Компенсационный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК H02M7/06 

(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для питания контактной сети на железнодорожном транспорте, в тиристорном электроприводе, в электролизе.

Известен 6-пульсный компенсационный преобразовательный агрегат, содержащий трансформатор, вентильная обмотка которого через последовательно включенную конденсаторную установку подключена к трехфазному выпрямительному мосту 1.

Недостатком данного преобразовательного агрегата является сравнительно высокая мощность конденсаторной установки, так как она работает на частоте питающей сети.

Наиболее близким к предлагаемому является компенсационный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с трехфазной сетевой и двумя трехфазными вентильными обмотками, первая из которых соединена в звезду, каждая фаза которой через соответствующую фазную обмотку трехфазного реактора соединена с одним из входов трехфазного вентильного выпрямителя, собранного по мостовой схеме, и конденсаторы, образующие конденсаторную установку 2.

Недостатками этого преобразователя

5 являются низкая пульсность выходного напряжения и низкий коэффициент эффективности использования мощности конденсаторной установки.

Целью изобретения является повышение

10 пульсности выходного напряжения и КПД. Цель достигается тем, что в компенсационном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор с трехфазной сетевой и двумя трехфазными вентильными обмотками, пер вая из которых соединена в звезду, каждая фаза которой через соответствующую фазную обмотку трехфазного реактора соединена с одним из входов трехфазного вентильного выпрямителя, собранного по мостовой

20 схеме, и конденсаторы, образующие конденсаторную установку - реактор, снабжен дополнительными второй и третьей трехфазными обмотками, расположенными на одном магнитопроводе с указанной обмоткой реактора, причем каждая фаза второй обмотки реактора соединена последовательно с соответствующей фазой второй вентильной обмотки, образуя цепочку, соединенную с аналогичными цепочками других фаз в треугольник, к вершинам которого подключен дополнительно введенный трехфазный вентильный выпрямитель, собранный по мостовой схеме, а параллельно каждой фазе третьей обмотки реактора подключен конденсатор указанной конденсаторной установки.

На чертеже дана схема компенсационного преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь содержит трансформатор с тремя обмотками: сетевой 1 и двумя вентильными 2 и 3 первая 2 из которых соединена в звезду. На одном магнитопроводе реактора 4 расположены три обмотки: первая 5, вторая 6, третья 7. Вентильная обмотка 2 через обмотку 5 реактора 4 соединена с трехфазным 8 выпрямительным мостом. Каждая фаза второй 6 обмотки реактора 4 соединена последовательно с соответствующей фазой второй 3

вентильной обмотки.

На одном сердечнике магнитопровода реактора 4 располагаются по одной фазе от каждой из трех обмоток 5, 6, 7. Фаза обмотки 5 соединяется последовательно согласно с фазой вентильной 2 обмотки, а фаза обмотки 6, расположенная на том же сердечнике магнитопровода реактора 4, что и фаза обмотки 5, соединяется последовательно встречно с фазой вентильной 3 обмотки, причем упомянутые фазы вентильных 2 и 3 обмоток размещаются на одном сердечнике магнитопровода трансформатора. Указанное соединение фаз второй 3 вентильной обмотки и второй 6 обмотки реактора 4 образует схему «треугольника, к верщинам которого подсоединен трехфазный 9 выпрямительный мост.

К каждой фазе третьей 7 обмотке реактора подсоединен конденсатор 10. Все конденсаторы образуют конденсаторную установку.

Устройство работает следующим обраЗОМ.I

При работе компенсационного преобразователя в токах вентильных обмоток содержатся основные и высщие гармоники, порядок которых равен 6 К ± 1, где К 0, 1, 2 ... Благодаря тому, что вентильная 2 обмотка трансформатора соединена последовательно согласно с обмоткой 5. реактора 4, а вентильная обмотка 3 трансформатора последовательно.встречно с обмоткой 6 реактора 4, намагничивающие силы гармоник тока, порядок которых равен 6 К ± 1, где К О, 2, 4 ..., в магнитопроводе реактора направлены встречно. В связи с этим в магнитном потоке магнитопровода реактора 4 нет гармоник с указанными частотами. Следовательно, напряжение на конденсаторной установке не содержит гармоник, порядок которых равен 6 К± 1, где К О, 2, 4 ...

Намагничивающие силы гармоник тока, порядок которых б К±1, где К 1, 3, 5..., направлены согласно. Поэтому в магнитном потоке реактора и в напряжении на конденсаторной установке содержатся гармоники 5-я, 7-я, 17-Я, 19-я и т. д. Среди упомянутых гармоник наибольщую амплитуду имеет пятая гармоника.

В связи с более высокой частотой, на которой работает конденсаторная установка, эффективность ее использования в компенсационном преобразователе повыщается.

Так как напряжение вентильных 2 и 3 обмоток трансформатора сдвинуты на 30 эл. град, то вентили мостов 8 и 9 отпираются через каждые 30 эл. град, и основная гармоника напряжения на выходе преобразовательного агрегата имеет частоту в 12 раз больщую частоты питающей сети.

Изобретение может быть использовано в установках, требующих улучшения коэффициента мощности. Кроме того, используемый в агрегате реактор может выполнять функции уравнительного реактора в преобразователе по эквивалентной 12-фазной схеме.

Формула изобретения

Компенсационный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с трехфазной сетевой и двумя трехфазными вентильными обмотками, первая из которых соединена в звезду, каждая фаза которой через соответствующую фазную обмотку трехфазного реактора соединена с одним из входов трехфазного вентильного выпрямителя, собранного по мостовой схеме, и конденсаторы, образующие конденсаторную установку, отличающийся тем, что, с целью повышения пульсности выходного напряжения и КПД, реактор снабжен дополнительными второй и третьей трехфазными обмотками, расположенными на одном магнитопроводе с указанной обмоткой реактора, причем каждая фаза второй ббмотки реактора соединена последовательно с соответствующей фазой второй вентильной обмотки, образуя цепочку, соединенную с аналогичными цепочками других фаз в треугольник, к верщинам которого подключен дополнительно введенный трехфазный вентильный выпрямитель, собранный по мостовой схеме, а параллельно каждой фазе третьей обмот