Устройство для регулирования реактивной мощности м.в.агунова

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для повышения коэффициента мощности электрических машин и статических преобразователей в промышленных установках для снижения колебаний и регулирования напряжения в системах электроснабжения дуговых печей. Цель - упрощение и улучшение массогабаритных характеристик. Напряжение подается на две трехфазные системы первичных обмоток фазоповоротных трансформаторов, одна из которых соединена в треугольник, к вершинам которого подключены фазы другой системы. Число витков этих обмоток обеспечивает сдвиги фаз выходного напряжения относительно питающего (для первого трансформатора 0°, для второго 80°, для третьего 160°) за счет включения управляемых вентилей по мостовой схеме. Входное переменное напряжение каждой фазы подается на соответствующие входы моста. За счет переключения вентилей из линейных и фазных напряжений формируется выходное напряжение умножителя частоты. Положительный полупериод выходного напряжения на выходе преобразователя частоты формируется при поочередной подаче отпирающихся импульсов. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.!ИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

;„SUU„„1!480OI :

Н 02 J 3/18,р.. (. +.р,р

Я

Ф,!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ!ЕН

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯ1 Л

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4254893/24-О7 (22) 01 .06.87 (46) 15.05 .89. Бюл. N" 18 (75) Г!.В. Агунов (53) 621 .31 6,925(ОЯЯ .8) (56) Шидловскии А.К., Федий В.С. Частотно-регулируемые источники реактивной мощности. Киев: Наукова думка, 1980.

Джюджи Л., Пелик Б. Силовые полупроводниковые преобразователи час— тоты. М.: Зкергслтомизда-.„ 1 983. с. 361 -369. (54) УСТРОЙСТВО ДГ!Я РЕГУг1ИРОЗАНИЕ

PFAKTHBH0A !"!01Ш1ОСТИ !"1.В. АГУНОВА (57) Изобретение отнбситс» к энергетике и может быть использовано для повышения коэффициента мощности эле— ктрических машин и статически»: преобразователей в промышленных установках для снижения колебаний и регулирования напряжения в системах электроснабжения дуговых печей. Бель — упИзобретение относится к энергетике, предназначено для реактивной мощности в сетях энергосистем. и может быть исполь зов ано для лов ышения ко эффи циен та мощи ос ти зле к трических машин и статических преобра— зователей в промышленных установках, для снижения колебаний и регулирования напряжения в системах электроснабжения дуговых печей в электроэнергетических сетях.

Цель изобретения — упрощение и улучшение массогабаритных характерис тик . рошекие и улу-. ;.::кие м-,ñooi-ëá,.1л.:ных х л -.. л к т е р ис I I lк . Н лп р нже н пс;1 он,.-" - т с я нл две трехфазные с 1с;elkû перв 1ч.:-.х обмоток ф" з олово pciтнььх т1)ансформлто ров, одка H= I.o орь;-. соединена в треугольник „к вершина.l которого подключены фазы другой системы. Число витков этих обмоток обеспе . ивлет сдвиги фаз выходного напряжения относительно питающего (для первого о трансформатора 0, для гторсго .80

С длн третьего 1ь0 1 —,,ë с. ет вкл:очения управляемых вентилей .; . о .тс г: и

СХЕМЕ. ВХОдкОЕ IIC PO..--:.. ; ь Н:-П-ряжЕКИЕ каковой фазы подлете . IIC; " o:тв- ствующие входы моста Зл счет переключения вентилей из нпкейкь;.х kk флак:.я

H=".ïðÿæåklHé формируется выходное напряжение умкожителя I;lстоты. Положительныи полупериод выходного напря-женин нл выходе греобрлзова еля частоты формируется при поочередной подаче отпирающих импульсог. 4 ил.

На ф1;г . 1 представлена принципиальная схема устройства; ка фиг. 2 векторная диаграмма напряжений, поясняющая принцип рлбoòl-I флзспGBopoT ног= трансформатора; кл фит . 3 — кривая, поясняющие пр:1кцип умкожения частоты; нл ф1в . u — кривые, поясняющие принцип получения гьходкого напряжения устройства, Устройство для рсгулировлкия реактивной мollkHoc TI (ф11г, 1) содержит фазоповороткые, 2 II 3 и изолирующий

4 трансформаторы, трехфазный умкожитель частоты, состоящий из трех однофазньгх умножителей 5,6 и 7 частоты, входы которых соединены с вторичными обмотками фязоповоротных т рансформа— торов, трехфазный НПЧЕ (непосредствепный преобразователь частоты с естественной коммутацией), состоящий из трех 8,9 и 10 однофазных НПЧЕ, вы— ходы которых соединены с первичными обмотками изолирующего трансформатора. Перв ичнь(е обмотки фазоповоротных трансформаторов и вторичные обмотки изолг(ру(ощего трансформатора подключе (ц((ам 7, ° 72 V3 трехфазной системы переменного тока, а выходы умножителя частоты соединены с входами 1 .È(1Å, Устройство работает следующим об10 разом. !

1апряже,:ис с угловой частотой (>(20 с. шин т7,, V>, V попадает на две трех-. фязныс с(гстемы первичных обмоток фазоповоротных трансформаторов 1,2 и

3, одпя из которых соединена в треуголь(гик, к вершинам которого подклю — 25 чены сooòâo (ству(oщ((е фазы первичных обмоток другой системы. Системы первичных обмоток выполнены с различным числом витков. При этом каждая фаза системы выходных напряжений, получя — 30 емых в системе вторичных обмоток„ соединенных в звезду, синтезируется путем геометрическогo суммирования напряжений соответствующих фяз первичных обмоток. Этот процесс иллюстрируется векторной диаграммой напряжений, приведенной на фиг.2

Число витков систем первичных обмоток фязоповоротных трансформаторов подобрано так(гм образом, чтобы обес печ ить сдв иг и фаз выходног о нап ряжения относительно питающего для первого трансформатора 0, для второго о трансформатора 80, для третьего трансформатора 1 60 . Указанные напряжения 45 поступ 1(oT на входы умножителей 5,6 и 7 частоты. !(яждая фаза умножителя частоты состоит из трех одинаковых силовых цепей, поэтому их работу рассмотрим ((a п риме ре силовой цепи

7 (фиг. 1) . Эта цег(ь состоит из шестнадцати уп рявляемых вентилей 7 . !—

7 .16, вклк(ченцых (IA мостовой схеме.

В> цное ((еременное нап ряжение каждой (p;1 ы 1 .Ë, 1 .В, 1 .С и их общего выводя 1.N (годается ня соответствующие входя(Mocта. Такое подключение позволяя г сина с(зировать вьгходное пав пряжепис умножптеля частоты 3ÿ сче г соответству(вщего нерекл(очения венти— лей из линейных и фазных напряжений.

Принцип формирования полной кривой выходного нап ряжения умножителя частоты показан на фиг. 3. Несмотря на глухое соединение всех шестнадцати формирующих вентилей 7 .! -7.1 6, режима короткого замыкания в схеме не возникает, так как при формировании выходного напряжения вентили отпираются по очереди таким образом, что коммутация осуществляется либо между вентилями, принадлежащими только к янодной или катодной вентильным группам, либо между вентилями различных групп, но присоединенных к одной и той же фазе. При таком способе синтеза кривой частота выходного напряжения умножителя в 1,5 раза выше частоты входного напряжения. Выходные напряжения силовых цепей умножителя оказываются сдВинутыми один относительно другого на 1 20 . Такой сдвиг происхоцит за счет того, что фазовый сдвиг, вносимый фазоповорот— ными трансформаторами 1 „2 и 3, уве— личивается на выходе умножителя частоты в 1,5 раза и для силовой цепи

5 составит 80 .1,5 = 120, а для силовой цепи 6 составит 160(. 1,5 — 240" . Соотношение между частотой сети и ч астотой на выходе умножителя частоты >, /1,5 с>,= 2/3, что позволяет использовать НПЧЕ 8, 9 и 10, подключив их к выходам умножителя частоты, для генерирования напряжения с выходной угловой частотой с(, равной входной угловой частоте с(, НПЧЕ 8, 9 и 1 О, также как и умножители частоты 5,6 и 7, состоят из трех одинаковых силовых цепей. Силовая цепь НПЧЕ l О состоит из двенадцати управляемых вентилей 10.1-10.12, включенных по мостовой системе. Положительный полупериод выходного напряжения формируется при,поочередной подаче отпирающих импульсов на вентили 1 О.! -1 О. 6; отрицательный при подаче отпирающих импульсов на вентили 1 О. 7-1 0.1 2. Поочередная работа вентилей указанных групп приводит к тому, что на выходе преобразователя

10 получается выходное напряжение, принцип формирования которого пока(ан на фиг. 4. Выходы НПЧЕ 10 подкл(очены к изолирующему трансформатору 4. НПЧЕ 1 О управляется таким

< бразом, что генерируемая угловая

1 48001 6 выходная частота ы равна угловой

I входной ч астоте, желаемые составляющие выходного напряжения находятся в фазе с соответствующими напряжениямии с ис темы. Нап равлен ие и в елич u-. à потока реактивной мощности изменяются путем изменения амплитуды выходных напряжений НГЛЕ 8, 9 и 10.

Таким образом, НПЧЕ будет потреблять опережающий ток от системы переменного тока, когда амплитуда его желаемых выходных напряжений больше, чем амплитуда напряжений системы, и, наоборот, он будет потреблять отстающий ток, когда амплитуда его желаемьгс выходных напряжений меньше, чем амплитуда напряжений системы.

При сравнении более традиционными типами статических источников реактивной мощности, в которых используются шунтирующие конденсаторы и реакторы вместе с тиристорными ключами, а также высокочастотная база, устройство имеет преимущество, заключ ающеес я в мень ших ра зме рах и меньшей стоимости, потому что в нем отсутствуют реактивные элементы. Отпадает также необходимость присоединения больших конденсаторных батарей непосредственно к сети переменного тока и, следовательно, возможных вопросов, связанных с резонансом таких батарей .с сетью переменного тока . Кроме того, выходные токи имеют малое искажение и требуют незначительной фильтрации или совсем ее не требуют. формула изобретения

Устройство для регулирования реактивной мощности, содержащее изолирующий трансформатор с тремя первичными обмотками и системой вторичных обмоток, соединенных в треуголь и ик, фаз оп ов о ротные трансформаторы по числу фаз с двумя системами перви-.ных обмоток, одна из которых соединена в треугольник, к вершинам которого одними концами подключены соответствующие обмотки второй cHc TpMh! которые своими други и концами подключены к сети, и вторичными обмотками изолирующего трансформатора, и одной системой вторичных обмоток, соединенных в звезду с выведенной нейтралью, умножитель частоты и непосредственный преобразователь частоты, о т

25личающееся тем,что,с целью упрощения и улучшения массог",áàðèòíbæ характеристик. вторичные обмотки Kàæäîãо фазоповоротного трансформатора присоединены к соотЗо ветствующим входам умножителя частоты, выход которого соединен с входом непосредственного преобразователя частоты, выходы которого соединены с соответствующими фазами первичных обмоток изолирующего трансформатора.

1 48001 6

1ц800! б Л Риг. 3

148001 6

Составитель К. Хоециан

Редактор Н. Киштулинец Техред А.Кравчук Корректор П. Патай

Заказ 2551 /51 Тираж 608 Подписное

ВН>ИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, уп. Гагарина,101