Обратимый преобразователь напряжения

Авторы патента:

H02M7/68 - с помощью статических преобразователей

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

Союз Советскик

Социалистмческик

Республик (Ill 7363 1 3 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено24.05.77(21) 248927$/24 07 с присоединением заявки ¹

Н 02 К 7/68

Государственный комитет (2З) Приоритетно делам нзобретеннй н отнрытнй

ОпУбликовано 25.05,80. Бюллетень % 19 (>3) Й 621Д 4. . 682 (088.8)

Дата опубликования описания 30,05.80 (72) Автор изобретения

Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомо .а (71) Заявитель (54) ОБРАТИМЫЙ ПРЕОЕРАЗОВА1 ЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Обратимый преобразователь напряжения относится к силовой преобразовательной технике и может быть использован в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так

5 и реверсивное преобразование переменного напряжения в постоянное. Он мож быть применен и для обратного преобразования постоянного напряжения в пере менно е.

I .

Известен двухмостовой двенадцатифазный некомпенсированный преобразователь, имеющий трансформатор со схемой соединения обмоток Y()/Yh который благодаря подключению одного выпрямительного моста ко вторичной обмотке трансформатора, соединенной в звезду, е другого вЂ” ко вторичной обмотке, соединенной в треугольник, имеет хорошие гармс нические составы потребляемого из сети тока и выпрямленного напряжения, отвечающие двенадпатифазному, режиму преобразования fig. Однако как и всякий некомпенсированный преобразователь оц,;м т нпзкии саЬ Р что приводит ь истреблению преобразователем из сети большой величины реактивной мощности.

Известен также обратимый преобразователь напряжения, содержащий трансфор= к «тор с двумя трехфазными вторичньппобмотками, к каждой из которых подключен выпрямит ль, собранный на управля=-мых вентилях по трехфазной мостсвой схеме, и два компенсирующих устройства, состоящих каждый из трехфазно го реактора, зашунтированного конденса торной батареей $2). Указанный преобра=-ователь, принятый а качестве прототипа, имеет высокий Со Р (при необходимости мож т р1ботать даже с опережающим углом сдвига фаз), благодаря чему снижается потребление псеобразоваталам

p2QKTEEBEEoA мощности из сети (при otIppB жающем угле сдвига фаз обеспечивается даже генерирование ее в сеть).

Однако необходимость вьщеления двойной частоты напряжения на конденсаторах

Бель изобретения вЂ” улучшение гармонического состава токов и напряжений, обеспечение независимости работы каждого из мостов в режиме работы с двойной частотой напряжения на конденсаторах и упрощение преобразователя.

Это достигается тем, что в обрати35 мом преобразователе напряжения, содержащем трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, к каждой из которых подключен выпрямитель, собранный на управляемых вентилях по тре.х40 фазной мостовой схеме, и два компенсирующих устройства, состоящих каждое из трехфазного реактора, зашунтированного конденсаторной батареей, одна из вторичных обмоток со дипека в звезду, другая вЂ” в треугольник, каждое из компенсирующих устройств подключено к одному из выпрямителей, причем егv реактор состоит из двух трехфазных обмоток, сдна из которых соединена в прямой

50 зигзаг и подключена началами к соответствующим анодом вентилей анодной группы выпрямителя, другая соединена в обратный зигзаг и подключена концами к соответствуюшил катодам вентилей катодной

55 группы выпрямителя, нулевые точки зигзагов образуют выходные выводы, а конденсаторная батарея разделена на две группы, одна из которых включена в анод30 з 7363 с целью повышения эффективности их использования в прототипе приводит к необходимости наличия у трансформатора вторичных обмоток, соединенных в прямую и обратную звезды. А это неизбежно сопровождается тем, что прототип при наличии двух выпрямительных мостов обеспечивает лишь шестифазный режим преобразования, т. е. гармонические составы потребляемого из сети тока и вью- 10 прямительного напряжения соответствуют лишь шестифазному преобразованию.

Известно, что шестифазный режим цреобразования не отвечает стандарту пс качеству электрической энергии и поэтому i5 использование прототипа для мощных потребителей затруднительно. Кроме того, нормальная работа прототипа с двойной частотой напряжения на конденсаторах обеспечивается лишь при работе обоих 20 выпрямительных мостов. К недостаткам прототипа следует отнести и то, что для осуществления компенсированного режима требуется нестандартный силовой тран- сформатор, что является весьма серьез- 25 ным препятствием при практическол< осуществлении компенсированного режима. кую, дру! ая вЂ” в к To, !!!5 к р i!I!i ве)!!I рямителя

На фиг. 1 представ !! ка схема обратимого преобразователя напряжения., представляю!!!его собой кереверсивкый двухмостовой двекадцатифазкый компенсированныйй преобразователь, ка фиг. 2вЂ” схема подобного реверсивного преобразоват еля.

Двухмостовой двекадцатифазный компенсированный преобразователь содержит трансформатор 1, два выпрямительных моста 2 и 3, два трехфазных двухобмоточных реактора 4 и 5 и две трехфазкьгх конденсаторных батареи 6 и 7.

Выпрямительные мосты 2 и 3 реверсивного преобразователя содержат комплекты вентилей прямого и обратного направления тока.

При работе нереверсивкого преобразователя токи вентилей выпрямительного моста 2, протекая по обмоткам трехфазного двухобмоточного реактора 4, наводят в каждом из его стержней магнитный поток двойкой частоты без постоянной составляющей.

Благодаря этому в обмотках, а следовательно, и на конденсаторной батарее 6 напряжения имеют частоту в два раза большую, чем частота сети. Эти напряжения, как и в обы!ных компенсированных преобразователях, трансформируясь в конгуры коммутации вентилей моста 2, обеспечивают искусствекную коммутацию этих в"..íòèëåé, благодаря которой выпрямительный мост 2 работает в зависимости от величины мощности конденсаторной батареи либо с меньшим потреблением реактивной мощности, либо с генерированием ее в сеть. Такие же процессы имеют место и в другой половине преобразователя с выпрямителькым мостом 3, реактором 5 и конденсаторной батареей 7. При отключении одного из мостов обеспечивается нормальная работа другого моста с сохранением двойкой частоты капряжения ка коммутирующих конденсаторах его.

В .реверсивном преобразователе (см фиг. 2) процессы протекают аналогично.

В одном интервале времени в выпрямительных мостах 2 и 3 работают вентили, проводящие ток в прямом направлении, Искусственная коммутация вентилей в мосте 2 осуществляется с помощью напряжения на конденсаторной батарее 6, а в мосте 3 вЂ” с помощью напряжения ка конденсаторной батарее 7. Снятием импул сов управления закрываются вентили прямого направления тока и после не73 обходимой паузы включаются в мостах

2 и 3 вентили обратного направления тока. Искусственная коммутация вентилей обратного направления тока. осушест. вляется с помощью напряжений на тех же конденсаторных батареях 6 и 7.

Включение в каждый выпрямительный мост самостоятельных компенсирующих устройств, как описано выше, и подклк чение одного из мостов ко вторичной обмотке силового трансформатора, соединенной в звезду, а другого моставЂ” ко вторичной обмотке, соединенной в треугольник, выгодно отличает предлагаемый двухмостовой двенадцатифазный компенсированный преобразователь от прототипа, так как снижается доля высших гармоник в потребляемом преобразователем из сети тока и в выпрямленном напряжении, перевод в компенсированный режим с двойной частотой напряжения на коммутирующих конденсаторах осуществляется с использованием трансформатора типового исполнения. Таким образом появляется возможность сохранить нормальную работу с двойной частотой напряжения на конденсаторах одного из выпрямительных мостов преобразователя при отключении другого моста, Формула изобретения

Обратимый преобразователь напряже ния, содержащий трансформатор с двумя трехфазными вторичными обмотками, к каждой из которых подключен выпрями30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог, информстандартэлектро

05.03.09-68. Выпрямительные агрегаты, рис. 1, с. 6.

2. Новые полупроводниковые преобра зовательные устройства. - Под ред.

Чиженко И. М. и др Киев, УкрНИИНТИ, 1970 г., с. 8, рис. 5б.

313 таль, собранный на управляемых вентилях по трехфазной мостовой схеме, и два компенсирующих устройства, состоящих каждое из трехфазного реактора, зашун5 тированного конденсаторной батареей

i о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с . целью улучшения гармонического состава токов и напряжений, обеспечения независимости работы каждого из мос тов в режиме работы с двойной частотой напряжения на конденсаторах с цельк упрощения, одна из вторичных обмоч ок соединена в звезду, другая вЂ” в треуголь ник каждое из компенсирующих устройств подключено к одному.из выпрямителей е йричем его реактор состоит из двух тпахфазных обмоток, одна из которых соедин на в прямой зигзаг и подключена началами к соответствующим анодам вентилей анодной группы выпрямителя, другая соединена в обратный зигзаг и подключена концами к соответствующим катодам вентилей катодной группы выпрямителя, нулевые точки зигзагов образуют выходные выводы, а конденсаторная батарея разделена на две группы, одна из которых включена в анодную, другая вЂ” в катодную группы выпрямителя °

Похожие патенты:

Патент 402126 // 402126

Патент 283320 // 283320

Компенсированная преобразовательная система электроснабжения // 2107374

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для электроснабжения электролизных, электротермических установок, железнодорожного транспорта и других потребителей электрической энергии постоянным током

Трехблочная 2m-фазная компенсированная преобразовательная система электроснабжения ю.и.хохлова // 2128394

Изобретение относится к системам электроснабжения на основе силовой преобразовательной техники, преобразующим электрическую энергию переменного тока в энергию постоянного тока и наоборот

Компенсированная система электроснабжения разночастотных потребителей электрической энергии // 2400917

Изобретение относится к системам электроснабжения на основе силовой преобразовательной техники и может быть использовано для одновременного питания как потребителей постоянного тока, так и потребителей переменного тока с различной частотой переменного напряжения, например, в качестве систем электроснабжения нефтегазодобывающего комплекса, электролизного и электротермического производства в металлургии, инструментальных цехов промышленных предприятий и др

Электропривод постоянного тока // 2020676

Несимметричный компенсированный преобразователь // 769689

Способ испытания вентильного преобразователя // 1220092

Изобретение относится к способам определения степени электромагнитной асимметрии конструкции токоведущих частей вентильного преобразователя

Преобразователь // 1432704

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б

Статический обратимый преобразователь для питания потребителей переменного и постоянного тока // 2513547

Изобретение относится к преобразователям напряжения, предназначенным для электропитания потребителей переменного и постоянного тока, и содержит первый порт «входа выхода» на стороне подключаемой аккумуляторной батареи и второй порт «входа-выхода» на стороне питающей сети переменного тока. В инверторном режиме работы постоянный ток подается от аккумуляторной батареи на первый порт, а выход переменного тока снимается со второго порта. В выпрямительном режиме входное питание переменного тока подается на второй порт, а выход постоянного тока снимается с первого порта. Между портами включены звено высокой частоты и звено автономного инвертора промышленной частоты, последовательно соединенные между собой. Работа звеньев регулируется системой управления. Звено высокой частоты выполнено в виде комбинированной схемы из параллельно соединенных по входу и последовательно по выходу в инверторном режиме резонансных инверторов и инверторов напряжения, а в выпрямительном режиме - в виде комбинированной схемы инверторов напряжения и выпрямителей. Для инверторного режима все инверторы, кроме одного, являются нерегулируемыми. А один инвертор - регулируемый. Нерегулируемые инверторы создают опорное (минимально требуемое) выходное напряжение. Регулируемый инвертор формирует дополнительное напряжение, добавляемое к опорному для того, чтобы довести выходное напряжение до требуемого значения. В выпрямительном режиме электрическая схема обратимого преобразователя работает на формирование тока заряда аккумуляторных батарей. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ инвертирования напряжения // 2584679

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в статических инверторах напряжения на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем для питания электроэнергетических систем переменного тока, а также для питания тягового электропривода. Одним из путей повышения качества выходного напряжения и электромагнитной совместимости статических преобразователей являются трансформаторы с вращающимся магнитным полем, которые обладают пространственной симметрией магнитной системы и позволяют значительно увеличить число фаз системы за счет использования круговых обмоток с отводами либо вторичных многофазных обмоток. В случае автономного инвертора на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем можно получить многофазное вторичное напряжение за счет коммутации отводов первичной круговой обмотки, питаемой от источника постоянного напряжения. При этом во вторичной многофазной обмотке формируется переменное напряжение, частота которого определяется скоростью коммутации круговой обмотки, а число фаз полученного выходного напряжения определяется пространственным сдвигом фаз обмотки, что позволяет получить более трех фаз на выходе без использования включения в треугольник, требующего большего числа витков. В предлагаемом способе инвертирования решается задача плавного регулирования выходного напряжения статического инвертора напряжения на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем. Техническим результатом применения предлагаемого способа является возможность плавного регулирования выходного переменного напряжения при одновременном улучшении электромагнитной совместимости и повышении качества выходного напряжения без значительного увеличения числа отводов первичных круговых обмоток. 5 ил.

Компенсированная система электроснабжения удаленных потребителей электрической энергии // 2626009

Использование: в области электротехники для питания удаленных потребителей электрической энергии, например буровых установок в нефтегазодобывающем комплексе. Технический результат – повышение эффективности и надежности электроснабжения по ЛЭП переменного тока с большими величинами активного и индуктивного сопротивлений потребителей электрической энергии, расположенных на большом расстоянии от источника трехфазного переменного напряжения промышленной частоты с одновременным повышением энергетических показателей и качества электрической энергии в системе электроснабжения. Согласно изобретению в системе электроснабжения, содержащей питающую сеть, трехфазную ЛЭП, р-фазный компенсированный выпрямитель и удаленный потребитель, на входе ЛЭП включен электронный регулятор потока мощности, содержащий поперечный трансформатор, трехфазный мостовой выпрямитель, параллельно включенный конденсатор, трехфазный автономный инвертор напряжения с синусоидальной ШИМ, трехфазный продольный трансформатор с вторичной трехфазной обмоткой, включенной пофазно последовательно с трехфазной ЛЭП. Для снижения уровня высших гармоник напряжения на входе p-фазного компенсированного выпрямителя включен пассивный фильтр либо p-1 гармоники, либо p-1 и p+1 гармоник. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.