Обратимый компенсационный преобразователь (его варианты)

Обратимый компенсационный преобразователь (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Обратимый компенсационный преобразователь, содержащий на ctopoне переменного тока трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками , соединенными в звезду, на стороне .постоянного тока - две трехфазные группы вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к трехфазной батарее конденсаторов регулируемой емкости, выходные выводы , отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, эффективности использования основного оборудования и фазности преобразования , j выходным выводам через введенные двухфазные уравнительные реакторы дополнительно подключены шесть трехфазных групп вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к указанной трехфазной батарее конденсаторов, при этом указанные дополнительные трехфазные группы вентилей подключены к трем трансформаторам со вторичными обмотками, соединенными в звезду. a первичные обмотки всех трансформаторов соединены в зигзаг. 2.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что первичные обмотки трехфазных трансформато- .ров, соединенные в зигзаг, вьтолнены из основной и дополнительной секций, соединенных между-собой и включенных в сеть так, что начала основных секций фаз А, В, С трансформаторов подключены к соответствующим фазам сети в первом и втором трансформаторах, к фазам В, С, А сети соответственно в третьем трансформаторе и к фазам С, А, В сети соответственно в четвертом трансформаторе, начала дополни« тельных секций каждого трансформатора объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно в первом и третьем трансформаторах и с концами дополнительных секций фаз.В,С,А соответственно во втором и четвертом трансформаторах. 3.Преобразователь по п.1, о т tC СО л и ч a ю щ и и с я тем, что первичные обмотки трехфазных трансформа торов, соединенные в зигзаг, выполнены из основной и .дополнительной секций, соединенных между собой и включенньк в сеть так, что начала основных секций фаз А,В,С трансформаторов подключены к соответствующим фазам сети в первом к четвертом трансформаторах, к фазам C,AjB сети соответственно во втором трансформаторе и к фазам В,С,А сети соответственно в третьем трансформаторе, начала дополнительных секций каждого трансформатора объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с

„„SUÄ„1129707 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗОВ Н 02 М 7/68, Н 02 М 7/155

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф ;ч; .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/Е:, :".::-::-::-.,/

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ .. " - -: зу --.. ( (21) 3563385/24-07, 3567814/07 (22) 11.03.83 (46) 15.12.84. Бюл. У 46 .(72) В.С.Бойко (7.1) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 621. 314.6 (088. 8) (56) 1. Авторское .свидетельство СССР

O 961074, кл» Н 02 М 7/12. 19812. Чиженко И.М. Исследование компенсационных преобразователей. Дис. на соиск. учен. степени д-ра техн. начк. Киев, 1963, ч. II с.1, Фиг.1-1. (54) ОБРАТИМЫИ КО1ЖЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Обратимый компенсационный преобразователь, содержащий на стороне переменного тока трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, на сторо-не постоянного тока — две трехфазные группы вентилей, аноды и катоды которых пофазно -объединены и подключены к трехфазной батарее конденсаторов регулируемой емкости, выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, эффективности использования основного оборудования и фазности преобразования, к выходным выводам через введенные двухфазные уравнительные реакторы дополнительно подключены шесть трехфазных групп вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к указанной трехфазной батарее конденсаторов, при этом указанные дополнительные .трех.фазные группы вентилей подключены к трем трансформаторам со вторичными обмотками, соединенными в звезду, а первичные обмотки всех трансформаторов соединены в зигзаг.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что первичные обмотки трехфазных трансформато,ров, соединенные в зигзаг, выполнены из основной и дополнительной секций, соединенных между собой и включенных в сеть так, что начала основных секций фаз А, В, С трансформаторов под ключены к соответствующим фазам сети в первом и втором трансформаторах, к фазам В, С, А сети соответственно в третьем трансформаторе и к фазам

С, А, В сети соответственно в четверФ том трансформаторе, начала дополни - ® тельных секций каждого трансформатора.объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаэ С,А,В соответ- ственно в первом и третьем трансфор- .Я маторах и с концами дополнительных секций фаэ В,С,А соответственно во втором и четвертом трансформаторах.

3. Преобразователь по п.1, о т — фф л и ч а.ю шийся тем, что пер- Я ) вичные обмотки трехфазных трансформа- а ) торов, соединенные в зигзаг, выпол- ( иены из основной и дополнительной е, секций, соединенных между собой и включенных в сеть так, что начала основных секций фаз А,В,С трансформаторов подключены к соответствующим фазам сети в первом и четвертом . В трансформаторах, к фазам С,А В сети соответственно во втором трансформаторе и к фазам В,С,А сети соответственно в третьем трансформаторе, начала дополнительных секций каждого трансформатора объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с. 1129707 концами дополнительных секций фаз

В,С,А, в первом и третьем трансформаторах, и с концами дополнительных секций фаз С,А,В во втором и четвертом трансформаторах.

4. Обратимый компенсационный преобразователь, содержащий на стороне переменного тока пнтакиций трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, на стороне постоянного тока — две трехфаэные группы вентилей, аноды и катоды которых пофаэно объединены и подключены к трехфазной батарее конденсаторов регулируемой емкости, выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, эффективности использования основного оборудования и фазности преобразования, к выходным выводам

/ через введенные двухфазные уравнительные реакторы дополнительно подключены еще шесть трехфазных групп вентилей, аноды и катоды которых пофаэно объединены и подключены к указанной трехфазной батарее конденсаторов, при этом указанные дополнительные трехфазные группы вентилей подключены к питающим трехфазным трансформаторам со вторичными обмотками, соединенными ъ звезду, и с первичными обмотками, соединенными в звезду — в первом и втором трансформаторах и в треугольник - в третьем и четвертом трансформаторах, а все питающие трансформаторы включены в сеть через фазоповоротные устройства.

5. Преобразователь по п.4, о т— л и ч а ю шийся тем, что фазоповоротные устройства выполнены в виде двух трехфазных трансформаторов,. .вторичные обмотки которых состоят из основной и дополнительной секций, соединенных в зигзаг так, что начала основных секций фаз А,В,С каждого из фазоповоротных устройств подключены к соответствующим фазам питающих трансформаторов, начала дополнительных секций объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз

В,С,A соответственно в одном фазоповоротном устройстве, подключенном к первому и четвертому трансформаторам, и с концами дополнительных секций фаэ С,A В соответственно в другом фазоповоротном устройстве.

6. Преобразователь по п.4, о т л нч а ю шийся тем, что фазоповоротное устройство выполнено в виде трехфазного трансформатора с двумя вторичными обмотками, состоящими из основной и дополнительной секций, соединенных в зигзаг так, что начала основных секций фаэ А,В,С фазоповоротных устройств подключены к соответствующим фазам питающих трансформаторов, начала дополнительных секций объединены, концы основных секций фаэ А,В, С соединены с концами дополнительных секций фаз В,С,А соответственно в обмотке, подключенной к первому и второму трансформаторам, и с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно в обмотке, подключен .ой к третьему и четвертому трансформаторам.

7. Обратимый компенсационный преобразователь, содержащий на стороне переменного тока питающий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, на стороне постоянного тока — две трехфззные группы вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к трехфаэной батарее конден саторов регулируемой емкости, выходные выводы, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения экономичности, эффективности использования основного оборудования и фазности преобразования, к выходным выводам через введенные двухфазные уравнительные реакторы дополнительно подключены шесть трехфазных групп вентилей, аноды и катоды которых пофаэно объединены и подключены к указанной трехфазной батарее конденсаторов, при,, этом дополнительные трехфазные груп- пы вентилей подключены к питающим трехфазным трансформаторам с первичными обмотками, соединенными в звезду и в треугольник и со вторичными обмотками, соединенными в зигзаг.

8. Преобразователь по п.7, о тл и ч а ю шийся тем, что первый и второй питающие трансформаторы соединены по схеме звезда — прямой и обратный зигзаг, а третий и четвертый — по схеме, треугольник — и- ямой и обратный зигзаг, при этом прямой зигзаг образован основной и дополнительной секциями так, что начала основных секций фаз всех питающих трансформаторов Подключены к соответl129707 ствующим фазам трехфазных групп вентилей а начала дополнительных секций трех фаэ объединены между собой, образуя нулевые точки, концы основных секций фаз А,В,С соединенц с концами дополнительных секций фаз В,САсоответственно в первом и четвертом трансформаторах и с концами дополни тельных секций фаз С,А,В соответственно во втором и третьем трансформаторах, а обратный зигзаг образован аналогично прямому зигзагу при противофазном подключении тех же секций.

9. Преобразователь по п,7, о.тл и ч а ю шийся тем, что первый и четвертый питаклцие трансформаторы соединены по схеме звезда — прямой и обратный зигзаг, а второй и третий — по схеме треугольник †.пря1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для питания мощных потребителей в элект- . рифицированном транспорте, цветной металлургии, химической промышленности — для питания установок электрографитации °

Известен компенсированный двадца.тичетырехфаэный преобразовательный 10 агрегат, содержащий два двумостовых преобразовательных блока, питающихся от трансформаторов с одной первичной обмоткой, снабженной устройством регулирования напряжения под нагрузкой, 15 и двумя вторичными, соединенными в звезду и в треугольник. Блоки соеди- . нены по постоянному току параллельно и снабжены коммутируниции устройством, выполненным в виде трехфазного реак- 7п тора, зашуйтированного пофазно конденсаторными батареями. Полюса, образованные средними точками фазных обмоток реактора компенсирующего устройства, подключены к входным выво- 75 дам. Между полюсами, образованными началами фазных обмоток реактора ком.пенсирующего устройства и полюсами .первичной обмотки трансформатора включены фазоповоротные устройства сь о сдвигом фазных напряжений на угол мой и обратный зигзаг., при этом прямой зигзаг образован основной и до« полнительной секциями так, что начала основных секций фаз всех пи!гающнх трансформаторов подключены к соответствующим фазам трехфазных групп вен™ тилей, а начала дополнительных секций трех фаэ объединены между собой, образуя нулевые точки, концы основных секций фаэ А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз В,С,A соответственно в первом и втором пи тающих трансформаторах и с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно в третьем и четвертом трансформаторах, а обратный зигзаг образован аналогично прямому зигзагу при противофаэном подключении тех же секций.

+7,5 эл. град. в первом блоке и на—

7,5 эл. град. — во втором (1 1.

Недостатком преобразовательного агрегата является наличие в коммутирующем устройстве трехфазного реактора — места дополнительных потерь энергии и элемента, снижающего его: технологичность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является условно-шестифазный каскадный компенсационный преобразователь, содержащий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезды, две трехфазные группы вентилей.(анодную и катодную) s одну трехфазную .батарею конденсаторов, смонтированную в звезду или в.треугольник, включеннуа между указанными группами вентилей.

Симметричный режим работы такой схемы возможен при сдвиге между ЭДС одноименных фаз вторичных обмоток питающего трансформатора на угол М .

При этом напряжение на конденсаторах имеет одинарную частоту (как в сети). и.способно обеспечивать опережающую: коммутацию тока вентилями, т.е. компенсационный режим работы всей схе-:

3,1129

Недостатками условно-шестифаэногокаскадного компенсационного преобразователя являются нвзкая фаэность преобразования, при которой в питающую сеть генерируются гармоники тока порядка (ба+1), т.е. 5-я, 7-я, 11-я, 13-я и т.д., а также низкая эффективность использования конденсаторной батареи, поскольку в этой схеме установленная мощность конденсаторов и 10 генерируемая реактивная мощность примерно равны между собой.

Цель изобретения — повьппение экономичности, эффективности использования основного оборудования и фазности преобразования.

Цель достигается тем, что в обратимом компенсационном преобразователе по первому варианту, содержащем на стороне переменного тока трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, на стороне постоянного тока — две трехфазные группы вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к трехфаэной батарее конденсаторов регулируемой емкости, выходные выводы, к которым через введенные двухфазные уравнительные реакторы дополнительно подключены шестьЗО трехфаэных групп вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к указанной трехфаэной батарее конденсаторов, при этом указанные дополнительные трехфазные

33 группы вентилей подключены к трем

\ трехфазным трансформаторам со вторичными обмотками, соединенными в звезду, а первичные обмотки всех трансформаторов соединены в зигзаг.

Первичные обмотки трехфазных трансформаторов, соединенные в зигзаг, выполнены из основной и дополнительной секций, соединенных между собой и включенных в сеть так, что начала 45 основных секций фаэ A,Â,С трансформаторов подключены к соответствующим фазам сети в первом и втором трансформаторах, к фазам В,С,А, сети соответственно в третьем трансформаторе и к фазам С,А,В сети соответственно в четвертом трансформаторе, начала дополнительных секций каждого трансформатора объединены, концы основных секций фаз A В,С соединены с у концами дополнительных секций фаз

С,A B соответственно в первом и тре" тьем трансформаторах и с концами до701 полнительных секций фаэ В,С,А соответственно во втором и четвертом трансформаторах.

Причем первичные обмотки трехфазиых трансформаторов, соединенные в зигзаг, выполнены иэ основной и дополнительной секций, соединенных между собой и включенных в сеть .так, что начала основных секций фаз А,В,С трансформаторов подключены к соответствующим фазам>сети в первом и четвертом трансформаторах, к фазам 0

A B, сети соответственно во втором трансформаторе и к фазам В,С,А сети соответственно в третьем трансформаторе, начала дополнительных секций каждого трансформатора объединены, концы основных секций,фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз В,С,А в первом и третьем трансформаторах и с концами дополнительнык секций фаз С,А,В во втором и четвертом трансформаторах.

В обратимом компенсационном преобразователе (по второму варианту), содержащем на стороне переменного тока питающий трехфазный трансформатор

> с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, на стороне постоянного тока — две трехфаэные группы вентилей, аноды и катоды которык пофазно объединены и подключены к трехфазной батарее конденсаторов регулируемой емкости, выходные выводы, к которым через введенные двухфазные уравнительные реакторы дополнительно подключены еще шесть трехфазных групп вентилей, аноды и катоды которых пофаэно объединены и подключены к указанной трехфаэной батарее конденсаторов, при этом указанные дополнительные трехфазные группы вентилей подключены к питающим трехфазным трансформаторам сО вторичными обмотками, соединенными в звезду, и с первичными обмотками, соединенными в звеэду— в первом и втором трансформаторах и

1 в треугольник — в третьем и четвертом трансформаторах, а все питающие трансформаторы включены в сеть через фазоповсротные устройства.

Фазоповоротные устройства выполнены в виде двух трехфаэных трап форматоров, вторичные обмотки которых сосToIIT иэ ОснОВнОЙ и дОполнитепьной секЦий, соединенных в зигзаг так,что начала основных сехций фаз А, Б,С каждого иэ фазоповоротных устр йств п»д1129707 ключены к соответствующим фазам питающих трансформаторов, начала дополнительных секций объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз 5

В,С,А соответственно в одном фазоповоротном устройстве подключенном к первому и четвертому трансформаторам и с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно в другом 10 фазоповоротном устройстве.

Кроме того, фазоповоротное устройство выполнено в виде трехфазного трансформатора с двумя вторичными обмотками, состоящими иэ основной и 15 дополнительной секций, соединенных в зигзаг так, что начала основных секций фаз А,В,С фазоповоротных устройств подключены к соответствующим фазам питающих трансформаторов, нача-20 ла дополнительных секций объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз .В,С,А соответственно в обмотке, подключенной к первому и второму. 2 трансформаторам и с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответст.венно в обмотке, подключенной к третьему и четвертому трансформаторам.

В обратимом компенсационном пре- Зр образователе (по третьему варианту), содержащем на стороне переменного тока питающий трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками,соединенными в звезду, на стороне постоянного тока — две трехфазные группы вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к трехфазной батарее конденсаторов регулируемой емкости, выходные выво- 4О ды, к которым через введенные двух.— фазные уравнительные реакторы дополнительно подключены шесть трехфазных групп вентилей, аноды и катоды которых пофазно объединены и подключены к указанной трехфазной батарее конденсаторов, при этом пополнительные трехфазные группы вентилей подключены к питающим трехфазным трансформаторам с первичными обмотками, соединенными в звезду и в треугольник и со вторичными обмотками соединенными в зигзаг.

Причем первый и второй питающие трансформаторы соединены по схеме звезда — прямой и обратный зигзаг, а третий и четвертый — по схеме треугольник — прямой и обратный зигзаги, при этом прямой зигзаг образован основной и дополнительной секциями так, что начала основных секций фаз всех трансформаторов подключены к соответствующим фазам трехфазных групп вентилей, а начала дополнительных секций трех фаз объединены между собой, образуя нулевые точки, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз

В,С,А соответственно в первом и четвертом трансформаторах и с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно во втором и третьем трансформаторах, а обратный зигзаг образован аналогично прямому зигзагу при противофазном подключении тех же секций.

Первый и четвертый питающие трансформаторы соединены по схеме звездапрямой и обратный зигзаг, а второй и третий - по схеме треугольник прямой и обратный зигзаг, при этом прямой зигзаг образован основной и дополнительной секциями так, что начала. основных секций фаз всех питающих трайсформаторов подключены к соответствующим фазам трехфазных групп вентилей, а начала дополнительных секций трех фаз объединены между собой, образуя нулевые точки, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз

В,С,А соответственно в первом и втором трансформаторах и с концами дополнительных секций фаз С,A,В соответственно в третьем и четвертом трансформаторах, а обратный зигзаг образован аналогично прямому зигзагу при протнвофазном подключении тех же секций.

На фиг.1 представлена схема обратимого компенсационного преобразователя по первому варианту, соцержащая трехфазнме трансформаторы с вторич- . ныии обмотками, соединенными в прямую и обра1 ную звезды, и с первичными обмотками, соединенными в зигзаг, что обеспечивает сдвиг си"тем, питающих

ЭДС одних трансформаторов на +22,5 эл. град; и других трансформаторов на

-22,5 эл . град.

На фиг.2 представлена схема обратимого компенсационного преобразователя по первому варианту, содержащая трехфаэные трансформаторы с вторичными обмотками, соединенными в прямую и обратную звезды, и с первичными

1129707 обмоткамй, соединенными в зигзаг, что обеспечивает сдвиг систем, питающих ЭДС одних трансформаторов на

+22, 5 эл.град. и других трансформаторов на -22,5 эл.град. 5

На фиг.З представлена схема обратимого компенсационного преобразователя по второму. варианту, содержащая трехфазные трансформаторы,со вторичными. обмотками, соединенными в прямую и обратную звезды, и с первичньяи обмотками, соединенными в звезду и в треугольник, включенные в сеть через фаэоповоротные устройства, сдвигающие систему питающих ЭДС одних 15 трансформаторов на 4.22,5 зл.град. и, Нй фиг.4 представлена схема обра- тимого компенсационного преобразователя по второму варианту, содержащая трехфазные трансформаторы с вторичны-20 ми обмотками, соединенными в прямую и обратную звезды, и с первичными обмотками, соединенными в звезду и в треугольник, включенные в сеть через

I фазоповоротное устройство, сдвигающее систему питающих ЭДС одних трансформаторов на +22,5 эл.град. и других грансформаторов иа -22, 5 эл.град.

На фиг.5 представлена схема обра" тимого компенсационного преобразова ЗО теля по третьему варианту, содержащая трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены в . звезду и в треугольник, а вторичные— в зигзаг, что обеспечивает сдвиг систем питающих ЭДС одних трансформаторов на +22,5 эл.град. и других трансформаторов на -22,5 эл.град.

На фиг. 6 представлена схема обратимого компенсационного преобразова- 4р тепя по треть му варианту, содержа- щая трехфазные трансформаторы,первичные обмотки которых соединены в звезду и в треугольник, а вторичные— в зигзаг, что обеспечивает сдвиг . 45 систем, питающих ЭДС одних трансформаторов на +22,5 эл.град. и других трансформаторов на -22,5 эл.град.

Все варианты обратимого компенсационного преобразователя содержат по 50 восемь трехфазных групп вентилей 1, соединенных попарно между собой через двухфазные уравнительные реакторы 2 и подключенных к общей нагрузке через двухфазные уравнительные реакто- 55 ры 3. Средние точки последних явля-, ются выходными выводамн преобразователя.

ОДноименные вентили всех восьми трехфазных групп объединены пофазно между собой и подключены к трехфаэной батарее коммутирующих комденсаторов 4 регулируемой емкости, смонтированных треугольником или звездой.

В отличие от прототипа в преобразователе одна трехфазная батарея коммутирующих конденсаторов обслуживает в четыре раза большее число трехфаэных групп вентилей и схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов, обеспечиваницие требуемый сдвиг систем питающих ЭДС отдельных групп вентилей.

В схемах (фиг.1-6) питание преобразователей осуществляется от четырех трехфазных трансформаторов 5-8 (соответственно первого, второго, третьего и четвертого) с двумя вторичными обмотками. Количество трансформаторов может быть уменьшено за счет применения магнитопроводов сложной формы.

В первом варианте все трансформаторы соединены по схеме зигзаг. — прямая и обратная звезды. Вторичные обмотки всех трансформаторов одинаковы и способствуют равномерному распределению тока между параллельно включенными мостовыми схемами. Фазные

ЭДС прямой и обратной звезды равны по величине и противоположны по направлению.

В преобразователе (фиг.1) начало коммутации вентилей катодных групп сдвинуто на — в сторону отставания

jI

4 относительно одноименных вентилей анодных групп. Это достигается тем, что первичные обмотки трансформаторов

5 и 6 выполнены из секций с числом витков Ю/„ и W 1, а трансформаторов 7 ! П !

И и 8 — из секций с числом витков ЧЧ1 и %1 . если определить коэффициент ч трансформации.как C(W,(W ),. то требуемый сдвиг обеспечивается при

f f С= — =07С С = — =044С

1 % э 1 Щ 9 У

2 Z f×

С = =091С С = — -=015С

gl

Щ 1

@ S Я 1 Н, э

2 2

Приведенные значения показывают, что секция с числом витков W, является основной для трансформаторов 5 и

6, а секция 9/ „ - дополнительной. Аналогично, в трансформаторах 7 и 8 ос- новной является секция fff „, а дополнительной — секция Ф, 1129 707!

9

Соединение секций между собой и фазировка трансформатора при включении в сеть выполнены следующим образом.

Начала основных секций фаз трансформаторов 5 и 6 подключены к соответствующим фазам сети, а начала дополнительных секций отдельных трансформаторов объединены. Концы основных секций фаз А,В,С соединены с кон- 10 цами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно в трансформаторе 5 и с концами дополнительных секций фаз

В,С,А соответственно в трансформаторе 6. 15

Начала основных секций фаз А,В,С трансформаторов подключены к фазам сети В,С,А соответственно в трансформаторе 7 и к фазам сети С,А,В соответственно в трансформаторе 8, а на- 20 чала дополнительных секций отдельных трансформаторов объединены, концы основных секций фаз А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз

С,А,В соответственно в трансформато- 25 ре 7 и с концами дополнительных секций фаз В,С,А соответственно в трансформаторе 8.

В преобразователе (фиг.2) начало коммутации вентилей правой двухмосто-щ вой половины сдвинуто на — в сто 3

+ рону отставания относительно соответствующих вентилей левой двухмостовой половины. Это достигается тем, что первичные обмотки трансформаторов 5 и 8 выполнены из секций с чис/ и лом витков Ф,и W, а трансформаторов 6 и 7 — из секций с числом витИ ков % „ и \Ч . Поэтому соединение секций между собой и фазировка при 40 включении в сеть трансформаторов 5, 8, 6 и 7 преобразователя соответствует соединению секций между собой и фаэировке при включении в сеть трансформаторов 5-8 преобразователя по фиг.1.

Во втором варианте трансформаторы соединены по схеме звезда — прямая и обратная звезда и треугольник — пря-. мая и обратная звезда и включены в сеть через фазоповоротные устройст ва 9. Вторичные обмотки всех трансформаторов одинаковы, что способствует равномерному распределению тока между параллельно включенными.мостовыми схемами. Фазные ЭДС прямой и обратной звезды равны по величине и противоположны по направлению.

В преобразователе (фиг.З) трансформаторы 5 и 6 соединены по схеме звезда — прямая и обратная звезда, образующие 12-ю и 6-ю группы соединений, а трансформаторы 7 и 8 — по схеме треугольник — прямая и обратная звезда с 3-й и 9-й группами соединений.

Для того, чтобы сдвинуть начало коммутации вентилей катодных групп относительно одноименных вентилей анодных групп на — s сторону от-! (4 ставания и обеспечить симметричный режим работы преобразователя, питание к трансформаторам 5,8 и 6,7 подается через отдельные фазоповоротные устройства 9..На фиг.3 фазочоворотные устройства представлены в виде трансформатора со вторичной обмоткой, соединенной в зигзаг. Фазоповоротные устройства обеспечивают сдвиг системы напряжений сети, подаваемых на первичную обмотку трансформаторов 5 и 8 на угол if/8 вперед, .а в трансформаторах 6 и 7 — на угол

ji/8 назад.

В преобразователе по фиг.4 трансформаторы 5 и 8 соединены по схеме звезда — прямая и обратная звезда; образующие 12-ю и 6-ю группы соединений, а трансформаторы 6 и 7 — по схеме треугольник — прямая и обратная звезда с 3-й и 9-й группами соединений. Для того, чтобы обеспечить симметричный режим работы преобразователя, питание к трансформаторам 5,6 и 7,8 подается через фазоповоротное устройство 9. На фиг.4 фазоповоротное устройство представлено в виде трансформатора с двумя вторичными обмотками, соединенными в зигзаг. Фазоповоротное устройство обеспечивает. сдвиг системы напряжений сети, подаваемых на первичную обмотку трансформаторов

5 и 6 на угол — Р/8, а в трансформаторах 7 и 8 — на угол -T(/8, вперед и назад соответственно.

В третьем варианте первичные обмотки трансформаторов соединены в звезду и в треугольник, а вторичныев зигзаг. Вторичные обмотки всех трансформаторов одинаковы, что способствует равномерному распределению тока между параллельно включенными мостовыми схемами. Фазные ЭДС прямого и обратного зигзага равны по величине и противоположны по направлению

12, 07 частоту.

11; 11297

В преобразователе по фиг.5 транс- форматоры 5 и 6 соединены по схеме звезда — прямой и обратный зигзаги, а трансформаторы 7 и 8 — по схеме треугольник — прямой и обратный зиг- 5 заги. Различные схемы соединения первичных обмоток обеспечивают сдвиг моментов коммутации одноименных вентилей попарно соединенных мостов на

Tl/2. Для того, чтобы сдвинуть начало коммутации вентилей катодных групп относительно одноименных вентилей анодных групп на Л/4 в сторону отставания и обеспечить симметричный режим работы преобразователя, вторичные обмотки всех трансформаторов соединены в прямой и обратный зигзаг. При этом каждая фаза вторичной обмотки трансформатора состоит иэ оснавной и дополнительной секций, обозначенных ® соответственно 6/ и Ф" . Если коэффи-! циент трансформации определить как . С=й„/%, то требуемый сдвиг íà +iV/8— й/8 получается при С =9/„/Ф =1,42С и

С"= W /Ф"=2,26С.

Прямой зигзаг на вторичной стороне собирается следующим образом. Начала основных секций фаз трансформатора подключены к соответствующим фазам трехфазных групп вентилей, а 30 начала дополнительных секций трех фаэ объединены между собой, образуя нуле вые точки; концы основных секций фаэ

А,В,С соединены с концами дополнительных секций фаз В,С,А соответственно в трансформаторах 5, 8 и с концами дополнительных секций фаз С,А,В соответственно в трансформаторах 6 и 7.

Обратный зигзаг собирается аналогично прямому, только начала и концы 40 обмоток надо поменять между собой.

В преобразователе по фиг.б трансформаторы 5 и 8 соединены по схеме звезда †прямой и обратный зигзаги, а трансформаторы б и 7 — по схеме 45 треугольник — прямой и обратный зигзаги. Соединение вторичных обмоток трансформаторов в зигзаг осуществляется также, как и в преобразователе по фиг.5. ЬО

Рассмотрим специфику работы преобразователя.

Для простоты активным и реактивным сопротивлением питающих трансформаторов.и сети будем пренебрегать,55 а индуктивное сопротивление в цепи постоянного тока примем. бесконечно большим. При этих условиях коммутация тока в вентилях происходит мгновенно, а постоянный ток является идеально сглаженным.

Так как работа преобразователя в выпрямительном и инверторном режимах идентична, ограничимся рассмотрением только выпрямительного режима.

При указанных условиях каждый вентиль преобразователя вступает в работу один раз за период и проводит ток в течение 2У/3.

Величины выпрямленных напрякений отдельных трехфазных групп вентилей одинаковы, но их мгновенные значения не совпадают во времени. Поэтому параллельная работа четырех мостов на общую нагрузку обеспечивается двухфазными уравнительными реакторами.

Двухфазные уравнительные реакторы

2 находятся в одинаковых условиях.

Они объединяют по два моста попарно и воспринимают на себя разность выпрямленных напряжений двух трехфазных групп вентилей (вызываемых в дальнейшем элементарными преобразователями).

Напряжение на реакторах состоит из фаэных напряжений одновременно работающих фаз трансформаторов в различных элементарных схемах и конденсаторной составляющей и имеет утроенную

Двухфазные уравнительные реакторы

3 воспринимают на себе разность мгновенных значений выпрямленных напряжений двухмостовых половин преобразователя. Частота напряжения на них в шесть раз больше частоты напряжения сети, Компенсационный режим работы преобразователя обеспечивается трехфазной группой конденсаторов 4. Повысить эффективность использования батареи конденсаторов можно, увеличив частоту тока в ней и уменьшив его величину. С .этой целью все восемь элементарных преобразователей подключены к одной батарее конденсаторов и эа счет сдвига систем ЭДС питающих трансформаторов 5-8 задается такая очередность вступления вентилей в работу, при которой только часть тока вентилей будет идти через конденсаторы и заряжать их.

Конденсаторная батарея обеспечивает независимую работу элементарных преобразователей и опережающую комму-. тацию тока в них. Опережающая комму 1129707

U =3 ——

Т

c IN(xKc Д 111

ЯЭ о(=а с s n

18УЗО ыС тация — особенность всех компенсаци. онных схем преобразования. Она возможна потому, что в основной контур коммутации, состоящий из очередной и предыдущей фаз питающего трансформа- 5 тора, вводится дополнительная ЭДС, I которая преодолевает в момент коммутации вышеуказанных вентилей ЭДС питающего трансформатора и осуществляет процесс комммутации. В качестве дополнительной ЭДС в схеме используется напряжение конденсаторов, которое создается их периодической перезарядкой эа счет протекания токов нагрузки. 15

Электромагнитный процесс в преобразователях по фиг.1,3,5 и в преобразователях по фиг.2,4,6 несколько отличается. Рассмотрим его особенности.

В преобразователях по фиг.1,3,5 симметричный режим работы всех трехфазных групп вентилей имеет место при сдвиге систем ЭДС трансформаторов 7 и

8 на У/2 в сторону отставания от систем ЭДС трансформаторов 6 и 5 соответственно. Одновременно система ЭДС трансформаторов 6 и 7 отстает от сис темы ЭДС трачсформаторов 5 и 8 соответственно-на л /4.

Указанные сдвиги систем ЭДС в рас-30 сматриваемом преобразователе можно получить различными способами, поэтому принцип работы всех трех вариантов преобразователя одинаковый.

Такие сдвиги систем питающих ЭДС в сочетании со схемой преобразователя позволяют получить одновременно два эффекта:повышение фаэности преобразования (в=24); повышение эффективности использования конденсаторной бата-4р реи и трансформаторов.

В конечном итоге обеспечивается экономичность преобразователя и эффективность использования основного обо.,удования, потому что при cosV =1 (оптимальном значении коэффициента мощности для предлагаемого преобразователя) трансформатор разгружается от реактивных токов, в нем уменьшаются потери. При этом установленная мощность конденсаторной батареи в

4 раза меньше компенсируемой реактивной мощности.

В рассматриваемых преобразователях ток и напряжение коммутирующих конденсаторов имеет учетверенную частоту и по форме достаточно близки к синусоиде.

14.

Ъ

Коммутация осуществляется в момент времени, соответствующий максимальному напряжению на конденсаторах где Э вЂ” ток прйходящийся на элеУ ментарный преобразователь; — — сопротивление фазы кон f денсаторов, соединенных щС треугольником.

Из формулы следует, что коммутирующее напряжение зависит от величины тока нагрузки. При увеличении последнего напряжение на. конденсаторах возрастает и свободно устанавливающийся опережающий угол реГулирования будет больше. Этот угол можно вычислить из условия равенства в момент коммутации коммутирующего я коммутируемого напряжений. Дпя рассматриваемых cx+M преобразователей выражение имеет вид где U — ампл