Результат интеллектуальной деятельности: 12-пульсный преобразователь

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для питания мощных электропотребителей постоянным током.

Известны 12-фазные преобразователи /1/, содержащие мосты, подключенные к вторичным обмоткам двух трехфазных трансформаторов, включенных первичными обмотками последовательно. На стороне постоянного тока вентильные мосты соединяются либо параллельно через уравнительный реактор, либо последовательно. Недостатком этих известных 12-фазных преобразователей является плохая форма сетевого тока.

Наиболее близким по схемотехнике является 12-пульсный преобразователь, содержащий два трехфазных моста соединенных входом с вторичными обмотками трансформаторов, соединенных звездой и треугольником, первичные обмотки которых соединены последовательно [2]. Но этот преобразователь, принятый за прототип, - сложен ввиду необходимости наличия дополнительной третичной обмотки у одного трансформатора.

Технической задачей изобретения является упрощение. Эта задача решается за счет того, что пары последовательно соединенных первичных обмоток трансформаторов соединены треугольником. Дополнительно решению задачи способствует то, к срединам треугольника первичных обмоток присоединен трехфазный фильтр нечетных гармоник. Еще одно дополнение состоит в том, что по две обмотки одного трансформатора разных фаз присоединены к общему для них углу треугольника. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого 12-пульсного преобразователя. К шинам трехфазного напряжения 1 подключены первичные обмотки 2 и 3 двух трехфазных трансформаторов, вторичные обмотки которых 4 и 5 присоединены к двум трехфазным мостам 6 и 7. Пунктиром показано подключение к срединам треугольников трехфазного фильтра 8 высших гармоник. На фиг. 2 показан дополнительный вариант соединения первичных обмоток трансформаторов 2, 3, упрощающий внешние связи этих обмоток и требующих меньшего (на 16,6%) количества выводных изоляторов 9. Жирной ломаной линией показана принадлежность (магнитопровод) обмоток 2 и 3 к одному трансформатору. Первичные обмотки трансформаторов 2 и 3 рассчитаны на одинаковые линейные напряжения, равные половине линейного напряжения на шинах 1. Вторичные напряжения трансформаторов 2 и 3 одинаковые по величине, но сдвинуты по фазе на 30° за счет разных групп их соединений. Мосты 5, 6 соединены последовательно или параллельно на стороне постоянного тока или каждый присоединен к одинаковым нагрузкам (например к двигателям механически связанным между собой). Выпрямленные напряжения мостов 5, 6 содержат по шесть пульсаций за период переменного напряжения на шинах 1. В токах вторичных обмоток обоих трансформаторов содержатся первая гармоника и высшие гармоники, имеющие порядки n=12k^±1 и n=3k, где k=1, 2, 3… - так называемые каноническими, а также неканонические гармоники с номерами 6к+-1, обусловленные ассиметрией управления. Для компенсации этих гармоник включаются фильтры 8. Высшие гармоники, кратные трем, замыкаются в треугольнике первичных обмоток трансформаторов 1 и 2, так как напряжения тройной частоты в этом треугольнике векторно суммируются и создают циркулирующий ток этой гармоники. То есть нет необходимости в специально введенной для этого третичной обмотке трансформатора. В результате сетевой ток на входе выпрямителя содержит, кроме первой гармоники, высшие гармоники порядка 12k^±1, соответствующие 12-фазному преобразованию. Благодаря включению фильтров 8 в средины треугольников не требуется третичная обмотка трансформатора для их присоединения. На фиг. 2 приведен вариант соединения первичных обмоток 1 и 2, при котором сокращаются перемычки между обмотками. Так упрощается схема преобразователя.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №114549.

2. Патент РФ на изобретение №2104610.

3. Патент РФ на изобретение №2011282.