Двенадцатифазный преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1976 года по МПК H02M7/08 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть иснользовано в случаях выпрямления илн инвертирования электрического тока, в частности на передачах и вставках постоянного тока.

Широко распространены двенадцатифазные преобразователи, состоящие из двух трехфазных вентильных мостов и трансформаторов, подводяш,их к зтим мостам переменные напряжения, сдвинутые но фазе на ЗО.

Известны преобразователи, в которых трансформаторы имеют последовательное соединение первичных обмоток 1. Однако в нормальных установившихся режимах на оборудование этнх преобразователей воздействуют значительные напряжения. Это объясняется тем, что в соответствии с очередностью зал игания вентилей трансформаторы с последовательно соединенными первичными обмотками неодновременно участвуют в коммутациях. В результате напряжение на первичных обмотках трансформатора, связанного с мостом, в котором коммутация в данный момент не происходит, может достигнуть полного напряжения сети, вызвав соответствующие новышения напряжения на вторичных обмотках и вентнлях 2.

Прототипом изобретения является двенадцатифазный преобразователь переменного тока в постояпный, содержащий два трехфазных вентильных моста и два трехобмоточных трансформатора с трехфазными первичными, вторичными и третичнымн обмотками, причем первичные обмотки обоих трансформаторов соединены между собой пocv eдoвaтeльнo в каждой фазе, а одноименные выводы третичных обмоток связаны через дроссели, обмотки которых имеют среднюю точку 3.

Предлагаемый преобразователь отличается от известных тем, что к концам полуобмоток каждого дросселя подсоединены концы цепочки, образованной двумя конденсаторами, общая точка которой подключена к соответствующей по фазе третичной обмотке одного из трансформаторов, а общая точка полуобмоток дросселя - к соответствующей по фазе третичной обмотке другого трансформатора, причем каждая из цепочек, образованных полуобмоткой дросселя и одним из конденсаторов, настроена в резонанс на гармонику порядка 6/(±1, где К - нечетное число.

Такое выполнение преобразователя позволяет повысить наделчность его работы, так как выравнивается распределение напрял ений между последовательно соединенными обмотками трансформаторов и напрял ения, воздействующие на оборудование, снижаются.

На чертеже дана схема описываемого преобразователя.

Тр а II сфо р м а тор ы пр ео б р а зо п а тс.ч я и м еют лервячные обмотка 1, coe;i,iinenHi)ie пос.чедоваге.чьно, 15гор 1Ч)1ыс «бмотки 2, лидключеши ю к вентильным мостам, и третичные обмотки 3, между выводами которых включены ценочки из конденеаторов 4 и дросселей 5. В каждой фазе может быть по одной или несколько таких ценочек. На стороне постоянного тока вентильные мосты могут быть соединены между собой либо последовательно, либо параллельно через уравнительный реактор, либо же быть включенными в иные электрические цепи с одинаковыми условиями работы в установившихся режимах.

Устройство работает следуюгцим образом.

Во всех установившихся режимах через вторичные обмотки 2 трансформаторов протекают токи, содержащие гармоники порядка 6/С±1, где К, - целое число. Такой же гармонический состав имеют создаваемые ими м.д.с. и магнитные потоки в сердечниках, а также э.д.с. в первичных 1 и третичных 3 обмотках. В контурах, образуемых иервичными обмотками обоих трансформаторов, гармоники э.д.с., отвечаюш,ие нечетным значениям К и называемые гармониками шестифазиого режима, взаимно уравновешиваются. Гармоники же э.д.с., отвечаюш,ие четным значениям Л и называемые гармониками двенадцатифазного , складываются и вызывают токи, протекаюгцие через первичные обмотки обоих трансформаторов и питаюш,ую сеть. В контурах, образуемых третичными обмотками обоих трансформаторов, взаимно уравновешиваются гармоники э.д.с. двенадцатифазного режима и складываются гармоники э.д.с. шестифазпого режима. Последние вызывают токи, которые протекают через третичные обмотки обоих трансформаторов и цеиочки 4, 5.

Таким образом, равновесие м.д.с. в сердечииках трансформаторов обеспечивается на гармониках двенадцатифазного режима токами иервичной и вторичной обмоток, а на гармониках шестифазного режима токами вторичной и третичной обмоток.

При необходимости улучшения формы тока в питаюш,ей сети параллельно третичным обмоткам могут быть включены цепочки из конденсаторов и реакторов, настроенные на гармоники двенадцатифазиого режима (на чертеже не ноказаны). Тогда в первичных обмотках и питаюшей сети протекает практически синусоидальный ток. Цепочки, включенные параллельно третичным обмоткам, нокрывают чать реактивной мош,ности преобразователя.

Благодаря наличию емкостно-индуктивных цепочек между третичными обмотками трансформаторов в предлагаемом преобразователе

норма.тьи1з1е установившиеся режимы мостов могут поддерживаться примерно такими же, как в дву.хмостовом двенадцати4 азном преобразователе с независимым питаиием каждого моста. Амплитуды напряжения, воздейетвуюHu-ie на оборудование предлагаемого преобразователя в этих режимах, тоже будут как при независимом питании каждого моста, т. е. значительно ниже, чем в известных двенадцатифазных преобразователях с последовательным питанием.

Вместе с тем емкостно-индуктивные цепочки, включенные между третичными обмотками, не оказывают сильного влияния на аварийные процессы, поскольку частоты основных составляюгцих тока и напряжения в этих процессах достаточно далеки от частот настройки указанных цепочек. Поэтому преимущества преобразователей е последовательным питанием, заключающиеся в ограничении аварийных токов, практически полностью сохраняются у предлагаемого преобразователя.

Форм у ;i а и 3 о б ) е Т е н и я

Двенадцатифазный преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий два трехфазных вентильных люста и два трехобмоточных трансформатора с трехфазными первичными, вторичными и третичными обмотками, причем первичные обмотки обоих трансформаторов соедипены между собой последовательно в каждой фазе, а одноименные выводы третичных обмоток связаны через дроссели, обмотки которых имеют средню О точку, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, к концам полуобмоток каждого дросселя подсоединены концы ценочки, образованной двумя конденсаторами, общая точка которой нодключена к соответствующей по фазе третичной обмотке одного Из трансформаторов, а общая точка полуобмоток дросселя - к соответствующей по фазе третичной обмотке другого трансформатора, причем каждая из цепочек, образованных полуобмоткой дросселя и одним из конденсаторов, настроена в резонанс на гармонику порядка бК+1, где К. - нечетное число.

Источники ипформации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авт. св. N° 114549.

2.Статья Ю. А. Казачкова и др. «Известия НИИПТ, 1971, сб. 17, стр. 60.

3.Патент США N° 2899628, кл. 321-27, 1959.