Устройство для компенсации высших гармоник Советский патент 1982 года по МПК H02M1/12 

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, в частности к тиристорным преобраЭовате-глям, которые питаются от синхронного генератора, и может быть использовано на судах.

Известно устройство для компенсации высших гармоник, которое содержит синхронный генератор, тиристорный преобразователь и установленный между ними сдвоенный реактор с вращающимся магнитным полем, неподвижным ферромагнитным сердечником и обмоткой подмагничивания fl.

Однако данное устройство имеет недостаток, заключающийся в том,что оно позволяет компенсировать высшие гармоники напряжения на одной из половин его обмоток при включении на другую половину тиристорного преобразователя не более чем на 50-60% по отношению к гармоникам на зажимах генератора.

Наиболее близким предлагаемому по технической сущности является устройство для компенсации высших гармоник, содержащее синхронный генератор, тиристорный преобразователь и установленный между ними сдвоенный реактор с вращающимся полем и обмоткой подмагничивания. Ферромагнитный сердечник сдвоенного реактора выполнен явнополюсным и посажен на вал, установс ленный на подшипниках 2J.

Известное устройство позволяет повысить точность компенсации высших гармоник, однако усложняется его конструкция, что связано с наличием вращающего явнополюсного ферромагнитно10го сердечника.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и повыиениё его надежности.

Поставленная цель достигается тем,

15 что устройство для компенсации высших гармоник, содержащее синхронный генератор, к выводам которого подключен сдвоенный реактор с вращающимся магнитным полем со статорной трехфаз20ной обмоткой, ферромагнитным сердечником и обмоткой подмагничивания,причем выводы статорной обмотки подсоединены м тиристорному преобразователю с выводами для подсоединения нагрузки, снабжено удвоителем основной частоты, сдвоенный реактор снабжен дополнительной трехфазной симметричной обмоткой, соединенной в звезду и размещенной на ферромагнитном сердеч30нике соосно со статорной обмоткой, причем сердечник выполнен цилиндрическим, а выводы дополнительной обмотки подключены к выходу удвоителя основной частоты, вход которого подсоединен к выводам синхронного генератора. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из синхронного генератора 1, подключенного к сдвоен ному реактору 2 с вращающимся магнит ным полем, который содержит сдвоенные статорные трехфазные обмотки 3, Обмотку 4 подмагничивания, цилиндрический ферромагнитный сердечник 5, на который уложена соосно со статорной обмоткой трехфазная симметричная обмотка 6, одни концы ее соединены в нулевую точку, а другие подключены к удвоителю 7 основной частоты, вклю ченному на зажимы генератора 1. К одной из половин сдвоенного реактора присоединен тиристорный преобразователь 8, замкнутый на нагрузку 9. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Компенсация высших гармоник напря жения на одной из половин реактора, возникающих при работе тиристорного преобразователя, подключенного к дру гой половине, происходит при условии равенства падения напряжения на сопротивлениях реактора и генератора. Обмотка 4 управления позволяет плавно регулировать величину индуктивнос ти сдвоенного реактора. В точках А, В и С высшие гармоники напряжения компенсируются на 50-60% в сравнении с гармониками на зажимах генератора. Дальнейшее уменьшение высших.гармоник напряжения в точках А, В и С получить невозможно, так как характер изменения индуктивности и, следовательно, падения напряжения на реакторе и генераторе различны. Сопротивление синхронного генератора в сверхпереходном режиме являет ся функцией времени и определяется выражением: , , If I X Q+xg X g-x d о Xj. 9 - 2 -°- где , - сверхпереходные сопротивления генефатора по продольной и поперечной оси соответственно cot - угол повороте ротора за время t, вращающего ся со скоростью 27rf ; f - основная частота сети Из приведенного выражения следует что сопротивление х. зависит от поло жения ротора и колеблется с двойной частотой, С такой же частотой колеблетая падение напряжения на х в моменты коммутации тиристоров. Падение напряжения на сдвоенном реакторе колеблется с частотой сети. На неподвижный цилиндрический ферромагнитный сердечник 5 сдвоенного реактора 2 соосно со статорной обмоткой 3 уложена трехфазная симметричная обмотка б, одни концы которой соединены в нулевую точку, а другие подключены к удвоителю частоты,включенному на зажимы генератора. В трехфазной обмотке б появляется вращающееся с двойной частотой сети магнитное поле, которое начинает взаимодействовать с полем статорной обмотки 3 реактора, вращающимся с частотой сети. Суммарное поле реактора изменяется с двойной частотой и соответственно изменяется с двойной частотой наводимая этим полем ЭДС на обмотках реактора. Таким образом происходит выравнивание мгновенных значений падения напряжения на сопротивлении синхронного генератора и индуктивном сопротивлении сдвоенного реактора. Изобретение позволяет повысить точность компенсации высших гармоник и одновременно упростить конструкцию устройства и повысить его надежность, так как отсутствует вращающийся ротор. Формула изобретения Устройство для компенсации высших гармоник, содержащее синхронный генератор, к выводам которого подключен сдвоенный реактор с врдщающимся магнитным полем со статорной трехфазной обмоткой, ферромагнитным сердечником и обмоткой подмагничивания, причем выводы статорной обмотки подсоединены к тиристорному преобразователю с выводами для подсоединения нагрузки, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, оно снабжено удвоителем основной частоты, сдвоенный реактор снабжен дополнительной трехфазной симметричной обмоткой,соединенной В звезду и размещенной на ферромагнитном сердечнике соосно со статорной обмоткой, причем сердечник выполнен цилиндрическим, а выводы дополнительной обмотки подключены к выходу удвоителя основной частоты, вход которого подсоединен к выводам синхронного генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сборник Повышение качества электрической энергии в распределительных сетях. Киев,Институт Электродинамики АН Украинской ССР, 1974, с.62-65. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2833702, кл. И 02 Ml/12, 1979.