Регулятор переменного напряжения

Регулятор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения мощных электропотребителей. Цель изобретения - снижение массогабаритных показателей и стоимости. Обмотки трансформаторно-дроссельного блока 11 образуют мостовую схему, уравновешенную по переменной составляющей тока. Тиристоры преобразователей 1 и 2 включаются и отключаются попарно. На дросселе 17 образуется сумма, а на трансформаторе 16 - разность выходных напряжений преобразователей 1 и 2. Выходное напряжение регулятора определяется как разность напряжений сети и выходной обмотки 12 трансформатора 16. Возможно использование в блоке 11 двухобмоточного дросселя и трансформатора с одной первичной обмоткой, включенной между средними точками обмоток дросселя, которые соединены с разнополярными выходными выводами разных преобразователей 1 и 2. В этом случае постоянные составляющие токов не поступают в трансформатор 16. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС! !У БЛИН щ) 005 F 1 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4238897/24-07; 4253112/24-07 (22) 10.04.87 (46) 15.08.90. Бюл . Ф 30 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г. Есьмана (72) Г,Б . Абдулов, Г.Ч . Аббасова и Г.В. Красных (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 960769, кл . С 05 F 1/30,- 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 !511738, кл. С 05 F 1/30, 1987. (54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения мощных электропотребителей. Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей и стоимости . Обмотки транс„„SU„„1585787 А I

2 форматорно-дроссельного блока 11 образуют мостовую схему, уравновешенную по переменной составляющей тока.

Тиристоры преобразователей 1 и 2 включаются и отключаются попарно.

На дросселе 17 образуется сумма, а на трансформаторе 16 — разность выходных напряжений преобразователей

1 и 2. Выходное напряжение регулятора определяется как разность напряжений сети и выходной обмотки 12 трансформатора 16. Возможно использование в блоке 11 двухобмоточного дросселя и трансформатора с одной первичной обмоткой, включенной между средними точками обмоток дросселя, которые соединены с разнополярными выходнымк выводами разных преобразователей 1 и 2. В этом случае постоянные составляющие токов не поступают в трансформатор 16. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1585787

Изобретение относится к электротехнике и может. быть использовано для регулирования напряжения в электрических сетях и на зажимах мощных электропотребителей, Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей и стоимости,.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема регулятора переменного напряжения (РПН) при выполнении трансформаторно-дроссельного блока на трансформаторе с двумя первичными обмотками и однообмюточном цросселе; на фиг. 2 †. то же, при выполнении трансформаторно-цроссельного блока на .двухобмцточном дросселе и трансформаторе с одной первичной обмоткой.; на фиг., 3 — диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу РПН. 20

РПН (фиг. 1 и 2) состоит из двух однофазных мостовых преобразователей

1 .и 2, собранных соответственно.на тиристорах 3-6 и 7-10. Входы преобразователей 1 и 2 подключены к входным выводам. Трансформатарно-дроссельный блок 11 содержит обмотки 12-15 и выполнен на трансформаторе 16.и дросселе 17. Выход блока 11, образо- 30 ванный первой обмоткой 12, являющейся выходной обмоткой трансформатора

16, соединен с первыми входным и выходным выводами. Вторые входной и выходной выводы соединены с общей шиной. Вторая 13 и третья 14 обмотки блока 11 выполнены со средними точками, между которыми .включена четвертая обмотка 15. Конец второй 13 и начало третьей 14 обмотки образуют 40 первый вход блока 11, соединенный.с выходом преобразователя 1, а начало второй 13 и конец третьей 14 обмот-. ки образуют второй вход блока 11, соединенный с выходом преобразователя 2.

На фиг. 1 вторая 13 и третья 14 обмотки блока 11 являются первичными обмотками трансформатора 16 и включены между однополярными выходными выводами преобразователей 1.и 2, а четвертая обмотка 15 блока 11 является обмоткой дросселя 17.

На фиг. 2 вторая 13 и третья 14 обмотки блока 11 являются обмотками

55 дросселя 17 и включены мвкду разнополярными выходными выводами преобразователей 1 и 2, а четвертая обмотка 15. блока 11 является первичной обмоткой трансформатора 16.

Сущность изобретения заключается в образовании из обмоток трансформаторно-дроссельного блока 11 мостовой схемы, уравновешенной по.переменной (фиг. 1) или постоянной (фиг, 2) составляющей тока °

Включение второй 13 и третьей 14 обмоток трансформаторно-дроссельного блока 11 между выходными выводами разных однофазных мостовых преобразователей 1 и 2 и включение четвертой

15 обмотки трансформаторно-дроссельного блока 11 между среднИми точками второй 13 и третьей 14 обмоток необходимо для разгрузки четвертой обмотки 15 по переменной (фип. 1) или, постоянной (фиг. 2) соетавляющей тока, что и позволяет снизить массогабаритные показатели и стоимость. .На фиг. 1 и 2 обозначено: U, Б, U „ - соответственно" напряжения сети на входных выводах, на, об.— мотке 12 трансформатора 16, на дросселе 17 и на выходных выводах РПН.

kla фиг. 3 по осям показано: 18— напряжение сети U ; 19 и 20 — напряжения Б, и U a выходах однофазных мостовых преобразователей 1 и 2 соответственно; 21 — напряжение U > на

9Р дросселе 17; 22 — напряжение Uq на обмотке 12 трансформатора 16; 23— напряжение Б „ на выходных выводах

РПН.

В процессе работы схемы, представленной на фиг 1, в каждом из однофазных тиристорных мостовых преобразователей 1 и 2 тиристоры включаются и отключаются попарно, -путем поочередной подачи отпирающих импульсов на ту пару. тиристоров, на которой в момент коммутации напряжение сети U c действует в прямом направлении тиристоров. При этом сумма углов управления пар тиристоров одного и того же однофазного тиристорного мостового преобразователя равна 360 + d a а сумма соответствующих пар тиристоров разных однофазных тиристорных мостовых преобразователей — 180 эл. град, где .дЫ вЂ” наибольший угол, необходмый для поддержания требуемогозначения постоянной составляющей тока преобразователей 1 и 2 по условиям надежной коммутации тиристоров в заданные моменты времени.

5 15

Допустим, к моменту времени, соот.— ветствующему углу з (фиг. 3), работают тиристоры 4,5 и 8,9, а напряжения U, и U на выходах однофазных тиристорных мостовых преобразователей 1 и 2 противоположны напряжению

U сети, как показано на фиг. 3 по осям 19 и 20 соответственно. При угле с з подаются отпирающие импульсы

1 на тиристоры 3 и 6. При этом под действием напряжения U сети эти тиристоры отпираются, а тиристоры 4 и 5 запираются, в результате чего напряжение U на, выходе однофазного тирис1 торного мостового преобразователя 1 меняет свой знак и начинает совпадать с напряжением .U сети. При угле a(7,1с

180 — о(э подаются отпирающие импульсы на тиристоры 7 и 1О, в результате чего эти тиристоры отпираются, а тиристоры 8 и 9 запираются и напряжение U> на выходе орнофазного тиристорного преобразователя 2 также меняет знак и начинает совпадать с напряжением сети Вс . При угле o(> > =

= 360 -Ы7 „(рассматривается идеальный случай, когда 84= О) отпирающие импульсы подаются на тиристоры 8 и 9, что приводит к отпиранию тиристоров

8 и 9 и запиранию тиристоров 7 и 10 °

Начиная с момента времени, соответствующего углу с,э, напряжение на выходе однофазного мостового преобразователя 2, меняет свой знак, вновь противоположно напряжению U сети.

Далее, подавая отпираю.чие импульсы на тиристоры 4 и 5 при угле 4 =

= 360 — с з, и т.д., получим диаграммы напряжений U и U, представленные на фиг. 3 по осям 19 и 20 соответственно.

Трансформатор 1 на схеме фиг. 1 испытывает разницу, а дроссель 17 сумму напряжений U, и U<. Поэтому в промежутке времени, когда напряжения U u U совпадают по направлению, напряжение на трансформаторе

16 равно нулю, а напряжение на дросселе 17 равно напряжению сети. В промежутке времени, когда напряжения

Б! и U < противоположны по направлению, наоборот, напряжение на трансформаторе 16 равно напряжению сети U а напряжение на дросселе 17 равно нулю. В результате этого напряжения дросселя 17 и трансформатора 11 изме85787 6 няются по диаграммам, представленным на фиг. 2 соответственно по осям 21 и 22. При этом по оси 22 представлено напряжение U q> обмотки 12 трансформатора 16 с учетом коэффициента трансформации. Напряжение Uz<+ на выходе РПН, представленное на фиг. 3 по оси 23, определяется как разница напряжений U сети с U> обмотки 12 трансформатора 16.

В процессе работы устройства через дроссель 17 замыкаются только постоянные составляющие токов преобраэо" вателей 1 и 2, поскольку он включен в диагональ моста, образоаанного из четырех половин обмоток 13 и 14, уравновешенного для переменных составляющих токов,,протекающих в об20 мотках 13 и 14 по условиям работы трансформатора 16.

Описанный процесс работы, диаграммы напряжений и токов, представленные на фиг ° 3, полностью относятся и к

25 РПН, представленному на фиг. 2. Разница заключается лишь в том, что мост, образованный иэ четырех половин обмоток !3 и 14, уравновешен для постоянных составляющих токов преобразователей 1 и 2 благодаря изменению полярности включения указанных преобразователей. Поэтому на схеме на фиг.2 постоянные составляющие токов не проходят в трансформатор 16, и он раз35 гружается по постоянному току.

Отсутствие переменной (фиг. 1) или постоянной (фиг. 2) составляющей тока в обмотке 15 блока 11 позволяет снизить массогабаритные показатели и

40 стоимость.

В общем случае де P О, так как изэа наличия потерь энергии в схеме

РПН площади полоямтельных полуволн . напряжений на выходах однофаэных тиристорных мостовых преобразователей

1 и 2 должны превосходить отрицательные, что необходимо для подцержания дополнительного постоянного тока, создаваемого на выводах укаэанных

5р .преобразователей по условиям обеспе.чения коммутации тиристоров в точноэаданные моменты времени. Однако

РПН работоспособен и в том случае, когда угол д специально не преду» сматривается, и принимается ba(= О, так как переменный ток трансформатора 16 в любой момент времени может замыкаться независимо от значения постоянных составляющих тока, по

1585787 крайней мере через один из однофазных мостовых преобразователей 1 или

2. В этом случае в одном иэ указанных преобразователей возможны преж5 девременные включения или пропуски включений тиристоров но это сопровождается лишь нарушением симметрии выходного напряжения без заметного нарушения режима РПН. Но в этом случае повышается экономичность работы

РПН в результате снижения постоянных составляющих тока в схеме.

ФоPмула иsобре тения

1. Регулятор переменного напряжения, содержащий два однофазных тиристорных мостовых преобразователя, входы которых подключены к входным выводам, трансформаторно-дроссельный блок, предназначенный для выделения йа дросселе суммы, ана трансформаторе — разности вмходных напряжений однофазных тиристорных мостовых пре- 25 образователей, первый и второй входы трансформаторно-дроссельного блока соединены с выходами соответствующих однофазных тиристорных мостовых преобразователей, а выход,. образованный 30 первой обмоткой трансформаторно-дроссельного блока, являющейся выходной обмоткой трансформатора, соединен с первыми входным и выходным выводами, вгорые входной и выходной выводы подключены к общей шине, при этом сумма углов управления пар тиристоров каждого однофаэного тиристорного мостового преобразователя равна 360 а сумма углов управления соответствующих пар тиристоров разных однофазHblx мостовых преобразователей — 180 о т л и ч- а ю шийся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и стоимости, трансформаторно-дроссельный блок выполнен четырехобмоточным, причем вторая и третья

его обмотки имеют среднюю точку, конец второй и начало третьей обмотки образуют первый вход, а.начало второй и конец третьей обмотки — второй вход трансформаторно-дроссельного блока, четвертая обмотка трансформаторно-дроссельного блока включена между средними точками второй и. третьей обмоток.

2. Регулятор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что вторая и третья обмотки трансформаторно-дроссельного блока являются первичными обмотками трансформатора и включены между одноподярными выходными выводами разных однофазных тиристорных мостовых преобразователей, а четвертая обмотка трансформаторно-дроссельного блока является обмоткой дросселя.

3. Регулятор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что вторая и третья обмотки трансформаторно-дроссельного блока являются обмотками дросселя и включены между разнополярными выходными выводами разных однофазных тиристорных мостовых преобразователей, а четвертая обмотка трансформаторнодроссельного блока является первичной обмоткой .трансформатора.

1585787

21

72 уи ррах .

ofyg у dgyHy y.

ФИГ 1

Составитель А. Волкова

Редактор Е. Копча Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 2326 Тираж 653 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101