SU941964A1 - Устройство дл регулировани трехфазного напр жени - Google Patents

Description

(5|) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано , например, в качестве плавнорегулируемого источника трехфазного напр жени  с близкой к синусоидальной формой тока нагрузки.

Известны устройства дл  сглаженного регулировани  трехфазного переменного напр жени  и тока, содержа- jp щие междуфазный трансформатор с переключаемым коэффициентом трансформации , включенный последовательно с трехфазной нагрузкой и источником трехфазного напр жени . В этих уст- ,5 ройствах регулирование сглаженного переменного тока осуществл етс  изменением тока подмагничивани  междуфазного трансформатора fl3 t2.

Недостатками данных устройств дл  20 сглаженного регулировани  трехфазного переменного напр жени  и тока с использованием подмагничиваемых междуфазных трансформаторов  вл ютс 

относительно больша  масса междуфаз ного трансформатора, работающего в качестве трехфазного многосердечникового или многостержневого управл емого дроссел , возможность регулировать только с отстающим, а не с onet режаюи(им током, а также длительность переходного процесса до нескольких периодов напр жени  питани  при изменении напр жени  управлени .

Наиболее близким к предлагаемому из известных устройств  вл етс  устройство дл  регулировани  трехфазного напр жений, содержащее междуфазный автотрансформатор с коммутируемым коэффициентом трансформации и две группы выводов дл  пофазного подключени  нагрузки, перва  группа из которых подключена к обмоткам междуфазного автотрансформатора, а втора  группа - к выводам дл  подключени  трехфазной питающей

Недостатками известных устройств  вл ютс  относительно большое количество тиристоров в случае реализации управл емых двунаправленных ключей встречно-параллельными тиристорами и повышенные суммарные потери в ключах, что обусловливает уменьшение коэффициента полезного действи  устройства.

Цель изобретени  - повышение коэффициента полезного действи  и упрощение устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  регулировани  трехфазного напр жени , содержащем междуфазный автотрансформатор ,с коммутируемым коэффициентом трансформации и две группы выводов дл  пофазного подключени  нагрузки, перва  группа из которых подключена к обмоткам междуфазного автотрансформатора , а втора  группа - к выводам дл  подключени  питающей трехфазной сети, междуфазный автотрансформатор выполнен трехфазным, фазные обмотки которого соединегы в треугольник, а каждый вывод их через соответствующий двунаправленный управл емый ключ соединен с одним из выводов первой группы выводов, не св занным с данной фазной обмоткой междуфазного автотрансформатора .

Это отличие обеспечивает то, что дл  регулировани  трехфазного напр жени  в каждый момент времени должен быть открыт только один тиристор. Это, во-первых, уменьшает суммарные потери в тиристорах ив результате этого повышаетс  коэффициент полезного действи . Во-вторыхi существенно уменьшаетс  количество необходимых тиристоров, что улрощает устройство .

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема устройства дл  регулировани  трехфазного напр жени ; на фиг. 2 - временна  диаграмма напр жений в схеме и таблица очередности замыкани  ключей.

Устройство дл  регулировани  трехфазного напр жени  содержит трехфазный исто ник 1 питани , трехфазную нагрузку 2, ключевой коммутатор 3 и трехфазный автотрансформатор k соединенные последовательно между собой. Обмотки автотрансформатора Ц соединены в треугольник между трем  выводами 5, 6 и 7 первой группы дл  подключени  одних концов трехфазной нагрузки 2. Обмотки автотрансформатора имеют выводы 8-13 (в общем случае Зп выводов). Ключевой коммутатор 3 состоит из тиристоров , соединенных во встречно-параллельные пары , составл ющие двунаправленные 5 управл емые ключи. Нагрузка 2 подключена к трехфазному источнику питани  через выводы 26-28 второй группы. Все выводы каждой фазной обмотки соединены через двунаправленQ ные ключи коммутатора 3с одним из выводов 5-7 первой группы, не св занным с данной фазной обмоткой междуфазного автотрансформатора. Например, отводы 8 и 9 обмотки между выводами

5 5 и 6 соединены через встречно-параллельные тиристорные пары k и 15, 16 и 17 соответственно к выводу 7.

Устройство дл  регулировани  трехфазного напр жени  работает следующим образом.

В каждый момент времени во включенном состо нии находитс  один тиристор и соответственно через этот тиристоо один из трех выводов соединен с одним выводом обмотки между двум  остальными выводами первой группы дл  подключени  одних концов нагрузки 2. Так как в идеализированном случае суммарна  намагничивающа  сила любой обмотки автотрансформатора равна нулю, то это позвол ет при анализе работы пренебречь намагничивающим током. Соответственно ток включенного тиристора в обмотке автотрансформатора распредел етс  на две составл ющие, которые по направлению противоположны и по абсолютной величине обратно пропорциональны числам витков соответствующих частей обмотки автотрансформатора 3. При этом ток тиристора одновременно  вл етс  током нагрузки одной фазы, а токи в двух част х работающей обмоТки автотрансформатора  вл ютс  соответственно токами нагрузки двух остальных фаз. Таким образом , выбором отношени  чисел витков частей обмотки, наход щихс  по обеим сторонам отвода, можно вли ть на отношение фазных токов нагрузки

2. Измен   в течение каждого периода питани  отношени  фазных токов с определенной последовательностью, можно приближать форму фазных токов, а соответственно и фазных напр жений

Claims (3)

1. нагрузки к синусоидальной. Регулирование величин токов и напр жений нагрузки достигаетс  как и в известных схемах фазового регулировани  5 изменением сдвига фазы включени  тиристоров относительно напр жени  питани . При этом регулирование возмож но как с отстающим, так и с опережающим током. В первом случае тиристоры работают в режиме естественной коммутатции, во втором случае необходима принудительна  коммутаци  тиристоров или применение полностью управл емых ключей других типов. Дл  конкретного примера рассмотрим интервал работы, когда включен тиристор 18. В этом случае через тиристор 18 вывод 5 соединен с вь1водом 10. Ток тиристора 18  вл етс  одновременно током нагрузки i в фазе Л. Отвод .10 делит обмотку -f W между выводами 6 и 7 на две части Wj . Токи в этих част х обмотки  вл ютс  одновременно токами нагрузки ig и i с обратным знаком. Так как величины токов в част х обмотки обратно пропорциональны числам витков , то в данном случае Соответственно { Vio . W ,,. ( в цел х исключени  из тока и напр жени  нагрузки высших гармоник ниже 11-й целесообразно выбрать в рассматриваемом интервале отношени  фазных токов равными ; . , . о/ -о I .л 1;,:ig.lj.COSl5 -{-WS45 ):(-COS75) ,(а) что соответствует отношению числа витков W:V/,Q.yWj.j,COS 5 -COS45-C037S«.(4) В этом случае числа витков секций %МО Цс-тРзвны соответственно 0,268 и 0,732 от суммарного числа витков обмотки W.. W; W.0 0,268W, 0,732W. (5) Весь период питани  распредел етс  на 12 равных интервалов. Следующий интервал начина .тс  включением тиристора 20, выключением тиристора 18 и соответственно соединением через тиристор 20 вывода 5 с выводом 11. Отводы 11 и 10 расположены симметрично и соответственно W,Q 0-Т Поэтому в течение интервала , когда включен тиристор 20, .T)-{-«6-i-i)«s«v iC-cos 15°).(-COS 45)tb)j В течение периода питани  тиристоры k-2S включаютс  в последовательности 18-2а-15-17-22-2i -19-21-14-16-23-25 и каждое изменение интервала сопровождаете ступенчатым изменением отношени  фазных токов. Так как при одновременном изменении пол рностей всех токов отношение токов не измен етс , то при наличии 12 интервалов и 6 выводов имеетс  6 различных отношений токов, т.е. включению определенного вывода автотрансформатора 3 соответствует определенное отношение токов независимо от пол рности вкгноченного тиристора. При увеличении числа выводов и соответственно частоты переключений, ступенчатое изменение отношений фазных токов приближаетс  все более к неискаженым синусоидальным токам, когда отношени  фазных токов измен ютс  по закону .ig-.(u)t+4)-. Cp8(U) аЛ/З): ;COS(tUt+4 iy/3) , где Ч- сдвиг фазы между фазным напр жением питани  и фазным током . На фиг. 2 показаны дл  схемы фиг. i временные диаграммы напр жени  питани  Цд фазы А и 6 потенциально возможных напр жений нагрузки U|,.., ,Up (прерывистые синусоиды) , соответствующих включению шести различных выводов, И пример напр жени  „агрузчи идд, сформированного из отрезков шести синусоид Uj,... ,( при замыкании тиристоров 14-25 согласно таблице на фиг.
2. 2. Кривые напр жеНИИ нагрузки Ugg и Ug аналогичны кривой U{& Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  трехфазного напр жени , содержащее междуфазный автотрансформатор с коммутируемым коэффициентом трансформации и две группы выводов дл  пофазного подключени  нагрузки, перва  группа из которых подключена к обмоткам междуфазного автотрансформатора, а втора  группа - к выводам (  подключени  трехфазной питающей сети, . отличающеес  тем, что, с целью повышени  коэффициента полезного действи  и упрощени , междуфазный автотрансформатор выполнен трехфазным, фазные обмотки которого 7 соединены в треугольник, а каждый вывод их через двунаправленный упра л емый ключ соединен с одним из выводов первой группы выводов, не св занным с данной фазной обмоткой междуфазного автотрансформатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   Я

   /7

   /

   /

   / 4 .8 1. Apparatus and System, October, 1956, tf 26, p. 865, фиг, 3. 2.Современные задачи преобразовательной техники. Сборник. Киев, 1975, часть 1, с. 176, рис. 1
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке Н 2792431/2«-07, кл. G 05 F 1/20, 1979.

   U

   ,. .AJ

   (/J

   /

   А.

   2W./

   O e eff vffc/jTA aoffu JTff/fifjf /77ef/fvf/ fiff/fff .

   фиг I