Компенсированный реверсивный преобразовательный агрегат Советский патент 1980 года по МПК H02M9/06 

1

Изобретение относится к cилoвoй преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источни-ка питания как стационарным выпрямленным током любого направления, так и 5 нестационарными импульсным и импульсно-реверсивным токами в электролизе, электроприводе и других областях техники..

Известны некомпенсированные ревер- сивные преобразователи, используемые для электропривода 1 .

Данные преобразователи имеют низкий коэффициент мощности.

Известен нереверсивный шестифаз- 15 ный компенсированный преобразователь с тройной частотой напряжения на коммутирующих конденсаторах, содержащий силовой трансформатор с одйой первичной обмоткой, соединенной в треуголь-20 ник, и двумя вторичными обмотками, соединенными в прямую и обратную звезды. К Кс1ждой вторичной обмотке подключен выпрямительный мост, проводящий ток в одном (прямом) направлении. Од-25 ноименные полюса выпрямительных мостов объединены и подключены к нагрузке. Между нулевыми точками вторичных обмоток трансформа.тора включены ком.мутирующие конденсаторы 2 . 30

Этот преобразователь имеет высокий коэффициент мощности (может рабо-. тать с опережающим .коэффициентом мощности) . Однако он питает, например, ванны электролиза только стационарным выпрямленным током одного направления и не обеспечивает питания -ванн нестадионарньями импульсным и импульснореверсивным токами. Осуществление же электролиза с использованием нестационарных токов существенно увеличивает производительность ванн, улучшает качество металла и сокращает удельный расход электроэнергии на электролиз. Кроме того, известный преобразователь имеет гармонические составы потребляемого из сети тока и выпрямленного напряжения, отвечающие лишь шестифазному режиму преобразования. Известно же, что шестифазный режим не отвечает стандарту по качеству электрической энергии, поэтому использование данного преобразователя для мощных потребителей нецелесообразно.

Известен двенадцатифазный реверсивный компенсированный преобразовательный агрегат, содержащий трансформатор с одной первичной и четырьмя вторичными трехфазными обмотками, два .блока, каждый из которых состоит из

двух управляемых выпрямительных мостов прямого и двух аналогичных мостов обратного направления тока, и две Korfденсаторные батареи, причем одна пара управляемьах мостов прямого и обратного направления тока первого блока подключена к первой вторичной обмотке трансформатора, соединенной в прямую звезду, вторая пара управляег.щлх мостов прямого и обратного направления тока этого же блока подключена ко второй вторичной обмотке, соединенной в обратную звезду, одна пара управляемых мостов прямого и обратного направления тока второго блока подключена к третьей вторичной обмотке, а аналогичная другая пара управляемых мостов этого же блока подключена к четвертой вторичной обмотке .

Этот преобразовательный агрегат обеспечивает питание нагрузки как стационарным выпрямленным током разного направления, так и нестационарными импульсным и импульсно-реверсивным токами при высоком коэффициенте мощности и хороших гармонических составах сетевого тока и выпрямленного напряжения, соответствующих двенадцатифазному преобразованию. Однако он сложен , поскольку требует четыре специальных трехфазных реактора и имеет довольно сложное подключение компенсирующих устройств к выпрямительным блокам.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в компенсированном реверсивном преобразовательном агрегате, содержащем трансформатор с одной первичной и четырьмя вторичными трехфазными обмотками, два блока, каиодый из которых состоит из двух управляемых выпрямительных мостов прямого и двух аналогичных мостов обратного направления тока, и две конденсаторные батареи, причем одна пара управляемых мостов прямого и обратного направлени тока первого блока подключена к первой вторичной обмотке трансформатора, соединенной в прямую звезду, вторая пара, управляемых мостов прямого и обратного направления тока этого же блока подключена ко второй вторичной обмотке, соединенной в обратную звезду i одна пара у правляемых мостов прямого и обратного направления тока взйррого блока подключена к третьей вторичной обмотке трансформатора, а аналогичная другая пара управляемых мостой этого же блока подключена к четвертой вторичной обмотке, указанная третья вторичная обмотка трансформатора соединена в прямой зигзаг, а четвертая - в обратный зигзаг, причем одна из указанных конденсаторных батарей включена между нулевыми точ.ками двух вторичных обмоток трансформатора, соединенных одна - в прямую, а другая - в обратную звезды, а другая конденсаторная батарея включена между нулевыми точками двух других вторичных обмоток трансформатора, соединенных одна в прямой, а другая в обратный загзаги.

Кроме того, с целью обеспечения двенадцатифазного режима преобразования угол сдвига между фазными ЭДС вторичных обмоток трансформатора, соединенных одна в прямую звезду, а другая - в прямой зигзаг, равен 30 эл.град.

На чертеже представлена принципиальная схема компенсированного реверсивного преобразовательного агрегата

Он содержит трансформатор 1 и два блока, каждый из которых включает две пары управляемых выпрямительных мостов 2 прямого направления тока, две пары выпрямительных мостов 3 обратного направления тока и две конденсаторных батареи 4.

В интервале времени, когда агрегат питает, например, ванны электролиза прямым током, работают только пары мостов прямого направления тока 2, Конденсаторные батареи 4 .осуществляют искусственную коммутацию вентилей этих пар мостов, что обеспечивает высокий коэффициент мощности преобразователя. Конденсаторные батареи перезаряжаются с частотой, в три раза превышающей частоту напряжения питающей сети переменного тока и поэтому имеют высокую эффективность использования. Так осуществляется питание ванн.электролиза стационарным выпрямленным током одного направления.

Для осуществления питания ванн стационарным выпрямленным током обратного направления снимаются импульсы управления с вентилей пар мостов 2 и подаются импульсы на вентили пар мостов 3 обратного направления тока. Теперь уже работают только эти пары мостов. Искусственная коммутация вентилей этих пар осуществляется теми же конденсаторными батареями 4. Ив этом случае преобразователь работает с высоким коэффициентом мощности, а конденсаторы перезаряжаются с тройной частотой и имеют высокую эффективность использования. Импульсный режим работы преобразователя обеспечивается следукздим образом. Импульсы-управления подаются на вентили пар мостов одного направления тока (либо на вентили пар мостов 2, либо на вентили пар мостов 3 в зависимости от необходимой полярности импульсов выпрямленного тока). За счет фазового управления вентилями работающей пары мостов вьтрямленный ток снижается до нуля. Затем после необходимой паузы ток вновь увеличивается до номинальной величины. Необходимое время агрегат работает с номинальным выпрямленйым током. Затем аналогично осуществляется новая пауза в протекании тока и т.д. Импульсно-реверсивньой режим осуществляется подобным образом, только при этом попеременно работают пары мостов 2 и 3 соответственно в вы прямительном и инверторном режимах,а конденсаторные батареи используются те же самые и с высокой эффективностью. Формула изобретений 1. Компенсированный реверсивный преобразовательный агрегат, содержащий трансформатор с одной первичной и четырьмя вторичными трехфазными обмот ками, два блока, каждый из которых со стоит из двух управляемых выпрямитель ных мостов прямого и двух аналогичных мостов обратного направления тока, и две сонденсаторные батареи,причем одна пара управляемых мостов прямого и обратного направления тока первого блока подключена к первой вторичной обмотке трансформатора, соединенной в прямую звезду, вторая пара управляемых мостов прямого и обратного направления тока этого же блока подключена ко второй вторичной обмотке,соединенной в Обратную звезду,одна пара управляемых мостов прямого и обр.атног направления тока второго блока подклю чена к третьей вторичной обмотке тран форматора, а аналогичная другая пара управляемых мостов этого же блока под ключена к четвертой вторичной обмоткё, отличающийся тем,, что, с целью упрощения, указанная третья вторичная обмотка трансформатора соединена в прямой зигзаг, а четвертая - в обратный зигзаг, причем одна из указанных конденсаторных батарей включена между нулевыми точками двух вторичных обмоток трансформатора, соединенных одна - Б прямую, а другая - в обратную звезды, а другая конденсаторная батарея включена между нулевыми точками двух других вторичных обмоток трансформатора, соединенных одна в прямой, а другая - в обратный зигзаги. 2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения двенадцатифазного режима преобразования, угол сдвига между фазными ЭДС вторичных обмоток трансформатора, соединенных одна в прямую звезду, а другая - -в прямой зигзаг, равен 30 эл.град. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Аптер Э.М. и др. Мощные тиристорные выпрямители для электроприводов постоянного тока. М., Энергия, 1975. 2.Глинтерник С.Р. и др. Электромагнитные процессы в трехфазном двухмостовом преобразователе с искусственной коммутацией на тройной частоте.-Преобразовательные устройства и системы возбуждения синхронных МЕШЗИН. Л., Наука, 1973, с. 40, рис. 1. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2600834/24-07, кл. Н 02 М 9/06, 1978 (прототип).