Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/20 

(54) УСТГОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИГОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и быть использовано, например, в качестве плавнорегулируемого источника переменного напряжения с близкой к шнусоидальной формой входного и выходного токов.

Известно устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения и тока, содержащее междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации включенный последовательно с трехфазной нагрузкой и источником трехфазного напряжения. Регулирование сглаженного переменного тока в нем осуществляется изменением тока подмагничивакия междуфазного трансформатора 11,

Недостатками известного устройства явпяются относительно больщая масса междуфазного трансформатора, работающего в качестве ipexфазного многосердечникового или стержневого управляемого дросселя, возможность регулировать только с отстающим, а не с опережаюищм током, а также длительность переходного процесса до нескольких периодов питания при изменении напряжения управления.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения, в котором междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации вьшолиен на одном ненасыщающемся ферромагнитном сердечнике по схеме автотрансформатора с отводами, пртчем через управляемые двухнаправленные ключи начало и отводы первой полуобработкнС автотрансформатора соединены с выводом для подключения нагрузки одной фазы, а все отводы и конец второй полуобмотки соединены с концами нагрузки в двух остальных фазах 2.

Недостатками данного устрсжства являются относителмю большая масса междуфазного ав15тотрансформатора и относительно большое количество управляемых ключей. Большая масса автотрансформатора объясняется тем, что автотрансформатор рассчитан на частоту питания. Наличие отноопельно большого количества ти20{жсторов вызвано тем, что концы нагрузки и зажимы обмотки автотрансформаторы необходимо соединить между собой через двунаправленные ключи. Цель изобретения - yMeHbmefme весогабаритных показателей. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для регулирования трехфазного переменного напряжения;, содержащем автотрансформатор с отводами, раЬположенными симметрично относительно крайних вьгеодов, выводы которого соединень через управляемые .ключи с выводами для подключения трехфазной нагрузки, каждый вывод для подключения одной из фаз нагрузки соединен через .соответствующий управляемый ключ с каж дым выводом автотрансформатора, при этом, все управляемые ключи, соединенные с одним выводом автотрансформатора, включены соглас

но, а ключи подключенные к соседним выводам, включены встречно друг другу.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения; на фиг, 2 - временная диаграмма напряжений в схеме и таблица очередности замыкания ключей.

Устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения (см.. фиг. 1) содержит трехфазный источник питания 1 с синусоидальными симметричными напряжениями трехфазную нагрузку 2, ключевой коммутатор 3 и односердечниковый автотрансформатор 4, соединенные последовательно. Обмотка автотрансформатора с 1ичалом 5, концом 6 и средней точкой 7 состоит из даух равных полуобмоток с отводами 8, 9 и 10, 11 (в общем случае с m отводами) соответственно. Ключевой коммутатор 3 состоит из однонаправленных полностью управляемых ключей 12-29. В качестве таких ключей можно применять, например, транзисторы в ключевом режиме или же тиристоры с принудительной коммутацией. Через эти ключи начало 5, конец 6 и все отводы 8, 9 и 10, 11 присоединены к концам нагрузки 30-32, причем все ключи, присоедине шые к одному и тому же зажиму обмотки автотрансформатора, имеют одинаковое направление проводимости, а .,ключи, соединенные с соседними зажимами обмотки автотрансформатора, имеют противоположное направление проводимости. Например, (см. фиг. 1) к зажимам 5, 9, 11 присоединены катоды тиристорных групп (12, 14, 16; 24, 26, 28 и 18, 20, 22 соответственно, а к зажимам 6, 8, 10 - аноды тиристорных групп 13, 15, 17; 19, 21, 23 и 5, 27, 29 соответственно.

Устройство для сглаженного регулировмшятрехфазного переменного напряжения работает следующим образом.i

В каждый момент времени во включе шом состоянии находятся в общем случае три ключа одан в каждой фазе. В результате этого в фазах А, В и С последовательно с нагрузкой соединены секции автртрансформатора с числом

лировать напряжения нагрузки плавно от нуля до максимума и приблизить их форму к синусоидальной.

На фиг. 2 показаны для схемы (см. фиг. 1) временные диаграммы напряжения питания фазы А ид , шесть потенциально возможных напряжений нагрузки U-J. - и,j (прерывистые синусоиды), соответствующих различным коэффициентам трансформации, напряжение одной полуобмотки автотрансформатора и пример напряжения нагрузки Опд , сформированного из отрезков шести синусоид Uj - U -j при замыкании ключей 12-29, согласно таблице на фиг. Кривые напряжений нагрузки Ung и Up аналогичны кривой и .

Потенциальные напряжения нагрузки U (см. фиг, 2) соответствуют оптимальному соотношению чисел витков секций полуобмоток автотрансформатора 4, когда при числе витков одной полуобмотки, равном W, число витков между зажимами 7 и 9 (и также между зажимами 7 и 10) равно W-y-g 0,268W, а между зажимами 7 и 8 (и также между зажимами 7 и 11) - W-j.g 0,732W, Эти соотношения обеспечивают устранение из спектра напряжения нагрузки во всем диапазоне регулирования всех высших гармоник ниже 11-ой, Увеличением числа отводов автотрансформатора и соответственно ключей- можно достигать устранения и более высоких гармоник.

Предлагаемое устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения характеризуется уменьшением массы междуфазного автотрансформатора по сравне1шю с прототипом в результате того, что частота магнитного потока многократно превышает напряжение Ш1та1шя, а также упрощением силовой схемы регулятора в результате применения полностью управляемых ключей и симметрирования схемы.

Формула изобретения

Устройство для регулирования трехфазного ч переменного шпряжения, содержащее автотранвитков WA, WB и WC соответственно. При заданных значениях междуфазных коэффициентов трансформации WB/WA и WC/WA напряжения нагрузки , и5, являются синусоидальными, но в общем случае с разными амплнтудами. Изменение междуфазных коэффициентов трансформации позволяет в широких пределах изме11ять амплитуды и фазы напряжений на нагрузке. Изменяя: в течение каждого периода пита}шя -коэффициенты трансформации WB/WA и WC/WA, с определенной последовательностью несколько раз можно формировать все три фазные напряжения нагрузки из отрезков нескольких синусоид с различными целесообразно выбранными амплитудами и фазами. Это позволяет регу. сформатор с отводами, расположенными шмметрично относительно крайних выводов, причем его выводы соединены через управляемые ключи с выводами для подс лючения трехфазной нагрузки, отличающееся тем, 410, с целью уменьшения весогабаритных пока:зателей, каждый вьтод для подключения одной из фаз нагрузки соединен через соответствующий управляемый 1слюч с каждым вьюооом автотрансформатора, при этом все управ732236

ляэмые ключи, соединенные с одним выводом автотрансформатора включены согласно, а ключи, подключенные к соседним выводам, включены встречно друг другу. 5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Современные задачи преобразовательной техники. Сб„ ч, 1, К., 1975, с, 176, ряс. 1.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2792431/24-07, кл. Н 02 Р 13/16, 1980.