Устройство для преобразования частоты и числа фаз

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к тиристорным преобразователям. Целью изобретения является снижение электрических потерь в нагрузке и обеспечение стабильности выходного напряжения . Устройство содержит группы встречно-параллельно включенных тиристоров 1-6, входы которых объединены и подключены к одному выводу однофазной питающей сети, а выходы -. к соответствующим начальным выводам первичных обмоток 7 многофазного трансформатора 8 и соответствующим 3

СОЮЗ С06ЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

A t,. SU „„164256 щ) Н 02 М 5/16

rOCNAPCTBKHHblA КОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Я И ГКНТ CCCP. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВЩДТЕЛЬСТВУ (21) 4673441/07 (22) 04.04.89 (46) 15.04.91. Бюл. Р 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) А.М.Рутштейн (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 247392, кл. Н 02 М 5/16, 1966.Бухштабер Е.Я. Вентильные преобразователи числа фаз. М.: Энергия, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1404122, кл. Н 60 1. 1/12, 1988.

2 (54) УСТРОЙСТВО Д, ПЯ ПРЕОБРАЗОВАНЮГ

ЧАСТОТЫ И ЧИСЛА ФАЗ (57) Изобретение относится к обла-сти электротехники, в частности, к тиристорным преобразователям. Целью изобретения является снюкение электрических потерь в нагрузке и обеспечение стабильности выходного напряжения. Устройство содержит группы встречно-параллельно включенных тиристоров 1-6, входы которых объединены и подключены к одному выводу однофазной питающей сети, а выходы -, к соответствующим начальным выводам первичных обмоток 7 многофазного трансформатора 8 и соответствующим

1642565

45

55 выводам цепей нагрузки 9. Концевые выводы первичных обмоток 7 соединены с концевыми выводами. вторичных обмоток 10 трансформатора 8, причем последующих номеров Фаэ. Импульсы управления на тиристоры 1-6 подаются на каждый полупериод питающего напряжения поочередно на каждую пару 1-2, I

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике.

Целью изобретения является улучшение формы выходного напряжения и повышение жесткости внешней характеристики.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлага-, емого устройства для преобразования частоты и числа Aas, на фиг. 2 показаны диаграммы очередности открытия тиристоров и формы кривых напряжений на выходе устройства.

Устройство для преобразования частоты и числа фаз содержит три пары встречно-параллельно включенных тири" сторов 1-2, 3 4, 5-6 (три тиристор1 ных ключа), входы которых объединены и подключены к одному входному вы воду однофазной питающей сети, а выходы - к соответствующим начальным выводам А, В, и С первичных обмоток.

7 многофазного трансформатора 8 и со. ответствующим выводам цепей нагрузки 9, а концевые вьпводы первичных . обмоток 7 соединены с концевыми вы- водами вторичных обмоток 10 многофаэного трансформатора 8, по схеме

"зигзаг", т.е. конец первичной об-. мотки 7 фазы А соединен с концом вторичной обмотки 10 фазы В, конец первичной обмотки 7 фазы В - с концом вторичной обмотки 10 фазы С, а конец первичной обмотки 7 фазы С - с концом вторичной обмотки 10 фазы А.

Начала вторичных обмоток 10 соединены и образуют нулевую точку 11 трансформатора, которая подключена ко второму входному выводу однофазной питающей сети.

Блок управления устройством включает в себя распределитель импульсов 12 (алгоритмическая характеристика его ясна из фиг.2) тактовым входом через узел синхрониэа3-5, 5-6 с разделением сигналов управления между парами тиристоров

1-6 четных или нечетных номеров в соответствии с полярностью напряжения на них. Каждый цикл включает шесть полупериодов питающего напряжения, в каждый полупериод открывается лишь один из тиристоров. 2 ил.

15 Ции 13 сВязанный со ВхОДными ВыВО дами устройства.

Устройство работает следующим об-. разом. Импульсы управления на тиристоры 1-6 подают каждый полупериод питающего напряжения поочередно на каждую пару 1-2, 3-4, 5-6, 1-2 и т.д..с разделением сигналов управления между парами тиристоров

1.;.б четных или нечетных номеров в соответствии с полярностью напряжения на них (см.фиг.2) ° Каждый цикл включает шесть полупериодов питающего напряжения, в каждый полупериод открывается лишь один из тиристоров. Например, в момент открытия тиристора 1 напряжение от однофаэной питающей сети поступает непосредственно на фазу А цепей нагрузки и замыкается цепь: катод тиристора

1 - первичная обмотка 7 фазы А трансформатора 8 - Вторичная обмотка 10 фазы В трансформатора 8 - нулевая точка 11 - питающая сеть. Под действием напряжения, приложенного к этой

40 цепи, в фазах В и С нагрузки тра сформируется напряжение, величина ко-, торого при равенстве витков всех об- моток трансформатора 8, равна половине питающего однофазного напряжения, а векторно направлено в обратную сторону. Магнитный поток в сердечнике трансформатора 8 в данный момент замыкаемся через стержни фаз

А и В. В стержне фазы С в этот полупериод магнитный поток отсутствует, так как намагничивающий ток фазы А обуславливает магнитный поток лишь в стержнях фаз А и В, а намагничивающие силы от токов, трансформируемых в фазы В и С, протекающие в катушках на стержне фазы С, направлены встречно.

В следующий полупериод питающего напряжения открывается тиристор 4.

40

5 16425

В этот момент появляется магнитный ! поток в стержне фазы С, в стержне фазы В магнитный поток меняет направление, в стержне фазы А магнитный поток исчезает. В третий полупериод при открытии тиристора 6 в стержне фазы С магнитный поток меняет направление, появляется магнитный поток в стержне А и исчезает в стержне фазы

В. Аналогично каждый последующий полупериод. Расчетная частота магнитного потока для трансформатора в два раза ниже частоты тока однофазной питающей сети. 15

Соединение нулевых точек 1 1 трансформатора 8 и цепей нагрузки 9 до« пустимо, в этом случае применительно к асинхронным двигателям несколько улучшается симметрия намагничиваю- 20 щнх сил от тока нулевой последовательности, но не обязательно.

Вместо одного многофазного трансформатора допустимо использование соответствующего числа однофаэных транс- 25 форматоров. Выходные параметры устройства при этом не меняются.

Технико-экономическая эффективность предпагаемого устройства в сравнении с прототипом заключается в 30 обеспечении стабильности выходного напряжения, обусловленного качественной электромагнитной связью между катушками трансформатора, размещенными на одном стержне магнитопровода (напряжение короткого замыкания 25X), против системы связи, имеющей место у прототипа, когда напряжение короткого замыкания между катушками трансформатора, расположенными. на различных стержнях, обычно не ниже

50Х. Как следствие, источник тока имеет низкое выходное сопротивление с формой напряжения, мало зависящей от тока нагрузки, с пониженным искажением формы кривой напряжения по сравнению с прототипом, и как следствие, пониженные электрические потери в цепях нагрузки, способность реализации, например, пусковых токов асинхронных двигателей.

Формула изооретения.

Устройство дпя преобразования частоты и числа фаз, содержащее трехфазный трансформатор, одни концы основной трехфазной обмотки которого подключены к выходным вьщодам непосредственно и через три пары встречно-параллельно включенных тиристоров к первому входному выводу, а другие концы связаны с другим входным выводом, а также блок управления тиристорами, включающий в себя распределитель импульсов, тактовым входом через узел синхронизации связанный со входными выводами устройства, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения и повышения жесткости внешней характеристики, трехфазный трансформатор снабжен дополнительной трехфазной обмоткой с тем же числом витков, что и основная обмотка, которая одними одноименными по полярности концами соединена, с другими концами основной трехфазной обмотки по схеме

"зигзаг" а другими концами подкпю/ чена к упомянутому второму входному выводу устройства.

1642565

Составитель Т.Инцмк

Техред .С,Мигунова Корректор А.Обручар

Тирак 388 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, %-35 ° Раутская наб., д. 4/5

Редактор В.Фельдман

Заказ 1434

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101