ТРЕХФАЗНЫЙ ИСТОЧНИК РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК C04B38/00 C04B35/71 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Известны трехфазные источники реактивной мощности, содержащие конденса1торы, встречно-параллельно соединенные управляеiMbie вентили и дроссель.

Однако эти источники характеризуются сложностью установки и .большими габаритами за счет наличия трех дросселей, а также трудностью потенциального разделения цепей .при выполнении схем на ионных вентилях.

В предлагаемом источнике реактивной мощности с целью упрощения и снижения габаритов вентили и конденсаторы соединены в трехфазный емкостно-вентильный мост, одна группа плеч которого образована конденсаторами, а другая - управляемыми вентилям.и, выходные клеммы которого замкнуты На дроссель.

iHa фиг. 1 изображена схема предлагаемого трехфазного источ.ни1ка реактивной (мощности; на фиг. 2 - векторная диаграмма токов и напряжений для одной фазы источника; на фиг. 3 - формы токов и напряжений, характеризующих работу схемы трех1фазного источника реактивной мощности при выполнении его на симисторах.

Схема содержит упра1вляемые вентили /-6, конденсаторы 7, 8 VL 9, дроссель 10. Схема работает следующим образом.

Подключенные к сети конденсаторные батареи генерируют мощность за счет опережающего .коэффициента мощности статических конденсаторов 7, 8 и 9. Эта мощность определяется фазовым напряжением и е.мкостью конденсаторов и сама: по себе неизменна при отключенном индуктивно-вентильном регуляторе (вентили /-6 и дроссель 10).

(При включении вентилей в порядке их нумерации через соответствующий вентиль (например, вентиль /), дроссель 10 и один из конденсаторов протекает индуктивный ток (IL), отстающий на 90° от фазы напряжения

и иа 180° от фазы емкостного тока (/с), а, следовательно, он вычитается из емкости тока и в сеть идет уже результирующий реактивный ток (is). Регулируя угол включения управляемых вентилей, при неизменной величине

Индуктивности дроссел.я можно в широких пределах регулировать величину индуктивной составляющей тока, а, следовательно, и суммарную реактивную мощность (Qs), генерируемую трехфазным источником реактивной

мощности в сеть.

На фиг. 2 показана векторная диаграмма токов и напряжений для одной фазы источника,

где IT. ic -k

30 Qz Qc-Qi.

В записимостн от требуемой реактивной мощности угол включения каждого вентиля регулируется R диапазоие в - 30-0°, отсчитываемый в стороиу опережения от момента перехода соответствующего фазового напряжения 1через нулевое значение, либо в диапазоне в 60-90° при отсчете от максимума напряжения. В этом случае время работы каждого вентиля и длительность соответствующей полуволны тока в любом из возможных режимов работы не будут превышать 26 60°, что позволяет использовать в качестве источника индуктивной составляющей тока всего один дроссель 10 на все три фазы.

В момент f О включается управляемый вентиль i/ и по цепи, состоящей из последовательно включенных вентиля 1, дросселя 10 и Конденсатора 7, протекает первая положительная полуволна тока (направление указано стрелкой на фиг. 1). Через время / 20 полуволна тока переходит через нулевое значение. Вентиль 1 запирается, к нему прикладывается обратное напряжение, и происходи г восстановление его запорных свойств. Через

J 2ic

г - подается включающий импульс на 6

вентиль 2 и по цепи вентиль 2, дроссель 10, конденсатор 9 протекает вторая полуволна индуктивного тока в об ратном направлении. Через f 20 эта полуволна тока также переходит через нулевое значение, и вентиль 2 запирается. Все остальные вентили включаются аналогичным образом через каждые

- на время 20 в очередности, соответ6

ствующей их номерам. При включении нечетных вентилей через дроссель 10 протекают положительные полуволны тока в направлении, указанном стрелкой на фиг. 1, ври включении четных вентилей - отрицательные полуволны тока.

3ai полный цикл Рвботы схемы через каждый вентиль протекает по одной полуволне индуктивного тока, через дроссель 10 - шесть полуволн тока, образующих результирующий ток с частотой, которая в три раза выше частоты сети. Через конденсаторы 7, 5 и 9 за полный щикл работы протекает две разнополярные полуволны тока, имеющие частоту трехфазной сети и сдвинутые по первой гармонике относительно емкостного тока сети

этих конденсаторов на угол 180°. Поэтому результирующий ток каждой фазы источника, генерируемый в сеть, определяется разностью этих токов и IL). Регулируя угол включения вентилей, соответственно, регулируют реактивную мощность, генерируемую трехфазным источником реактивной мощности.

На фиг. 3, а показана форма фазового напряжения сети и емкостной и индуктивной

-составляющей тока для фазы Л; на фиг. 3,6 - форма «аиряжения на вентиле 7;нафиг. 3, в- форма тока в дросселе 10. Из этих кривых видно, что благодаря ограничению угла регулирования вентилей в диапазоне Э 30-0°

время протекания каждой полуволны тока всех трех фаз не превышает 60°. Все полуволны индуктивно го тока и,меют длительность, (меньщую 360°, и их можно пропускать через один дроссель, габариты которого также снижаются из-за повышения частоты результирующего тока.

При выборе соответствующей индуктивности дросселя в пределах допускаемого диапазона включения управляемых вентилей схема позволяет регулировать реактивную мощность, отдаваемую в сеть в широких пределах, а также позволяет стабилизировать напряжение сети при симметричных и несимметричных ее параметрах.

.Простота силовой схемы, т. е. снижение нестандартного оборудования (дросселей), упрощение вспомогательных цепей (можно устанавливать всего одну демпфирующую цепь параллельно дросселю при использоваНИИ ионных вентилей, у трех из них будет общий потенциал Цепей накала и т. д.) позволяет найти предлагаемой схеме широкое применение в силовой преобразовательной технике.

Предмет изобрете.ния

ТрехфаЗНЫй источник реактивной МОЩности, содержащий конденсаторы, встречно-параллельно соединенные управляемые вептили и дроссель, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения габаритов, вентили и конденсаторы соединены в трехфазный емКостно-вентильный мост, одна группа плеч

которого образована конденсаторами, а другая - управляемыми вентилями, выходные клеммы которого замкнуты на дроссель.