Устройство для выпрямления и инвертирования трехфазного переменного тока Советский патент 1940 года по МПК H02M1/14 H02M7/00 

Общим недостатком шестифазных схем выпрямления электрического тока является значительное содержание высших гармоник как в выпрямленном напряжении, так и в первичном токе. Устранение или компенсация этих гармоник в шестифазной схеме требует дополнительных затрат и в ряде схем связано с уменьшением гибкости эксплоатации. Поэтому в литературе рекомендуется применять при выпрямлении больших мощностей, преимущественно, двенадцатифазные схемы.

Предметом настоящего авторского свидетельства является устройство для выпрямления и инвертирования трехфазного переменного тока, которое обладает рядом преимуществ перед известными схемами выпрямления, обусловленных оригинальной .схемой выключения вторичных обмоток питающего трансформатора и выпрямителей.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, изображающим принципиальную электрическую схему устройства, и заключается в следующем. Первичная обмотка / выпрямительного (питающего) трансформатора может быть соединена либо в звезду либо в треугольник; на вторичной стороне трансформатор имеет две трехфазные обмотки 2 и 5 половинной мощности, из которых одна соединена в звезду, вторая - в треугольник (возможно также соединение второй обмотки в зигзаг или любое другое соединение, обеспечивающее фазовый сдвиг на 30°). Каждая из вгоричных обмоток соединена с выпрямляющими вентилями 4 по принципу трехфазной схемы Гретца и дает, следовательно, выпрямленное напряжение шестифазной волнистости. Выпрямленные напряжения каждой обмотки, сдвинутые по фазе одно против другого на 30°, включены последовательно (в каскад); результирующее напряжение постоянного тока в два раза превосходит выпрямленное напряжение каждой обмотки и имеет, благодаря упомянутому сдвигу фаз, волнистость, соответствующую двенадцатифазному режиму. Содержание высших гармоник в первичном токе также соответствует двёнадцатифазному режиму. Предлагаемая схема предназначается для преобразования средних

и больших мощностей при высоких и сверхвысоких напряжениях и, в особенности, для целей передачи энергии выпрямленным током высокого напряжения.

По сравнению с известными двенадцатифазными схемами выпрямления предлагаемая схема, согласно указанию автора, обладает следующими преимуществами.

1.Простота конструкции: в то время, как существующие схемы являются либо комбинацией из двух конструктивно раздельных трансформаторов, либо требуют разделения Bt оричной обмотки на 18-24 ветвей, расположенных на различных сердечниках и соединенных весьма сложным образом, в предлагаемой схеме требуется только один трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, соединенными по стандартной схеме.

2.Хорощее использование типовой мощности трансформатора: существующие схемы требуют, из-за плохого использования активных материалов, увеличения типовой мощн.ости трансформатора на 27-60% против мощности выпрямленного тока, предлагаемая же схема требует увеличения типовой мощности трансформатора только на 3%.

3.Отсутствие специальных отсасывающих трансформаторов или дросселей, требуемых для больщинства существующих двенадцатифазных схем.

4.Отсутствие резкого возрастания напряжения при приближении к холостому ходу, достигающего в существующих схемах 10-24%.

5.Малое обратное напряжение на выпрямляющих вентилях; обратное напряжение, примерно, в четыре раза меньше, чем в других двенадцатифазных схемах. Даже по сравнению с трехфазной схемой Гретца достигается сокращение обратного напряжения в два раза. При низких напряжениях это преимущество несущественно, при высоких же и сверхвысоких напряжениях оно имеет рещающее значение, так как позволяет

получить от одного и того же выпрямитеЛя в два-четыре раза более высокое напряжение.

По сравнению со схемами последовательного включения фаз вторичной обмотки трансформатора, подобными схеме, описанной в авторском свидетельстве № 12817, предлагаемая схема каскадного включения двух раздельных вторичных обмоток трансформатора имеет следующие преимущества: она обеспечивает более выгодное сложение напряжений, дает меньщую волнистость выпрямленного напряжения и первичного тока, требует меньщего количества вентилей, дает меньшее обратное напряжение и повыщенное использование трансформатора и т. д.

Недостатки и ограничения предлагаемой схемы следующие:

1,Суммарное падение в дуге в четыре раза превосходит падение R дуге одного вентиля. Это обстоятельство говорит против применения схемы при низких напряжениях; при высоких и сверхвысоких напряжениях оно несущественно.

2.Исключена возможность применения ртутных выпрямителей с несколькими анонами в одном сосуде. При напряжениях порядка 15-20 kV и выще это обстоятельство также несущественно, так как для подобных напряжений всегда применяются одноанодные вентили.

Предмет изобретения.

Устройство для выпрямления и инвертирования трехфазного переменного тока с двенадцатью однофазными выпрямителями и с питающим трансформатором, имеющим две вторичные обмотки, отличающееся тем, что указанные обмотки, соединенные соответственно на звезду и треугольник, приключены к средним, точкам последовательно соединенных между собой двух групп выпрямителей, каждая из которых состоит из трех параллельно соединенных пар выпрямителей.

сН

чН

44