Обратимый преобразователь напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/68 

1

Обратимый преобразователь напряжения относится к силовой преобразовательной технике и может быть использован в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсивное преобразование переменного напряжения в постоянное. Он может быть применен и д/1Я обратного преобразования постоянного напряжения в пе™ ременное.

Известен двухмостовой двенадцатифазный некомпенсированный преобразователь, имеюишй трансформатор со схемой соединения обмоток Y(u)/YЛ , которьй благодаря подключению одного выпрямительного моста ко вторичной обмотке транс форматора, соединенной в звезду, а другого - ко вторичной обмотке, соединенной в треугольник, имеет хорошие гармонические составы потребляемого из сети тока и выпрямленного напряксвния, отвечающие двенадцатифазному, режиму пре- образования 1. Однако как и всякий некомпенсированный,преобразователь он

имэйт низкий , что приво.Щ1Т к пстреблеш5ю преобразователем из сети большой величины реактивной мощности

Известен также обратимый преобразозатапь нааряження, содержащий трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, к каждой из которых нод1шк чен выпрямитель, собранный на упра.в- ечяэмых. вентилах по трехфазной мосте-- вой схеме, и два компенсирующих устройства, состоящ 1.х каждый из трахфазного реактора зашунтированного конденса- торной батареей С2. Указанный преобразовательЕ принятый в качестве прототипа имеет ВЫСОКИЙ COS (при необходи15мости может работать даже с опережаю- ш.м углом сдвига фаз), благодаря чему снижается потребление преобразователем реактивной мощности из сети {при опере- кшощем угле сдвига фаз обеспечивается

20 даже генерирование ее в сеть).

Однако необходимость вьщоледая двойной частотЫ напряжения на конденсаторах

с целью повышения эффективнсюти tix. использования в прототипе приводит к необходимости наличия у трансформ( вторичных обмоток, соединенных в прямую и обратную звезды. А это неизбежно сопровождается тем, что прототип при наличии двух выпрямительных мостов обеспечивает лишь шестифазный реж.им преобразования, т. е, гармонические составы потребляемого из сет.и тока и вььпрямительного напряжения соответствуют лишь шестифазному преобразованию. Известно, -что шестифазный режим пре,образования не отвечает стандарту по качеству электрической энергии и поэтому использование прототипа для мош.ных потребителей затруднительно. Кроме того, нормальная работа прототипа с двойной частотой напряжения на конденсаторах обеспечивается лишь при работе обои-х выпрямительных мостов. К недостаткам прототипа следует отнести и то, что для осуществлении компенсированного режима требуется нестандартный силовой трансформатор, что является весьма серьезным препятствием при практическом осуществлении компенсированного режима.

Цель изобретения - улучшение гармонического состава токов и напряжений, обеспечение независимости работы каждого из мостов в режиме работы с двойкой частотой напряжения на конденсаторах и упрощение преобразоватапя.

Это достигается тем, что в обратимом преобразователе напряжения, содержащем трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, к камодой из которых подключен выпрямитель, соб ранный на управляемых вентилях по трахфазной Мостовой схеме и Два компенсирующих устройства, состоящих каж,цое из трехфазного реактора, зашунтирован- ного конденсаторной батареей сдн кз вторичньк обмоток соединена в звезду, другая - в треугольник, какдоз из пенсируюшкх устройств подключено к одному из выпрямителей, причем его реактор состоит из двух трехфазных, обмоток, сдна из которых соединена в прямой зигзаг и подключена началами к соо1ветс вующим анодом вентилей анодной группы выпрямителя, другая соединена в обратный зигзаг и подключена концами к соответствующим катодам вентилей катодной группы выпрямителя, нулевые точки зигзагов образуют выходные выводы, а конденсаторная батарея разделена на две группы, одна из которых включена в анодную, другая - в кг .то;игу-ю группы выпрямителя.

На фиг. 1 представлена с.хсма обратимого преобразователя напряжения, представляюигего собой нереверсивный двухмостовой двенадцатифазный компенсированный преобразоватЕшь, на фиг. 2 схема подобного реверсивного преобразователя,

Двухмостовой двенадпатифазный компенсированный преобразователь содержит трансформатор 1, два выпрямительных моста 2 и 3, два трехфазных двухобмоточных реактора 4 и 5 и две трех-

фазных ковденсаторньк батареи 6 и 7. Выпрямительные мосты 2 и 3 реверсивного преобразователя содержат комплекты вентилей прямого и обратного направления тока.

При работе нереверсивного преобразователя токи вентилей выпрямительного моста 2, протекая по обмоткам трехфазного двухобмоточного реактора 4, наводят в каждом из его стержней магнитный

поток двойной частоты без постоянной составляющей,

Е ла1 одаря этому в обмотках, а следовательно, и на ковденсаторной батарее 6 напряжения имеют частоту в два раза

большую, чем частота сети. Эти напряжения, как и в обычных компенсированных преобразователях, трансформируясь в контуры коммутации вентилей моста 2, обеспечивают искусствен1-гую коммутацию этих

вентилей, благодаря которой выпрямительный мост 2 работает в зависимости от величины , мощности конденсаторной батареи либо с меньшим потреблением реактивной мощности, либо с генерированием ее

в сеть. Такие же процессы имеют место и в другой половине преобразователя с выпрямительным мостом 3, реактором 5 и конденсаторной батареей 7, При отключении одного из мостов обеспечивается

нормальная работа другого моста с сохранением двойной частоты напряжения на ком лутируюшях конденсаторах его.

В .реверсивном преобразователе (см. фиг, 2) процессы протекают аналогично.

В одном интервале времени в выпрямительных мостах 2 и 3 работают вентили, проводящие ток в прямом направлении. Искусственная коммутация вентилей в мосте 2 осуществляется с помощью напрянжения на конденсаторной батарее 6, а в мосте 3 - с помощью напряжения на конденсаторной батарее 7. Снятием импульсов управления закрываются вентили прямого направления тока и после нерб.ходимой паузы включаются в мостах 2 и 3 вентили обратнЬго направления тока. Искусственная коммутация вентилей обратного направления тока.осуществляется с помоишю напряжений на тах же конденсаторных батареях 6 и 7.

Включение в каждый выпрямительный мост самостоятельных компенсирующих устройств, как описано выше, и подклю- чение одного из мостов ко вторичной обмотке силового трансформатора, соединенной в .звезду, а другого моста ко вторичной обмотке, соединенной в треугольник, выгодно отличает предлагаемый двухмостовой двенадцатифазный компенсированный преобразователь от прототипа, так как снижается доля высших гармоник в потребляемом преобразователем из сети тока и в выпрямленном напряжении, перевод в компенсированный режим с двойной частотой напряжения на коммутирующих конденсаторах осуществляется с использованием трансформатора типового исполнения. Таким об- разом появляется возможность сохранить нормальную работу с двойной частотой напряжения на конденсаторах одного из выпрямительных мостов преобразователя при отключении другого моста,

Формула изобретения

Обратимый преобразователь напряж ния, содержащий трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, к каждой из которых подключен выпрямитель, собранный на управляемьк вентилях по трехфазной мостовой схеме, и два компенсирующих устройства, состоящих каждое из трехфазного реактора, зайгунтированного конденсаторной батареей отличающийся тем, что, с . далью улучшения гармонического состава токов и напряжений, обеспечения независимости работы каждого из мостов в режиме работы с двойной частотой напряжения на конденсаторах с дельк упрощения, одна из вторичных обмсугок соединена в звезду, другая - в треуголь ник, каждое из компенсирующих устройств подключено к однрму из выпрямителей, причем его реактор состоит из двух тпахфазных обмоток, одна из которых соединена в прямой зигзаг и подключена началами к соответствующим анодам вентилей анодной группы выпрямителя, другая соединена в обратный зигзаг и. подключена концами к соответствующим катодам вентилей катодной группы вььпрямителя, нулевые точки зигзагов образуют выходные вьшоды, а конденсаторная батарея разделена на две группы,, одна из которых включена в анодную, другая - в катодную группы выпрямвств- ля,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Каталог, информстандартэлектро 05,03,, Вьтрямитеяьные агрегаты, рис, 1, с, 6.

2,Новые полупроводниковые преобразовательные устройства, - Под ред,

Чиженко И, М. и др. Киев, УкрНИИНТИ 197О г,, с, 8, рис, 56,

54

:а в.