SU1035580A1 - Устройство дл регулировани трехфазного напр жени - Google Patents

Abstract

1. УСТРОПСТБО ДЛЯ РЕГУЛИРО-п ВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее трехфазный междуфазный автотрансформатор , фазные обмотки которого соединены в треугольник и выполнены с выводами, две группы выводов дл  пофазного подключени  нагрузки, перва  группа из которых подключена к вершинам треугольника обмоток автотрансформатора , а втора  группа - к выводам питающей сети, и управл емые двунаправленные ключи, соединенные с выводами фазных обмоток автотрансформатора , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, каждый из двунаправленных управл егых ключей включен между соответствующей парой выводов смежных фазных обмоток автотрансформатора . i 2. Устройство ПОП.1, о т л и ч ающеес  тем, что напр жение СЛ каждой пары выводов, соединенных соответствующим управл емым ключом, .сдвинуто между собой на угол , где И1- пульсность схемы регулировани  напр жени .

Description

со сд

СП

00 Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано , например, в регулируемых источниках питани  с, близкой к синусоидальной формой кривой тока нагруз ки. Известны устройства дл  регулировани  Трехфазного напр жени , содержащие односердечниковый междуфазный автотрансфорГ}атор с переключаемым ко эффицие.нтом трансформации,- и управл  ег/п.ю ключи tl iiE23. Недостатками известных устройств  вл ютс  относительно большое количество управл емых ключей и повыи енные суммарные потери в них. Известны также устройства дл  регулировани  трехфазного напр жени , содержащие трехфазный .междуфазный автотрансформатор, которого выполнены с вывoдa 1и и соединены в треугольник и управл емые двунаправленные -ключи, соединенные с выводами дл  пофазного подключени  нагрузки и фазных обмоток, автотрансформатоРа . .. Известные устройства, хот  и имею меньшие потери и лучшие весогабаритные показатели за счет уменьшени  числа yпpaвл e 1ыx ключей, -но при этом не позвол ют использовать автотрансформатор в качестве сглаживающего и согласующего элемента и требуют подбора управл емых ключей в со ответствии с величиной питающего напр жени . Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устрой ство дл  регулировани  трехфазного напр жени , содержащее трехфазный .междуфазный автотрансформатор, фазны обмотки которого соединены в треугол ник и выполнены с выводами, две груп пы выводов дл  пофазного подключени  нагрузки, перва  группа из которых . подключена к вершинам треугольника . обмоток автотрансформатора, а втора  группа - к выводам питающей сети, и управл емые двунаправленные ключи, соединенные с выводами фазных обмоток автотрансформатора Недостатком данного известного устройства  вл ютс  ограниченные воз можности использовани  автотрансформатора устройства в качестве сглаживающего элемента и управл емых ключе с допускаемым напр жением ниже напр жени  питающей сети. Цель изобретени  - расширение фун кциональных возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  регулирова ни  трехфазного напр жени , содержащем трехфазный междуфазный автотранс форматор, фазные обмотки которого со единены в треугольник и выполнены с выводами, две группы выводов дл  пофазного подключени  нагрузки, одна из которых подключена к вершинам треугольника обмоток автотрансформатора, а втора  группа - к выводам питак цей сети, и управл емые двунаправленные ключи, соединенные с выводами фазных обмоток автотрансформатора, каждый из двунаправленных управл емых ключей включен между соответствующей парой выводов смежных фазных обмоток автотрансформатора . При этом напр жение каждой пары выводов, соединенных соответствующим управл емым ключом, сдвинуто между собой на угол 2T/nif где Кч - пульсность схемы регулировани  напр жени . Такое включение управл емых двунаправленных ключей в схеме устройства позвол ет за счет выбора мест выводов (отпаек) фазных обмоток автотрансформатора использовать управл емые ключи с допустимым напр жением, величина которого меньше напр жени  питающей сети и, в частном случае, может не зависеть от величины напр жени  питающей сети, а также повышаютс  возможности улучшени  формы кривой тока нагрузки. На фиг.1 схематически изображено устройство) на фиг.2 - временные диаграммы , по сн нвдие принцип работы устройства, при 12-пульсном режиме работы и заданной очередности замыкани  управл емых ключей. Устройство дл  регулировани  трехфазного напр жени  {фиг.1) содержит трехфазный источник питани  1, трехфазную нагрузку 2, ключевой коммутатор 3, междуфазный автотрансформатор 4, фазные обмотки которого соединены в треугольник и выполнены с выводами , первую группу выводов 5,6 и 7 подключенную к вершинам треугольника, обмоток автотрансформатора 4, выводы 8,9,10...19 которых соединены с клю коммутатором 3, тиристоры 20, 21... 31 ключевого ко 1мутатора 3, кажда  пара которых образует двунаправ .ленный управл емый ключ этого ключевого коммутатора, вторую группу выводов 32, 33 и 34 дл  пофазного подключени  нагрузки 2 к выводам трехфазного источника питани  1. Устройство дл  регулировани  трехфазного напр жени  работает следующим образом. В каждый момент времени во включенном состо нии находитс  один тиристор ключевого коммутатора 3 и, соответственно, через этот тиристор, например тиристор 20 (21), потенциалы двух отводов 8 и 18 разных фазных обмоток уравниваютс . В результате этого части двух фазных обмоток от соединенных между собой отводов 8 и 18 до общей точки этих обмоток в вершине треугольника оказываютс  сое-, диненными параллельно. Соответственно напр жени  на параллельно соединенных част х обмоток  вл ютс  равными , а напр жени  фазных обмоток взаимозавис щими , причем отношение напр жений фазных обмоток определ етс  отношением чисел витков параллель о соединенных частей фазных обмоток . Так как из-за треугольного соединени  фазных обмоток сумма напр жений трехфазных обмоток равна нулю, то определенное отношение между друга  фазными напр жени ми междуфазного автотрансформатора определ ет и относительную величину напр жени  третьей фазной обмотки. Таким образом , выбором отношени  чисел витков частей обмотки, соедин емых параллельно при помощи ключей 20-31, можно вли ть на отношение фазных напр жений междуфазного автотрансформатора 4 и,следовательно, на отношение фазных напр жений нагрузки 2, Измен   в течение каждого периодапитани  отношени  фазных напр жений автотрансформатора 4 и нагрузки 2 с определенной последовательностью, можно приблизить форму фазных напр жений , и, соответственно, фазных токов нагрузки к синусоидальной. Регулирование величины токов и напр жений нагрузки Достигаетс  как в известных схемах фазового регулировани  изменением сдвига фазы включени  тиристоров относительно напр жени  питани . Приэтом регулирование тиристоров 20-31 возможно как с отстающим , так и с опережающим током. В первом случае тиристоры могут работать в режиме естественной коммутагции , во втором случае необходима принудительнс  кс 1мутаци  тиристоров ил применение полностью управл емых клю чей других типов.

Возможность выбора нгшр жени  на ключах коммутатора 3 ниже и неэависиМО от напр жени  источника питани  1  вл етс  результатом того, что в устройстве отношение фазных напр жений автотрансформатора 4 определ етс  отнсииением чисел витков параллельно соединенных частей обмоток двух фаз, а не отношением чисел витков этих частей к числу витков целой фазной обмотки (как это имеет место в прототипе). Это позвол ет уменьшить напр жени  на ключах путем уменьшени  числа витков параллельно соединенных частей относительно числа витков целой фазной обмотки. Максималь:ное напр жение на ключе равно разнице напр жений соответствующей пары параллельно соедин емых частей обмотки в разомкнутом состо нии всех ключей.

При уменьшении напр жений на ключах расчетнс1Я мощность их остаетс  неизменной, так как пропорционально

уменьшению напр жений на ключах токи ключей увеличиваютс .

В цел х исключени  их токов и напр жений нагрузки 2 высших гармоник ниж1г 11-й целеообразно йЫбрать, например дл  интервала, когда включен тирисЛ-ор 24, а вывод 10 соединен с выводом 12 автотрансформатора 4, отношение фазных токов, равным

АV V . -Q268)--COif5; t-COS45«): ,2 1-С№7Б°},t)

что соответствует отношению чисел витков

(o-k- i-2.-6- 0,2б8 со5-/б.со575. (а)

Пор док формировани  выходного напр жени  на нагрузке 2 при 12-и пульсном режиме работы и заданной последовательности коммутации -тиристоров 20, 21..31 показан на фиг.2, где Ui - напр жение питани  фазы A и.„. и.. шесть потенциально воз можных напр жений нагрузки 2, соответствующей замыканию шести различных двунаправленных ключей коммутатора 3; напр жение нагрузки 2 в

фазе А.

Kate следует из фиг.2, весь перийд питающего напр жени  трехфазного источника 1, распределен на двенадцать равных интервалов. В течение периода питани  тиристоры 20, 21..31 ключевого коммутатора 3 включаютс  в последовательности 20-22-29-31-24-26-21-23-30-25-27-20 , и каждое изменение интервала сопровождаетс  ступенчатым- изменением отношени  фазных токов.

Так как при одновременном изменении пол рности всех токов отношение токов не измен ет-с , то при наличии двенадцати интервалов и шести двунаправленных ключей имеетс  шесть различных отношений фазных токов, т.е. заь1ыканию определенного двунаправленного ключа, и соответственно соединению определенной пары отводов автотрансформатора соответствует определённое отношение фазных токов независимо от пол рности проводимости ключа.

Пру увеличении числа пар отводов, соедин емых через ключи, и, соответственно , а частоты переключений ступенчатое изменение отношений фазных токов приближаетс  все более к случаю с неискаженными синусоидальными токами, когда отношени  фазных токов измен ютс  по закону

i ift:-ic-С05(сЛ+Ч):С05(Ш-1+Ч1-ОТг/.); ;cOu{u;-t- -4 -2.i/),(,)

где IP - сдвиг фазы между фазным напр жением питани  и фазным током..

Функциональные возможности предлагаемого устройства по сравнению с прототипом расширены в результате того, что становитс  возможным ис- пользование междуфазного автотрансформатора .не только в цел х регули фовани  и сглаживани  тока нагрузки, а также в цел х согласовани  номинальных напр жений ключей источника питани . В то врем , когда в прототипе максимальное напр жение на ключах жестко св зано с напр жением питани И в 12-пульсной схеме равно 1,55-кратног/1у фазному напр жению питани , в предлагаемом устройстве номинальное напр жение ключей можно выбрать ниже и независимо от напр жени  питани . Это способствует также увеличению надежности устройства, в частности в случае использовани  в качестве ключей силовых транзисторов . При повышенных напр жени х питани  возможность согласовани  напр жвгНИИ питани  и ключей позвол ет отказатьс  от последовательного включени  тиристоров или транзисторов, что способствует расширению области применени  устройства.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ трехфазного напряжения, содержащее трехфазный междуфазный автотрансформатор, фазные обмотки которого соединены в треугольник и выполнены с выводами, две группы выводов для пофазного подключения нагрузки, первая группа из которых подключена к вершинам треугольника обмоток автотрансформатора, а вторая группа - к выводам питающей сети, и управляемые двунаправленные ключи, соединенные с выводами фазных обмоток автотрансформатора , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, каждый из двунаправленных управляегых ключей включен между соответствующей парой выводов смежных фазных обмоток автотрансформатора. !

2. Устройство по п.1, от л и- ! чающееся тем, что напряжение каждой пары выводов, соединенных соответствующим управляемым ключом, сдвинуто между собой на угол 2й7ж, где ш- пульсность схемы регулирования напряжения.

(Л

с

со

ся

ся

оо

1

1035580

2