I
Изобретение относится к электротех- |нике,в частности, преобразовательной технике, и может быть использовано, например, для регулирования игш стабилизации напряжения эпектропотребитецей.
Известны устройства для регулирования трехфазного напряжения, содержащие силовой трансформатор и вентильные мосты 1 и Г2.
Недостатком этих устройств 51вляется повышенная мощность трансформатора.
Наиболее близким из известных устройств является устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее транс рматор и вентильные мосты, между входом одного из которых и входHbiMH (выходными) выводами устройства включена одна из обмоток трансформато- ра Г2.
Недостатком известного усгройства является повышенная мощность трансфор)- матора, обусловленная наличием третьей вспомогательной обмотки, а также значительное искажение выходного напряже
НИН из-за содержащихся в нем 5-ой и 7-ой гармоник.
Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения и снижение трансформаторной мощности.
Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее трансформатор, и вентильные мосты, между входом одного из которых и входными (выходными) выводами устройства включена одна из обмоток трансформатора, снабжено вторым трансформатором, выводы соответствующей обмотки которо го подключены ко входным (выходным) выводам устройства и входу второго вентильного моста, а другие обмотки обоих трансформаторов соединены между собой последовательно и подключены к выходным (входным) выводам устройства.
При этом числа витков одноименных обмоток трансформаторов, соединенных со входами выпрямительных мостов и не связанных с ними, относятся между собой как 1:1 и У3:1, соответственно, а 39 обмотка с бопьшим числом витков соединена при этом в треугопыгак. , На фиг. 1 приведена схема устройства в которой выходы вентильных мостов, выполненных на встречно-па рал- пепьно вкшоченных управляемых и неуправляемых вентилях, подключены к нако пительным конденсаторам; на фиг. 2 схема устройства, в котором выходы вентильных мостов, выполненных на управляемых вентилях с односторонней проводимостью, подключены к обмоткам сглаживающего двухобмоточного дросселя или замкнуты накоротко; на фиг. 3 - диаграммы токов. Устройство содержит: 1,2-трансформаторы; 3, 4, 5 и 6, 7 8 - обмотки трансформатора 1; 9, 1О, 11 и 12, 13, 14 - соответствующие одноименные обмотки трансформатора 2; 15 и 16 - первый и второй вентильные мосты, соответственно; 17, 18, 19 и 2О, 21, 22 - входные выводы вентильных мостов 15 и 16, соответственно; 23 - накопительные конденсаторы {фиг. 1 или обмотки сглаживающего двухобмоточного дросселя (фиг. 2), соответственно; 24, 25, 26 и 27, 28, 29 - входные и выходные выводы устройства соответ- ственно. На фиг. 3 приведены диаграммы токов устройства с индуктивным накопителем (фиг. 2), где: ij - диаграмма выходного тока гг тильного моста 15, ij - диаграмма выходного тока вен тильного моста 16. Рассмотрим принцип действия устройства с емкостным накопителем (фиг. 1). Предположим, что трехфазный источник питания подключен ко входным выводам 24, 25 и 26, а нагрузка - к выход ным выводам 27, 28 и 29. Пусть по фазам нагрузки протекают синусоидальные токи. Тогда вследствие указанного различия в коэффициентах тран формации и схемах соединения вторичных обмоток, первичные токи обоих трансформаторов также синусоидальны, равны по величине, но сдвинуты относительно друг друга неС 3(У. Если вентили диодно-тиристорных моо тов 15 и , 16 также переключаются со сдвигом на ЗО, то обе первичные цели будут находиться в одинаковых условиях, и при изменении момеита отоирания тиристоров относительно напряжения сети будет изменяться напряжение на первичных обмотках обоих трансформаторов, что 96 приведет к изменению напряжения на выходных выводах устройства. Искажение , напряжения на нагрузке при этом обусловлено высшими гармониками, соцержащимися в напряжении пноано-тиристориых мостов. При предложенной схеме вкшочения odмоток трансформаторов 1 и 2 и входов вентильных мостов 15 и 16 основные гармоники фазных вторичных напряжений со&падают по фазе, гармоники с номерами (12,+1), где К 1, 2, 3, .... так же будут совпадать по фазе, а остальные гармоники, находясь в прютивофазе будут уничтожаться (следует из разложения в ряд Фурье фазного напряжения диодно-тиристорного моста при коэффициенте трансформации 2, например, равным единице). Таким образом, в выходном напряжеНИИ не содержатся гармоники с номерами ниже 11, что и определяет малое искажение выходного напряжения, а следовательно и повьпиение его качества. Рассмотрим принцип действия устрой- индуктивным накопителем (фиг. 2). Предположим, что параметры сглаживающего двухобмоточного Дросселя 23 таковы, что суммарные ампер-витки его обмоток за период переключения вентилей остаются неизменными, т.е. выполняется условие: 1 - «/ const . (1) d а Тогда в любой момент времени в обог их мостах 15 и 16 открыто пять венти- лей, причем попеременно: в одном - два, а в другом - три вентиля. В межкоммутационные интервалы во всех обмотках трансформаторов 1 и 2 протекают неизменные по величине токи. В момент коммутации вентилей величина токов изменяется в связи с изменением схемы включения обмоток, но так, что выполняется условие (1). В результате формируется прямоугольно-ступенчатая форма токов (фиг. 3). Оба тока, первичный и вторичный содержат высшие гармоники с номерами (12К±1), К 1, 2, 3 ...повторяет форму тока, причем величина напряжения на нагрузке зависит от момента отпирания вентилей относительно литающей сети и регулируется изменением угла отпирания. При замыкании выводов постоянного тока вентильных мостов 15 и 16, во вторичной цепи гармоники токов и напряжений с номерами 6 (2Ktl), К О, 1,
2 ,4., также будут отсутствовать вследствие предлагаемого на фиг. 1 и фиг. 2 соединения вторичных обмоток и сдвига по фазе на ЗСР моментбв перекшочения вентилей мостов.
Выходное напряжение устройства в этом случае будет представлять собой кусочно-синусоидальную функцию, величина основной гармоники которой регулируется изменением угла отражения вентилей
мостов 15 и 16.
Поскольку замкнутый накоротко вентильный мост 15 или 16 представляет собой по существу трехфазную группу встречно-параллельно включенных вентилей, соединенную в звезду, то принцип работы устройства не изменится, если обе группы вентилей будут соединены не в звезду, а в треугольник,
При включении вентильных мостов не со стороны разомкнутых нулевых точек обмоток трансформаторов 1и2,асосто-1 ройы входных выводов 17, 18 и 19, обе вторичные обмотки трансформаторов 1 и 2 могут быть соединены в звезду, прк этом первичная обмотка одного из трансформаторов должна быть соединена в треугольник.
Максимальное напряжение на выход,ных выводах 27, 28 и 29 имеет место при угле управления вентилей,равном ну пю, когда нулевые точки обоих обмоток трансформаторов практически замкнуты на коротко.
В этом случае напряжение на обмотках равно напряжению питающей сети, а напряжение на нагрузке равно гертлетической сумме вторичных напряжений транформаторов 2 и 1.
С учетом фазового сдвига этих напряжений на ЗО суммарная мощность трансформаторов равна
S p «-04Stt,
где Sy, - мощность нагрузки;
г - мощность трансформаторов 1 и 2 Формула изобретения
1. Устройство для регулирования трехфазного напряжения, содержащее трансформатор и вентильные мосты, между входом одного из которых и входными (выходными) выводами устройства включена одна из обмоток трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения и снижения трансформаторной мощности, снабжено вторым трансформатором выводы соответствующей обмотки которого подключены к входным (выходным) выводам устройства и входу второго вентильного моста, а другие обмотки обоих трансформаторов соединены между собой последовательно и подключены к выходным (входным) выводам устройства.
2.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что числа витков одноименных обмоток трансформаторов, соединенных с входами вентильных мостов,
и не связанных с ними, относятся между собой как 1:1 и , соответственно, а обмотка с большим числом витков соединена при этом в треугольник,
3.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что в случае вьшолнения вентильных мостов на встречно-параллельно включенных управляемых и не, управляемых вентилях в каждый вентильный мост введен накопительный конденсатор, шунтирующий его выход.
4.Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что, в случае выполнения вентильных мостов на управляемых вентилях с односторонней проводимостью в него введен двухобмоточный сглаживающий дроссель, а их выводы подключены к обмоткам сглаживающего дросселя ипи
замкнуты накоротко.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2713123/07,
кл. Н 02 М 5/257, 1979.
2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 266343О/07,
кл. Н 02 М 5/257, 1978
tar
1
ft 73
6 J
rn
f и
612 35
