схема расположения обмоток одной фа0 зы трансформатора; на фиг.2 - схема подключения трансформатора к вентильным мостам.

На магнитной системе 1 расположены концентрически сетевая обмотка 2 и вен5 тильная обмотка 3, Вентильная обмотка расположена на одном концентре и состоит из расположенных на одной половине высоты обмотки частей 4,5, переплетенных между собой, и переплетенных частей 6,7,

0 расположенных на другой (нижней) половине высоты обмотки. Части 4,7 соединены в звезду, а части 5,6 - в треугольник. Части 4,6 подключены к вентильным мостам 8,10 с тиристорами з катодных группах вентилей и

5 диодами в анодных группах вентилей; части 5,7 подключены вентильным мостам 9,11 с тиристорами в анодных группах вентилей и диодами в катодных группах вентилей.

В процессе работы для регулирования выходного напряжения углы управления тиристоров изменяются. Это изменение в большинстве случаев происходит в области значений от нуля до 30°.

При нулевых углах управления тиристорами добавочные потери в катушках не превышают 20% от основных, так как четные гармоники в токах отсутствуют, а гармоники с номерами ±1 (q 1,3,5,.) равномерно распределены по обмотке (при выполнении по прототипу до 150% от основных в стыковых катушках). При углах управления тиристорами 10-30° добавочные потери в стыковых катушках составляют около 100% от основных (при выполнении по прототипу около 130% от основных, при переплетении частей с разными схемами соединения, питающих однотипные мосты, - 120-130% от основных).

С учетом сказанного получаем, что усредненные добавочные потери в отдельных катушках при применении предлагаемого решения составляют 0,5(20+100) 60% от основных, в то время как в прототипе 0,5(150+130) 140%.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет в 2-2.5 раза, в сравнении с прототипом, уменьшить добавочные потери в отдельных катушках, повы- сив тем самым надежность и срок службы трансформатора.

Формула изобретения

Трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательно-

ОН

V

го агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в соответствующих анодных и катодных группах вентилей, содержащий сетевую обмотку и вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме звезды, а две другие - по схеме треугольник, при этом все части расположены на одном концентре так, что каждая занимает половину высоты обмотки и в пределах каждой половины части переплетены между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения срока эксплуатации путем снижения концентрации потерь от высших гармоник тока, на одной половине высоты обмотки расположены часть вентильной обмотки, соединенная в звезду и предназначенная для питания вентильного моста с диодами в катодной группе вентилей и тиристорами в анодной группе вентилей, и часть вентильной обмотки, соединенная в треугольник и предназначенная для питания вентильного моста с тиристорами в катодной группе и диодами в анодной группе вентилей, а на другой половине высоты обмотки расположены часть, соединенная в звезду и предназначенная для питания вентильного моста с тиристорами в катодной группе и диодами в анодной группе вентилей, и часть, соединенная в треугольник и предназначенная для питания вентильного моста с диодами в катодной группе и тиристорами в анодной группе вентилей.

°/-Z

V/

Использование: изобретение может быть использовано в преобразовательных силовых трансформаторах, обладающих высокой надежностью и увеличенным сроком эксплуатации и обеспечивающих снижение концентрации потерь от высших гармоник тока. Сущность изобретения: на магнитной системе 1 трехфазного трансформатора расположены концентрически сетевая обмотка 2 и вентильная обмотка 3, расположенная на одном концентре и состоящая из расположенных на одной половине высоты обмотки частей 4, 5 переплетзнных между собой, и расположенных на другой (нижней) половине высоты обмотки переплетенных частей 5, 7. Части 4, 7 соединены в звезду, а части 5, 6 - в треугольник и подключены к вентильным мостам, причем части 4,6 - к мостам с тиристорами в анодной группе, а части 5, 7 - к мостам с тиристорами в катодной группе. Указанное выполнение устройства позволяет при полной токовой нагрузке снизить температуру нагрева и добавочные потери в отдельных катушках от циркулирующих и вихрезых потоков четных гармоник. 2 ил. СО С