Устройство для регулирования @ -фазного переменного напряжения

Патент 892617

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Сото э Советскин

Социапистическнк

Республик

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >892617 (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 12. 79 (21) 2850979/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 М 5/00

G 05 F 1/24

9жударсткнный коинтат

CCCP ае делаи изооратеннй н открытий

Опубликовано 23. 12 ° 81 Бюллетень J4 47 (53) УДК 621..

° 316.722 (088.8) Дата опубликования ояисания 25. 12.81 (72) Авторы изобретения

В.В. Голубев, А.В. Кобзев и В.П. Род

Научно-исследовательский институт ав и электромеханики при Томском инстит систем управления и радиоэлект (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ m-ФАЗНОГО

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, преобразователь ной технике, и может быть использовано для регулирования, стабилизации и симметрирования m-фазного переменного напряжения, Известны устройства для регулирования m-фазного переменного напряжения, содержащие в качестве исполнительных органов силовые вольтодобате вочные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены через коммутаторы на линейные напряжения (1) и (2j.

Эти устройства обладают хорошими технико-экономическими показателями, однако функциональные возможности ограничены, так как они могут использоваться только в режиме регулирования и стабилизации выходного напряжения по модулю.

Наиболее близким из известных устройств является устройство, содержащее вольтодобавочные трансформаторы, первичные обмотки которых связаны со входными выводами, а вторичные включены между входными и выходными выводами, коммутаторы и блоки управления по числу фаз (3g.

Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не может использоваться в режиме регулирования и стабилизации фазы напряжения.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей, Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования

m-фазного напряжения, содержащее вольтодобавочные трансформаторы, пер- . вичные обмотки которых связаны со входными выводами, а вторичные включены между входными и выходными выводами, коммутаторы и блоки управления по числу фаз, содержат на каждую фазу 2п вольтодобавочных трансформаторов, первичные обмотки каждой пары которых через соответствующие

89261 коммутаторы соединены со входными выводани разных линейных напряжений, а вторичные обмотки образуют последовательную цепь включенную между вход> ным и выходным выводами данной фазы.

На фиг. 1 приведена функциональнал схема устройства для случая регулирования трехфазного переменного напряжения; на фиг. 2 вЂ” временные диаграммы, поясняющие принцип регулирования

l0 напряжения на вольтодобазочных трансформаторах; на фиг. 3-5 вЂ” векторные диаграммы для первых гармоник напряжений в различных режимах работы усттодобавочные трансформаторы 1-6, имеющие первичные 7-12 и вторичные

13-18 обмотки, и коммутаторы 19-30 с блоками управления 31-33. Коммутаторы выполнены, например, по мос20 товой схеме на полностью управляемых ключах 34-49 с двухсторонней проводимостью так, что одна диагональ каждого моста подключена к концам обмотки, а вторая диагональ вЂ” к соответствующим выводам сети (нагрузки).

Рассмотрим принцип работы устройства на примере регулирования напряжения одной фазы А (фиг. 2а).

В блоке управления 31 формиру>отся импульсные последовательности с отстающим d-p и опережающим Я1, относительно опорной последовательности 51 (фиг. 2 б), углами регулирования и подаются на смежные ключи коммутатора 19: отстающая последовательность

52 (фиг. 2 в) на ключи 40 и 38, а опережающая последовательность 53 за

35 (фиг. 2 г) на ключи 39 и 41. При этом

40 линейное напряжение сети 50 (фиг.2а) преобразуется в высокочастотное напряжение 54 (фиг. 2 д), которое регулируется и трансформируется во вторичную обмотку 13 вольтодобавочного трансформатора 1. Двухполупериодное выпрямление выходного напряжения трансформатора 1 осуществляет коммутатор 25 на ключах 34-37. Для этого на противоположные его ключи 34, 37 и 35, 36 подается опорная последовательность импульсов 51. При таком

50 управлении на выходе мостового коммутатора 25 формируется напряжение 55 (фиг. 2 г) и обеспечиваются все необходимые режимы работы вольтодобавочного трансформатора 1: максимальная вольтодобавка, регулирование вольтодобавки, режим прямой переда55 ройства.

Устройство (фиг. 1) содержит воль7 4 чи, регулирование вольтоотбавки, максимальная вольтоотбавка.

Режим максимальной вольтодобавки достигается совмещением по фазе всех трех последовательностей управляющих импульсов 51-53 (d.p О, (5p = О).

На выходе мостового коммутатора 25 при этом формируется неискаженное синусоидальное напряжение, находящееся в фазе с линейным напряжением, на которое подключен мостовой коммутатор.

Сдвигом импульсов 52 и 53 на heкоторый угол регулирования (р и

Qp) достигается режим регулируемой вольтодобавки.

Увеличением углов регулирования с р и р до четверти периода напряжения высокой частоты получают режим неискаженной передачи на нагрузку напряжения сети, т.е. напряжение на выходе вольтодобавочного трансформатора 1 равно нулю, так как одновременно замыкаются ключи 38, 39 или 40, 41, закорачивая первичную обмотку 7. При этом одновременное замыкание ключей 34, 37 или 35, 36 обеспечивает прямую передачу напряжения сети на нагрузку.

Дальнейший сдвиг импульсов 52 и

53 на угол регулирования, больший четверти периода напряжения высокой частоты, обеспечивает режим регулируемой вольтоотбавки, предельным случаем которого является режим максимальной вольтоотбавки при угле регулирования с р и jan!>, равном полупериоду напряжения высокой частоты.

Импульсы 52 и 53 в этом режиме находятся в фазе друг с другом, но в противофазе с импульсами 51. На выходе м >стового коммутатора 25 формируется неискаженное синусоидальное напряжение, находящееся в противофазе с линейным напряжением, на которое подключен мостовой коммутатор 19.

Аналогично происходит процесс регулирования в цепях вольтодобавочного трансформатора 2, причем регулирование напряжения на вольтодобавочных трансформаторах 1 и 2 производится без сдвига фазы. Дальнейшую работу устройства рассмотрим в соответствии с векторными диаграммами для первых гармоник выходного напряжения, представленными на фиг. 3-5, где 0,U>, (10, вЂ” напряжения в фазах питающей сети;

892617

U,U,U вЂ” напряжения в фазах

d ь с на выходе устройства;

0 1 0ит0 2з

U,0,0 вЂ” напряжения во вторич Ф 0У 06 ных цепях вольтодобавочных трансформаторов; и вЂ” угол поворота системы трехфазных напряжений.

Допустим, что вольтодобавочный 1Е трансформатор 1 работает в режиме вольтодобавки и его первичная цепь подключена на линейное напряжение

0>, а вольтодобавочный трансформатор 2 работает в режиме вольтоот- 1з бавки и его первичная цепь подключена на линейное напряжение ОС . В этом случае напряжение на выходе трансформатора 1 совпадает по фазе с линейным напряжением UA8, а на- 20 пряжение на выходе трансформатора 2 в противофазе с линейным напряжением 0 „ . При этом напряжения на выходе трансформаторов 1 и 2 равны между собой по модулю (i Ug ) ) = (l 0 I) ° 25

После геометрического суммирования векторов этих напряжений с вектором напряжения фазы А (0А) получается новый вектор, который представляет собой выходное напряжение фазы А (0 ) (фиг. 3) °

Из анализа векторной диаграммы видно, что величина выходного напряжения больше входного, при этом значение фазы выходного напряжения остаетcR неизменным во всем диапазоне регулирования. Если вольтодобавочный трансформатор 1 работает с режиме вольтоотбавки, а вольтодобавочный трансформатор 2 вЂ” в режиме вольтодобавки, то напряжение на выходе трансформатора 1 находится в противофазе с линейным напряжением 0, а напряжение на выходе трансформатора 2 совпадает по фазе с линейным напряжением U „ . Модули этих напряжений также равнй между собой. 8 ээттоом м ссллууччааее, исходя из векторной диаграммы на фиг.3, величина напряжения на выходе фазы А, 50 меньше величины входного напряжения.

Значение фазы выходного напряжения остаетсл также неизменным во всем диапазоне регулирования.

Если необходимо осуществить поворот системы трехфазных напряжений на угол 6, то вольтодобавочные трансформаторы 1-6 переводятся в режим вольтодобавки и, регулируя модули выходных напряжений вольтодобавочных трансформаторов в соответствующих пропорциях, осуществляют поворот системы трезфазных напряжений на угол без изменения величины входного напряжения в соответствии с диаграммой, приведенной на фиг. 4.

При работе вольтодобавочных трансформаторов в различных режимах производится одновременное регулирование величины и фазы выходного напряжения в соответствие с диаграммами на фиг.5.

Формула изобретения

Устройство для регулирования

m-фазного переменного напряжения, содержащее вольтодобавочные трансформаторы, первичные обмотки которых связаны со входными выводами, а втаричные обмотки включены между входными и выходными выводами, коммутаторы и блоки управления по числу фаз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит на каждую фазу 2п вольтодобавочных трансфорMGTopoB первичные обмотки каждой пары которых через соответствующие коммутаторы соединены со входными выводами разных линейных напряжений, а вторичные обмотки образуют последовательную цепь, включенную между входным и выходным выводами данной

Фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 504287, кл. G 05 F 1/22, 1976 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР

И 382216, кл. Н 02 Р 13/04, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР 318137, кл. G 05 F 1/22, 1972.