ТРЕХФАЗНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

ТРЕХФАЗНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ


RU (11) 2331960 (13) C1

(51) МПК
H02M 7/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2007117423/09 
(22) Дата подачи заявки: 2007.05.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2007.05.10 
(45) Опубликовано: 2008.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1669067 A1, 07.08.1991. SU 1019565 A1, 23.05.1983. DE 3427634 A, 30.01.1986. 
(72) Автор(ы): Аржанников Борис Алексеевич (RU); Светоносов Валерий Петрович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Аржанников Борис Алексеевич (RU) 
Адрес для переписки: 620042, Свердловская обл., Екатеринбург, пр. Орджоникидзе, 25, кв.46, Е.И.Ждановских 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в устройствах регулирования выходного напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока. Изобретением решается задача создания трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное, характеризующегося широкими возможностями регулирования напряжения в контактной сети, а также высокими энергетическими показателями при относительной простоте реализации. Для решения поставленной задачи в трехфазном регулируемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами, предназначенными для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, по крайней мере одна из которых соединена в звезду, первый вентильный выпрямитель, вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, к каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в звезду, подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора общие точки, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести второй вентильный выпрямитель, идентичный первому и соединенный последовательно с ним, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки; вторую вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора соединить в зигзаг и подключить к второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник; каждый из двух вентильных выпрямителей выполнить в виде трехфазного моста, к одному из которых подключить общие точки соединений управляемого и неуправляемого реакторов; концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, соединить с управляемыми реакторами, а неуправляемые реакторы соединить параллельно цепи из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом. Технический результат - упрощение, повышение энергетических показателей. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в устройствах регулирования выходного напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Известен трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами для подключения трехфазной питающей сети и двумя трехфазными вторичными обмотками, каждая из которых соединена в звезду, причем между нулевыми выводами указанных звезд включен уравнительный реактор, отвод от середины витков которого образует один из выходных выводов для подключения нагрузки, вентильный выпрямитель, в котором одни одноименные силовые электроды вентилей объединены в общую точку, образующую другой выходной вывод, и вольтодобавочный трансформатор с трехфазной первичной и двумя трехфазными вторичными обмотками, соединенными в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, при этом в каждой фазе содержатся управляемый и неуправляемый реакторы, причем в каждой фазе первая обмотка управляемого реактора включена последовательно с первой вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора между свободным выводом этой обмотки и свободным выводом силового электрода соответствующего вентиля выпрямителя, вторая обмотка этого же управляемого реактора включена последовательно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора между свободным выводом этой обмотки и свободным выводом силового электрода другого соответствующего вентиля выпрямителя, первая обмотка неуправляемого реактора включена параллельно второй цепи из указанных второй обмотки управляемого реактора и второй вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора в том же направлении, что и указанные обмотки, а вторая обмотка неуправляемого реактора включена параллельно первой цепи из первой обмотки вольтодобавочного трансформатора и первой обмотки управляемого реактора в том же направлении, что и указанные обмотки, причем обмотки, входящие в первую цепь, включены в обратном направлении по отношению к обмоткам, входящим во вторую цепь [1].

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное в соответствии с [1] характеризуется улучшенной формой кривой выпрямленного напряжения благодаря сведению к минимуму значений составляющих высших гармоник, однако он обладает ограниченными возможностями регулирования напряжения в контактной сети, а также относительно невысокими энергетическими показателями.

Изобретением решается задача создания трехфазного преобразователя переменного напряжения в постоянное, характеризующегося широкими возможностями регулирования напряжения в контактной сети, а также высокими энергетическими показателями при относительной простоте реализации.

Для решения поставленной задачи в трехфазном регулируемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами, предназначенными для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, по крайней мере одна из которых соединена в звезду, первый вентильный выпрямитель, вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, к каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в звезду, подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора общие точки, предложено, согласно настоящему изобретению, ввести второй вентильный выпрямитель, идентичный первому и соединенный последовательно с ним, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки; вторую вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора соединить в зигзаг и подключить к второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник; каждый из двух вентильных выпрямителей выполнить в виде трехфазного моста, к одному из которых подключить общие точки соединений управляемого и неуправляемого реакторов; концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, соединить с управляемыми реакторами, а неуправляемые реакторы соединить параллельно цепи из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом.

Изобретение поясняется на примере выполнения чертежа, на котором представлена принципиальная схема заявляемого трехфазного регулируемого преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит преобразовательный трансформатор 1, трехфазная первичная обмотка 2 которого соединена в звезду. Концы трехфазной первичной обмотки 2 преобразовательного трансформатора 1 предназначены для подключения к питающей сети 3. Преобразовательный трансформатор 1 содержит также две трехфазные вторичные обмотки 4 и 5, при этом трехфазная вторичная обмотка 4 соединена в звезду, а трехфазная вторичная обмотка 5 соединена в треугольник.

Преобразователь содержит также два вентильных выпрямителя: первый выпрямитель 6 и второй выпрямитель 7, идентичных друг другу, каждый из которых выполнен в виде трехфазного моста, соединенных последовательно друг с другом и предназначенных для подключения нагрузки.

Вольтодобавочный трансформатор 8 имеет две трехфазные вторичные обмотки 9 и 10, соединенные в каждой фазе с соответствующими вторичными обмотками 5 преобразовательного трансформатора 1, и одну трехфазную первичную обмотку 11, подключенную к питающей сети,

К каждой фазе вторичной обмотки 4 преобразовательного трансформатора 1, соединенной в звезду, подключена первая вторичная обмотка 9 вольтодобавочного трансформатора 8. Вторая вторичная обмотка 10 вольтодобавочного трансформатора 8 соединена в зигзаг и подключена к вторичной обмотке 5 преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник.

Последовательно с первой вторичной обмоткой 9 вольтодобавочного трансформатора 8 включен управляемый реактор 12, имеющий обмотки 13 и образующий совместно с вторичной обмоткой 9 вольтодобавочного трансформатора 8 цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор 14, имеющий обмотки 15, концы которых образуют с концами обмоток 13 управляемого реактора 12 в каждой фазе общие точки 16, 17, 18 соответственно.

Общие точки 16, 17, 18 соединений управляемого 12 и неуправляемого 14 реакторов подключены к вентильному выпрямителю 6.

Концы каждой фазы вторичной обмотки 10 вольтодобавочного трансформатора 8, соединенной в зигзаг, связаны с управляемыми реакторами 12.

Неуправляемые реакторы 14 соединены параллельно цепи, состоящей из вторичной обмотки 11 вольтодобавочного трансформатора 8, соединенной в зигзаг. Концы обмоток 13 и 15 управляемого 12 и неуправляемого реакторов 14 образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом 7.

Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.

При максимальном сопротивлении управляемого реактора 12 (реактор не подмагничен током в обмотке управления - обмотка управления управляемого реактора 12 не показана), вторичные обмотки 9, 10 вольтодобавочного трансформатора 8 «выключены», т.е. не происходит суммирование эдс вторичных обмоток 4, 5 преобразовательного трансформатора 1 и эдс вторичных обмоток 9, 10 вольтодобавочного трансформатора 8. Ток нагрузки протекает через вторичные обмотки 4, 5 преобразовательного трансформатора 1, через обмотки 15 неуправляемого реактора 14 и поступает на вентильные мосты 6 и 7 соответственно. В результате суммарное выходное напряжение постоянного тока на выходе вентильных мостов 6, 7 будет минимальным.

При минимальном сопротивлении управляемого реактора 12 (реактор подмагничен током в обмотке управления) к эдс вторичных обмоток 4, 5 преобразовательного трансформатора 1 добавляется эдс вторичных обмоток 9, 10 вольтодобавочного трансформатора 8. В результате суммарное выходное напряжение постоянного тока на выходе вентильных мостов 6, 7 будет максимальным.

Регулирование суммарного напряжения вентильных мостов 6, 7 производится изменением сопротивления управляемого реактора 12 путем изменения тока управления в обмотке управления (не показана) управляемого реактора 12.

Реализация заявляемого технического решения позволит относительно простыми средствами повысить напряжение в контактной сети, повысить энергетические показатели преобразователя при упрощении его конструкции. В настоящее время в ООО НПП «Электромаш», г.Екатеринбург, разрабатывается документация и ведется подготовка производства преобразователя переменного напряжения в постоянное, предназначенного для регулирования напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Литература

1. Авторское свидетельство № 1769322, МПК Н02М 7/04, 1992 г.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Трехфазный регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий преобразовательный трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, концы которой соединены с входными выводами, предназначенными для подключения питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, по крайней мере, одна из которых соединена в звезду, первый вентильный выпрямитель, вольтодобавочный трансформатор, имеющий одну трехфазную первичную и две трехфазные вторичные обмотки, соединенные в каждой фазе последовательно с соответствующими вторичными обмотками преобразовательного трансформатора, к каждой фазе вторичной обмотки преобразовательного трансформатора, соединенной в звезду, подключена вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора, последовательно с которой включен управляемый реактор, образующий совместно с вторичной обмоткой вольтодобавочного трансформатора цепь, параллельно которой включен неуправляемый реактор, концы обмоток которого образуют с концами цепей, содержащих последовательно соединенную вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора и обмотку управляемого реактора, общие точки, отличающийся тем, что он содержит второй вентильный выпрямитель, идентичный первому и соединенный последовательно с ним, при этом оба вентильных выпрямителя предназначены для подключения нагрузки; вторая вторичная обмотка вольтодобавочного трансформатора соединена в зигзаг и подключена к второй вторичной обмотке преобразовательного трансформатора, соединенной в треугольник; каждый из двух вентильных выпрямителей выполнен в виде трехфазного моста, к одному из которых подключены общие точки соединений управляемого и неуправляемого реакторов; концы каждой фазы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, связаны с управляемыми реакторами, а неуправляемые реакторы соединены параллельно цепи из вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенной в зигзаг, и последовательно с ней соединенной обмоткой управляемого реактора, при этом концы обмоток управляемого и неуправляемого реакторов образуют в каждой фазе общую точку, соединенную со вторым вентильным мостом.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru