Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в устройствах регулирования выходного напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока. Изобретением решается задача создания трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное, характеризующегося широкими возможностями регулирования напряжения в контактной сети, а также высокими энергетическими показателями при относительной простоте реализации. Для решения поставленной задачи в трехфазном регулируемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами, предназначенными для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, по крайней мере одна из которых соединена в звезду, первый вентильный выпрямитель, вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, к каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в звезду, подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора общие точки, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести второй вентильный выпрямитель, идентичный первому и соединенный последовательно с ним, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки; вторую вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора соединить в зигзаг и подключить к второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник; каждый из двух вентильных выпрямителей выполнить в виде трехфазного моста, к одному из которых подключить общие точки соединений управляемого и неуправляемого реакторов; концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, соединить с управляемыми реакторами, а неуправляемые реакторы соединить параллельно цепи из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом. Технический результат - упрощение, повышение энергетических показателей. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в устройствах регулирования выходного напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Известен трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети и двумя трехфазными вторичными обмотками, каждая из которых соединена в звезду, причем между нулевыми выводами указанных звезд включен уравнительный реактор, отвод от середины витков которого образует один из выходных выводов для подключения нагрузки, вентильный выпрямитель, в котором одни одноименные силовые электроды вентилей объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, и вольтодобавочный трансформатор с трехфазной первичной и двумя трехфазными вторичными обмотками, соединенными в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, при этом в каждой фазе содержатся управляемый и неуправляемый реакторы, причем в каждой фазе первая обмотка управляемого реактора включена последовательно с первой вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора между свободным выводом этой обмотки и свободным выводом силового электрода соответствующего вентиля выпрямителя, вторая обмотка этого же управляемого реактора включена последовательно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора между свободным выводом этой обмотки и свободным выводом силового электрода другого соответствующего вентиля выпрямителя, первая обмотка неуправляемого реактора включена параллельно второй цепи из указанных второй обмотки управляемого реактора и второй вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора в том же направлении, что и указанные обмотки, а вторая обмотка неуправляемого реактора включена параллельно первой цепи из первой обмотки вольтодобавочного трансформатора и первой обмотки управляемого реактора в том же направлении, что и указанные обмотки, причем обмотки, входящие в первую цепь, включены в обратном направлении по отношению к обмоткам, входящим во вторую цепь [1].

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное в соответствии с [1] характеризуется улучшенной формой кривой выпрямленного напряжения благодаря сведению к минимуму значений составляющих высших гармоник, однако он обладает ограниченными возможностями регулирования напряжения в контактной сети, а также относительно невысокими энергетическими показателями.

Изобретением решается задача создания трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное, характеризующегося широкими возможностями регулирования напряжения в контактной сети, а также высокими энергетическими показателями при относительной простоте реализации.

Для решения поставленной задачи в трехфазном регулируемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами, предназначенными для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, по крайней мере одна из которых соединена в звезду, первый вентильный выпрямитель, вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, к каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в звезду, подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора общие точки, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести второй вентильный выпрямитель, идентичный первому и соединенный последовательно с ним, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки; вторую вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора соединить в зигзаг и подключить к второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник; каждый из двух вентильных выпрямителей выполнить в виде трехфазного моста, к одному из которых подключить общие точки соединений управляемого и неуправляемого реакторов; концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, соединить с управляемыми реакторами, а неуправляемые реакторы соединить параллельно цепи из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежа, на котором представлена принципиальная схема заявляемого трехфазного регулируемого преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит преобразовательный трансформатор 1, трехфазная первичная обмотка 2 которого соединена в звезду. Концы трехфазной первичной обмотки 2 преобразовательного трансформатора 1 предназначены для подключения к питающей сети 3. Преобразовательный трансформатор 1 содержит также две трехфазные вторичные обмотки 4 и 5, при этом трехфазная вторичная обмотка 4 соединена в звезду, а трехфазная вторичная обмотка 5 соединена в треугольник.

Преобразователь содержит также два вентильных выпрямителя: первый выпрямитель 6 и второй выпрямитель 7, идентичных друг другу, каждый из которых выполнен в виде трехфазного моста, соединенных последовательно друг с другом и предназначенных для подключения нагрузки.

Вольтодобавочный трансформатор 8 имеет две трехфазные вторичные обмотки 9 и 10, соединенные в каждой фазе с соответствующими вторичными обмотками 5 преобразовательного трансформатора 1, и одну трехфазную первичную обмотку 11, подключенную к питающей сети,

К каждой фазе вторичной обмотки 4 преобразовательного трансформатора 1, соединенной в звезду, подключена первая вторичная обмотка 9 вольтодобавочного трансформатора 8. Вторая вторичная обмотка 10 вольтодобавочного трансформатора 8 соединена в зигзаг и подключена к вторичной обмотке 5 преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник.

Последовательно с первой вторичной обмоткой 9 вольтодобавочного трансформатора 8 включен управляемый реактор 12, имеющий обмотки 13 и образующий совместно с вторичной обмоткой 9 вольтодобавочного трансформатора 8 цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор 14, имеющий обмотки 15, концы которых образуют с концами обмоток 13 управляемого реактора 12 в каждой фазе общие точки 16, 17, 18 соответственно.

Общие точки 16, 17, 18 соединений управляемого 12 и неуправляемого 14 реакторов подключены к вентильному выпрямителю 6.

Концы каждой фазы вторичной обмотки 10 вольтодобавочного трансформатора 8, соединенной в зигзаг, связаны с управляемыми реакторами 12.

Неуправляемые реакторы 14 соединены параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки 11 вольтодобавочного трансформатора 8, соединенной в зигзаг. Концы обмоток 13 и 15 управляемого 12 и неуправляемого реакторов 14 образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом 7.

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

При максимальном сопротивлении управляемого реактора 12 (реактор не подмагничен током в обмотке управления - обмотка управления управляемого реактора 12 не показана), вторичные обмотки 9, 10 вольтодобавочного трансформатора 8 «выключены», т.е. не происходит суммирование эдс вторичных обмоток 4, 5 преобразовательного трансформатора 1 и эдс вторичных обмоток 9, 10 вольтодобавочного трансформатора 8. Ток нагрузки протекает через вторичные обмотки 4, 5 преобразовательного трансформатора 1, через обмотки 15 неуправляемого реактора 14 и поступает на вентильные мосты 6 и 7 соответственно. В результате суммарное выходное напряжение постоянного тока на выходе вентильных мостов 6, 7 будет минимальным.

При минимальном сопротивлении управляемого реактора 12 (реактор подмагничен током в обмотке управления) к эдс вторичных обмоток 4, 5 преобразовательного трансформатора 1 добавляется эдс вторичных обмоток 9, 10 вольтодобавочного трансформатора 8. В результате суммарное выходное напряжение постоянного тока на выходе вентильных мостов 6, 7 будет максимальным.

Регулирование суммарного напряжения вентильных мостов 6, 7 производится изменением сопротивления управляемого реактора 12 путем изменения тока управления в обмотке управления (не показана) управляемого реактора 12.

Реализация заявляемого технического решения позволит относительно простыми средствами повысить напряжение в контактной сети, повысить энергетические показатели преобразователя при упрощении его конструкции. В настоящее время в ООО НПП «Электромаш», г.Екатеринбург, разрабатывается документация и ведется подготовка производства преобразователя переменного напряжения в постоянное, предназначенного для регулирования напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Литература

1. Авторское свидетельство № 1769322, МПК Н02М 7/04, 1992 г.

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами, предназначенными для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, по крайней мере, одна из которых соединена в звезду, первый вентильный выпрямитель, вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, к каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в звезду, подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора, общие точки, отличающийся тем, что он содержит второй вентильный выпрямитель, идентичный первому и соединенный последовательно с ним, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки; вторая вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора соединена в зигзаг и подключена к второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник; каждый из двух вентильных выпрямителей выполнен в виде трехфазного моста, к одному из которых подключены общие точки соединений управляемого и неуправляемого реакторов; концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, связаны с управляемыми реакторами, а неуправляемые реакторы соединены параллельно цепи из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области прикладной преобразовательной техники и может быть использовано для расширения функциональных свойств источников электропитания, получающих применение при эксплуатации и ремонте автомобилей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для программирования энергозависимых запоминающих устройств. .

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания электронно-лучевого оборудования и в других областях промышленности, где требуются мощные источники питания с высоким напряжением

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока с повышенными требованиями к надежности преобразователя

Изобретение относится к электротехнике и силовой преобразовательной технике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного тока в постоянный для питания потребителей с повышенными требованиями к качеству выпрямленного напряжения и электромагнитной совместимости

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока, преимущественно с низковольтным питанием

Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности, для преобразования переменных напряжения и тока в постоянные

Изобретение относится к технике дистанционной передачи и преобразования сверхвысокочастотной электромагнитной энергии в электрическую энергию постоянного тока и может применяться в выпрямителях малой мощности

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение

Изобретение относится к области преобразовательной техники, может использоваться в качестве вторичного источника питания, в том числе в устройствах управления светодиодным освещением

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании выпрямителей для регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков для повышения их быстродействия, а также на преобразовательных подстанциях для питания электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической отраслях промышленности для уменьшения величины пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшения содержания высших гармонических составляющих в кривой переменного тока в трехфазной сети. Технический результат заключается в создании такой архитектуры преобразователя, которая позволяет сократить расход активных материалов при замене трехфазного группового трансформатора трехстержневым, что в итоге позволит улучшить весогабаритные показатели преобразователя, упростить конструкцию преобразователя и технологию его изготовления. Для этого заявленный пятифазный преобразователь числа фаз состоит из трехфазного трансформатора, имеющего три катушки первичной обмотки, которые соединены по схеме «звезда» и подключены к трехфазной сети с нулевым проводом «0», шесть соединенных между собой основных катушек вторичных обмоток, одну дополнительную катушку вторичной обмотки и отпайки от витков основных катушек вторичных обмоток, которые совместно с выходным зажимом дополнительной катушки вторичной обмотки создают симметричную пятифазную систему напряжений. Каждая основная катушка вторичной обмотки трансформатора является стороной «шестиугольника» А, В, С, D, Е, F, преобразующего симметричную трехфазную систему напряжений в симметричную шестифазную систему напряжений, при этом дополнительная катушка вторичной обмоки своим началом подсоединена к узлу контура «шестиугольника», который не связан с основными катушками вторичной обмотки той фазы, на стержне которой находится дополнительная катушка вторичной обмотки. 2 ил.
Наверх