Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения

Устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкапкстич вскнх

Республик (iii 873223 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 10.12.79 (21) 2848391/24-07 с присоединением заявки ¹â€”

1 (28 ) П р иорк тет.— (5t)M. Кл.

G 05 F 1/20

Эюеударетеениый комитет

СССР ае делам иеабретеввй

II отерыткй (53) Уд К 621.316..722 (088.8) Опубликовано 15.10.81. Бюллетень ¹ З8

Дата опубликования описания 15.10.81

I (72) Авторы изобретения

В. В. Сарв, И. Э. Рание и Ю. Э. Сооярв

Институт термофизики и электрофизики АН .,эстонской СССР, (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в качестве плавнорегулируемого источника переменного напряжения с близкой к синусоидальной формой входного и выходного токов.

Известно устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения и тока, содержащее междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации, включенный последовательно с трехфазной нагрузкой и источником трехфазного напряжения. Регулирование сглаженного переменного тока в нем осуществляется изменением. тока подмагничивания междуфазного трансформатора (11, Недостатками известного устройства являются относительно большая масса междуфазного трансформатора, работающего в качестве трехфазного многосердечникового или стержневого управляемого дросселя, возможность регулировать только с отстающим, а не с опережающим

26 током, а также длительность переходного процесса до нескольких периодов питания при изменении напряжения управления.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования трехфазного переменного напряжения, в котором междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации выполнен на одном ненасыщакнцемся ферромагнитном сердечнике по схеме автотрансформатора.с отводами, причем через управляемые двухнаправленные ключи начало и отводы первой полуобработкй автотрансформатора соединены с выводом для подключения нагрузки одной фазы, а все отводы и конец второй полуобмотки соединены с концами нагрузки в двух остальных фазах (2).

Недостатками данного устройства являются относительно большая масса междуфазного автот1инсформатора и относительно большое количество управляемых ключей. Большая масса автотрансформатора объясняется тем, что автотрансформатор рассчитан на частоту питания.

Натяжке относительно большого количества тиристоров вызвано тем, что концы нагрузки и зажимы обмотки автотрансформаторы необходимо соединить между собой через двунаправленные ключи.

873223

35

50

Пель изобретения — уменьшение весогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для регулирования трехфазного переменного напряжения, содержащем автотрансформатор с отводами, расположенными симметрично относительно крайних выводов, выводы которого соединены через управляемые ключи с выводами для подключения трехфазной нагрузки, каждый вывод для подключения одной из фаз нагрузки соединен че-, рез .соответствующий управляемый ключ с каждььм выводом автотрансформатора, при этом, все управляемые ключи, соединенные с одним выводом автотрансформатора, включены согласно, а ключи, подключенные к соседним выводам, включены встречно друг другу.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения; на фиг. 2— временная диаграмма напряжений в схеме и таблица очередности замыкания ключей.

Устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения (см.. фиг.

1) содержит трехфазный источник питания 1 с синусоидальными симметричными напряжениями, трехфазную нагрузку 2, ключевой коммутатор

3 и односердечниковый автотрансформатор 4, соединенные последовательно. Обмотка автотрансформатора с началом 5, концом 6 и средней точкой 7 состоит из двух равных полуобмоток, с отводами 8, 9 и 10, 11 (в общем случае с

m отводами) соответственно. Ключевой коммутатор 3 состоит из однонаправленных полностью управляемых ключей 12 — 29. В качестве таких ключей можно применять, например, транзисторы в ключевом режиме или же тиристоры с принудительной коммутацией. Через эти ключи начало 5, конец б и все отводы 8, 9 и 10, Il присоединены к концам нагрузки 30 — 32, причем все ключи, присоединенные к одному и тому же зажиму обмотки автотрансформатора, имеют одинаковое направление проводимости, а.,ключи, соединенные с соседними зажимами обмотки автотрансформатора, имеют противоположное направление проводимости. Например, (см. фиг. 1) к зажимам 5, 9, 11 присоединены катоды тиристорных групп (12, 14, 16; 24, 26, 28 и 18, 20, 22 соответственно, а к зажимам 6, 8, 10 — аноды тиристорных групп 13, 15, 17;

19, 21, 23 и 25, 27, 29 соответственно.

Устройство для сглаженного регулирования. трехфазного переменного напряжения работает следующим образом.

В каждый момент времени во включенном состоянии находятся в общем случае три ключа один в каждой фазе. В результате этого в фазах А, В и С последовательно с нагрузкой соединены секции авщтрансформатора с числом витков WA, WB u WC соответственно. При заданных значениях междуфазных коэффициентов трансформации WB/WA и WC/WA напряжения нагрузки URA, UR3, URC являются синусоидальнымн, но в общем случае с разными амплитудами. Изменение междуфазных коэффициентов трансформации позволяет в широких пределах изменять амплитуды и фазы напряжений на нагрузке. Изменяя: в течение каждого периода питания коэффициенты трансформации

ПВ/ЯА и WC/WA, с определенной последовательностью несколько раз можно формировать все три фазные напряжения нагрузки из отрезков нескольких синусоид с различными целесообразно выбранными амплитудами и фазами. Это позволяет регулировать напряжения нагрузки плавно от нуля до максимума и приблизить их форму к синусоидальной.

На фиг. 2 показаны для схемы (см. фиг. 1) временные диаграммы напряжения питания фазы A UA, шесть потенциально возможных напряжений нагрузки U — 0 (прерывистые синусоиды), соответствующих различным коэффициентам трансформации, напряжение одной полуобмотки автотрансформатора и пример напряжения нагрузки U A, сформированного из отрезков шести синусоид 0 — Очт при замыI канин ключей 12 — 29, согласно таблице на фиг.2.

Кривые напряжений нагрузки U и U аналогичны кривой О А.

Потенциальные напряжения нагрузки. 0 — UV1 (см. фиг, 2) соответствуют оптимальному соотношению чисел витков секций полуобмоток автотрансформатора 4, когда при числе витков одной полуобмотки, равном W, число витков между зажимами 7 и 9 (и также между зажимами 7 и 10) равно W> 9 = 0,268%, а между зажимами 7 и 8 (и также между зажимами

7 и 11) — W7 = 0,732%. Эти соотношения обеспечивают устранение иэ спектра напряжения нагрузки во всем диапазоне регулирования всех высших гармоник ниже 11-ой. Увеличением числа отводов автотрансформатора и соответственно ключей можно достигать устранения и более высоких гармоник.

Предлагаемое устройство для сглаженного регулирования трехфазного переменного напряжения характеризуется уменьшением массы междуфаэного,автотрансформатора по сравнению с прототипом в результате того, что частота магнитного потока многократно превышает напряжение питания, а также упрощением силовой схемы регулятора в результате применения полностью управляемых ключей и симметрирования схемы.

Формула изобретения

Устройство для регулирования трехфазного, переменного напряжения, содержащее автотран. сформатор с отводами, расположенными симметрично относительно крайних выводов, причем его выводы соединены через управляемые ключи с выводами для подключения трехфазной нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения весогабаритных показателей, каждый вывод для подключения одной из фаз нагрузки соединен через соответствующий управляемый ключ с каждым вывоцом автотрансформатора, при этом все управ873223 6 ляемые ключи, соединенные с одним выводом автотрансформатора включены согласно, а ключи, подключенные к соседним выводам, включены встречно друг другу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Современные задачи преобразовательной техники. Сб., ч. 1, К., 1975, с. 176, рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2792431/24-07, кл. Н 02 Р 13/16, 1980.

873223

Составитель И, Головинова

Редактор K. Волошук Техред М.Рейвес Корректор Г. Решетник Заказ 9042/73 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ух город, ул. Проектная, 4