Устройство для регулирования реактивной мощности и симметрирования режима многофазной сети Советский патент 1975 года по МПК H02J3/26 H02J3/46 

3

мостовой схеме, и конденсатор 35 с обкладками 36 и 37.

При выпрямляемом токе /о, равном току уставки, необходимые значения модулей и аргументов фазных токов, нри которых обеспечивается симметрирование режима и поддержание заданного значения коэффициента мощности трехфазной сети, получают соответствующей установкой углов регулирования каждого из пары однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей со средней точкой и искусственной коммутацией, подключенных к одноименным фазам, т. е. ток каждой фазы устройства равен сумме токов пары однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей со средней точкой и искусственной коммутацией, подключенных к данной фазе.

Исходя из условия максимального подавления самых низших из высших гармоник, коэффициенты трансформации частей полуобмоток 30 (30) и 29 (29) выбраны оптимальными.

Искусственную коммутацию осуществляют так, чтобы во вступающей в работу вторичной обмотке к моменту отпирания управляемого вентиля ток был равен установившемуся значению. При этом открывают вспомогательный управляемый вентиль, подсоединеппый одноименным электродом к вступающему в работу управляющему вентилю.

Устройство работает следующим образом.

Пусть однофазный двухполунериодный управляемый выпрямитель 4 со средней точкой и искусственной коммутацией потребляет активную энергию из сети, унравляемый вентиль 20 открыт, конденсатор 35 заряжен, и его обкладка 37 имеет положительный потенциал. При этом выпрямленный ток /о проходит но цепи: управляемый вентиль 20 - каскадно соединенные однофазные двухнолудериодные управляемые выпрямители 5 и 6 со стуиенчатым током со средними точками и искусственной коммутацией - трехфазный преобразователь 3 - сглаживающий дроссель 10.

При ( (см. .фиг. 2) блок И управления открывает управляемый вентиль 16. Напряжение части 30 полуобмотки трансформатора прикладывается к управляемому вентилю 20, и он закрывается. По окончании коммутации ток проходит по цепи: управляемый вентиль 16 - часть 30 вторичной обмотки трансформатора - каскадно соединенные выпрямители 5-9 - сглаживающий дроссель 10. При этом в первичной обмотке фазы наводится ток

/ -/. Г,

где Wi - число витков первичиой обмотки

фазы;

WSQ - число витков части 30 полуобмотки трансформатора.

При открывается управляемый вентиль 15, а управляемый вентиль 16 закрывается напряжением части 29 полуобмотки трансформатора. По окончании коммутации выпрямленпый ток проходит по части 29-30 полуобмотки. При этом в первичной обмотке фазы наводится ток

; / 29 + /2 - JQ

При С1)/ а открывается управляемый вентиль 14, а управляемый вентиль 15 закрывается папряжением части 28 полуобмотки. По окончании .коммутации выпрямленный ток проходит по полуобмотке 2S--29-30. При этом в первичной обмотке фазы наводится ток

J J Was + 29 +

/ л / ,,

0 где 28 - число витков части 28 вторичной обмотки.

При блок 11 управления открывает управляемые вентили 22, 31 и 34. Папряжение конденсатора 35 прикладывается к последовательно соединенным части 28 вторичной обмотки трансформатора и управляемому вентилю 14. Вентиль 14 закрывается. Выирямленный ток проходит по цепи: управляемый вентиль 31 - конденсатор 35 - управляемые вентили 34 и 22 - часть 29-30 вторичной обмотки, каскадно соединенные выпрямители 5 и 6 - трехфазный преобразователь 3 - сглаживающий дроссель 10. Конденсатор 35 перезаряжается, и его обкладка

5 36 приобретает положительный потенциал. При заряде конденсатора 35 до заданного значения, например напряжения U, открывается управляемый вентиль 15. Управляемые вентили 22, 31 и 34 закрываются. Отпирание унравляемых вентилей, например тиристоров, происходит в течение нескольких .микросекунд, ноэтому нанряжение на конденсаторе 35 изменяется незначительно и равно

.з

Выпрямленный ток проходит по цепи: управляе.мый вентиль 15 - часть 29-30 вторичной об.мотки - каскадно соединенные выпрямители 5 и 6 - трехфазный преобразо0 ватель 3 - сглаживающий дроссель 10.

С момента запирания управляемого вентиля 14 в части 29-30 вторичной обмотки ток равен установившемуся значению /о и не из5 .меняется после отпирания управляемого вентиля 15. В первичной обмотке фазы наводится ток /2При блок 11 управления открывает унравляемые вентили 32, 33 и 23. Управляемый вентиль 15 закрывается, а управляе.мый вентиль 16 открывается, и в первичной обмотке фазы наводится ток 1.

При осушествляется искусственная ко.ммутация управляемого вентиля 16, открывается управляемый вентиль 20 и т. д. При этом первая гармоника тока первичной обмотки фазы (сплошная линия на фиг. 2) совпадает по фазе с кривой напряжения (пунктирная линия).

Пусть в режиме инвентирования открыт управляемый вентиль 20. Выпрямленный ток проходит по цепи: управляемый вентиль 20 - каскадно соединенные однофазные двухполупериодные управляемые выпрямители 5 и 6 со средними точками и искусственной коммутацией - трехфазный преобразователь 3 - сглаживающий дроссель .10.

При (ut,a (см. фиг. 3) сигналом блока 11 управления открываются управляемые вентили 25, 31 и 34 и напряжение конденсатора 35 прикладывается к последовательно соединенным части 30 полуобмотки и управляемому вентилю 20. Ток через часть 30 вторичной обмотки увеличивается. По достижении установившегося значения тока в части 30 вторичной обмотки ток управляемого вентиля 20 становится равным нулю и вентиль 20 закрывается. Конденсатор 35 перезаряжается. При заряде конденсатора 35 до заданного значения (Ьз) открывается управляемый вентиль 17. Управляемые вентиля 25, 31 и 34 закрываются.

При 02, а, а, а| и а осуществляется искусственная коммутация управляемых вентилей 17, 18, 20, 16 и 15, соответственно,

а, и. 7.2 - естественная коммутация управляемых вентилей 19, 18, 17, 14, 15 и 16. Первая гармоника тока первичной обмотки фазы отстает от напряжения на 180 эл. град.

В режиме максимального генерирования реактивной энергии выпрямителем 4 (см. фиг.

4)осуществляется только искусственная коммутация управляемых вентилей 14-20.

В режиме максимального потребления реактивной энергии выпрямителем 4 (см. ф)1г.

5)осуществляется только естественная коммутация управляемых вентилей 14-20.

Таким образом, в зависимости от режима работы в однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителях 4-9 со ступенчатым током со средними точками и искусственной коммутацией может осуществляться естественная, искусственная и комбинированная коммутация управляемых вентилей.

В процессе коммутации напряжение коммутирующего конденсатора 35 прикладывается к частям 30 (30), 29 (29) или 28 (28) вторичной обмотки, поэтому для надежной коммутации управляемых вентилей 14-20 в любой последовательности необ.кодимо, чтобы напряжение на конденсаторе 35 было равно

f/C, :/С- /ан„акс, -

где ам„акс. нмплитудное значение напряжения вторичной обмотки с наибольшим напряжением; К. - коэффициент превышения напряжения на конденсаторе.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования реактивной

мощности и симметрирования режима многофазной сети, содержащее датчик тока, блок управления, силовой трансформатор, вторичные обмотки которого снабжены выводами, к которым подсоединены многофазные преобразователи, последовательно соединенные на стороне постоянного тока через сглаживающий дроссель, выполненные из каскадно соединенных и зашунтированцых управляемыми вентилями однофазных двухполупериодных

управляемых выпрямителей, и, например, мостовые блоки искусственной коммутации, содержащие конденсаторы, отличающееся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности конденсаторов и напряжения на управляемых вентилях, к точкам соед)1нения силовых и шунтирующих управляемых вентилей однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей с выводами вторичной обмотки трансформатора подсоединены

встречно дополнительные управляемые вентили, к общим точкам которых и общим точкам силовых и шунтирующих управляемых вентилей подсоединены блоки искусственной коммутации.