RU2379818C1 - Device for interphase current distribution - Google Patents
Device for interphase current distribution Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379818C1 RU2379818C1 RU2008129059/09A RU2008129059A RU2379818C1 RU 2379818 C1 RU2379818 C1 RU 2379818C1 RU 2008129059/09 A RU2008129059/09 A RU 2008129059/09A RU 2008129059 A RU2008129059 A RU 2008129059A RU 2379818 C1 RU2379818 C1 RU 2379818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- transformer
- zero
- winding
- input terminal
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для межфазного распределения тока в магнитно-неуравновешенных трехфазных устройствах, например, для нейтрализации вредного воздействия на питающую сеть тока нулевой последовательности в преобразователях трехфазного переменного напряжения в постоянное или/и переменное.The invention relates to electrical engineering and can be used for interphase current distribution in magnetically unbalanced three-phase devices, for example, to neutralize the harmful effects on the supply network of zero-sequence current in converters of three-phase AC to DC and / or AC.
Широко известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное (см. А.А.Булгаков. Новая теория управляемых выпрямителей. М., 1970, стр.50, 51, рис.33, рис.36), выполненные на магнитно-неуравновешенном (в случае соединения первичной обмотки в звезду с изолированной нейтралью) трехфазном трансформаторе с лучевой схемой соединения его вторичных обмоток и вентилей. Также известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное (см. А.А.Абдулаев, А.Г.Аслан-заде. Анализ многопульсного выпрямления - «Электричество», 1977, № 8), выполненные на магнитно-неуравновешенном (в случае соединения первичной обмотки в звезду с изолированной нейтралью) трехфазном трансформаторе с соединением отводов вторичных обмоток через вентили на зигзаг по однополупериодной (рис.2), двухполупериодной (рис.3-II) схеме или последовательном подключении их по мостовой схеме (рис.3-I), обеспечивающие в упомянутом двухполупериодном случае, в частности, преобразование переменного напряжения в постоянное.Three-phase AC to DC converters are widely known (see A.A. Bulgakov. A New Theory of Controlled Rectifiers. M., 1970, p. 50, 51, fig. 33, fig. 36), made on magnetically unbalanced (in the case of connecting the primary winding into a star with an insulated neutral) three-phase transformer with a beam circuit for connecting its secondary windings and valves. Three-phase AC to DC converters are also known (see A.A. Abdulaev, A. G. Aslan-zade. Analysis of multi-pulse rectification - "Electricity", 1977, No. 8), performed on magnetically unbalanced (in the case of connecting the primary winding to a star with an insulated neutral) three-phase transformer with connection of the secondary windings through the valves to the zigzag according to the half-wave (Fig. 2), half-wave (Fig. 3-II) circuit or their serial connection according to the bridge circuit (Fig. 3-I), providing in the mentioned bisexual In the periodic case, in particular, the conversion of alternating voltage to direct.
Особенностью этих преобразователей является магнитно-неуравновешенный режим работы трехфазного трансформатора при соединении первичной обмотки в звезду без выведенного нуля и отсутствии на нем короткозамкнутой дополнительной обмотки, соединенной в треугольник. Первичная обмотка такого трансформатора, при отсутствии упомянутой дополнительной обмотки, может быть соединена только в треугольник или в звезду с выведенным нулем. Соединение первичной обмотки трансформатора в звезду без выведенного нуля приводит к возникновению в его магнитопроводе пульсирующего с тройной частотой магнитного потока, нарушающего работу преобразователя (см. И.Л.Каганов. Электронные и ионные преобразователи. М.-Л., ч.3, 1956, стр.99). Соединение первичной обмотки трансформатора в треугольник, в связи, например, с повышенными требованиями к ее изоляции, не всегда приемлемо. Соединение первичной обмотки трансформатора в звезду с выведенным нулем приводит к загрязнению питающей сети током нулевой последовательности, содержащим высшие гармоники, частота которых кратна трем.A feature of these converters is the magnetically unbalanced mode of operation of a three-phase transformer when the primary winding is connected to a star without zero output and there is no short-circuited additional winding connected to it in a triangle. The primary winding of such a transformer, in the absence of the mentioned additional winding, can only be connected in a triangle or in a star with a zero output. The connection of the primary winding of a transformer into a star without zero output leads to the appearance of a pulsating magnetic flux with a triple frequency in its magnetic circuit, which disrupts the operation of the converter (see I.L. Kaganov. Electronic and ion converters. M.-L., part 3, 1956 p. 99). The connection of the primary winding of the transformer into a triangle, due to, for example, increased requirements for its insulation, is not always acceptable. The connection of the primary winding of the transformer into a star with a zero output leads to pollution of the supply network with a zero-sequence current containing higher harmonics, the frequency of which is a multiple of three.
Острота проблемы возрастает в преобразователях, управляемых с первичной стороны трансформатора, в которых наличие нулевого провода является необходимым условием их работоспособности.The severity of the problem increases in converters controlled from the primary side of the transformer, in which the presence of a neutral wire is a necessary condition for their operability.
Известен, например, преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого совместно с последовательно соединенными с ними парами встречно-параллельно включенных управляемых вентилей образуют звезду, связанную с фазными входными выводами, а вторичные обмотки соединены в звезду и подключены к выпрямительному мосту, при этом дополнительно введен комплект вторичных обмоток, выпрямительный мост и управляемые вентили, причем первичные обмотки через дополнительные встречно-параллельно включенные вентили соединены с нулевым входным выводом, а дополнительный комплект вторичных обмоток и дополнительный выпрямительный мост вместе с основными вторичными обмотками и основным выпрямительным мостом соединены по схеме двенадцатипульсного выпрямителя (авт. св. № 752681, кл. Н02М 7/06, от 04.02.76 г.)It is known, for example, a three-phase AC to DC converter, containing a three-phase transformer, the primary windings of which together with the pairs of counter-parallel-connected controlled valves connected in series with them form a star connected to the phase input terminals, and the secondary windings are connected to the star and connected to the rectifier bridge, while additionally introduced a set of secondary windings, a rectifier bridge and controlled valves, the primary windings through additional e counter-parallel connected valves are connected to the zero input terminal, and an additional set of secondary windings and an additional rectifier bridge together with the main secondary windings and the main rectifier bridge are connected according to a twelve-pulse rectifier circuit (ed. St. No. 752681, class N02M 7/06, from 02/04/76)
Недостатком этого преобразователя является то, что протекающий по нулевому проводу ток загрязняет питающую сеть высшими гармониками, частота которых кратна трем.The disadvantage of this converter is that the current flowing through the neutral wire pollutes the supply network with higher harmonics, the frequency of which is a multiple of three.
Совокупность причин, препятствующих получению требуемого технического результата, заключается в том, что обрыв цепи этого тока делает преобразователь неработоспособным.The set of reasons that impede the receipt of the required technical result is that an open circuit of this current makes the converter inoperative.
По дополнительному авт. св. № 860238, кл. Н02М 7.12 от 02.08.79 г. к основному авт. св. № 752681, кл. Н02М 7/06, от 04.02.76 г. известно единственное близкое к предлагаемому техническому решению устройство для межфазного распределения тока, содержащее дополнительно введенный трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого соединены в звезду, общая точка которой соединена с нулевым входным выводом, а группа дополнительных обмоток соединена в треугольник.By additional author. St. No. 860238, cl. Н02М 7.12 from 08/02/79 to the main bus. St. No. 752681, cl. Н02М 7/06, dated 04.02.76, the only device close to the proposed technical solution for interphase current distribution is known that contains an additionally introduced three-phase transformer, the primary windings of which are connected to a star, the common point of which is connected to the zero input terminal, and the group of additional windings connected in a triangle.
Недостатком этого устройства является сложность, заключающаяся в том, что для достижения полной нейтрализации вредного воздействия на сеть тока нулевой последовательности при близких к нулю углах отпирания тиристоров необходимо наличие на трансформаторе дополнительной обмотки, соединенной в треугольник. Кроме того, невозможность использования в рамках известной схемы раздельных магнитопроводов ограничивает эксплуатационные возможности устройства.The disadvantage of this device is the difficulty in that to achieve complete neutralization of the harmful effects on the zero-sequence current network at close to zero unlocking angles of the thyristors, an additional winding connected to a triangle is required on the transformer. In addition, the inability to use separate magnetic circuits within the framework of the known circuit limits the operational capabilities of the device.
Совокупность причин, препятствующих получению требуемого технического результата, заключается в том, что устройство выполнено на одном общем магнитопроводе дополнительно введенного трехфазного трансформатора.The set of reasons that prevent obtaining the required technical result is that the device is made on one common magnetic circuit of an additionally introduced three-phase transformer.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в упрощении и расширении эксплуатационных возможностей.The problem to which the proposed technical solution is directed is to simplify and expand operational capabilities.
Эта задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для межфазного распределения тока, содержащем трансформатор, фазные обмотки которого соединены в трехфазную группу и подключены каждая одним выводом к нулевому входному выводу, а другим - к соответствующему фазному входному выводу, трансформатор выполнен на трех магнитопроводах с последовательно соединенными фазными обмотками и промежуточным выводом в каждой, подключенными промежуточными выводами к нулевому входному выводу, при этом промежуточный вывод делит число витков каждой фазной обмотки на равные части.This problem is solved in that in the proposed device for interphase current distribution containing a transformer, the phase windings of which are connected in a three-phase group and each connected with one output to the zero input terminal, and the other to the corresponding phase input terminal, the transformer is made on three magnetic cores with series connected by phase windings and an intermediate terminal in each, connected by intermediate terminals to a zero input terminal, while the intermediate terminal divides the number of turns of each phase winding into equal parts.
Технический результат, достигаемый в предлагаемом, заключается в возможности использования трех однофазных трансформаторов с магнитопроводами различной конфигурации, в том числе витыми ленточными кольцевидной формы, вместо одного трехфазного и отсутствии необходимости дополнительной обмотки, соединенной в треугольник, при том же качестве нейтрализации вредного воздействия на сеть высших гармоник тока в нулевом проводе. Кроме того, расчетная мощность обмоток такой трансформаторной группы оказывается на 15% меньше, чем в прототипе.The technical result achieved in the proposed one consists in the possibility of using three single-phase transformers with magnetic cores of various configurations, including twisted ring-shaped tape, instead of one three-phase and there is no need for an additional winding connected in a triangle, with the same quality of neutralizing the harmful effects on the network of higher harmonics of the current in the neutral wire. In addition, the estimated power of the windings of such a transformer group is 15% less than in the prototype.
На чертеже приведена принципиальная схема устройства для межфазного распределения тока нулевой последовательности преобразователя трехфазного переменного напряжения, трансформатор которого магнитно уравновешен соединением его первичной обмотки в звезду с выведенным нулем, где стрелками показаны направления протекания долей тока нулевой последовательности I0 в его положительный полупериод тройной частоты.The drawing shows a schematic diagram of a device for interfacial distribution of zero-sequence current of a three-phase AC voltage converter, the transformer of which is magnetically balanced by connecting its primary winding to a star with zero output, where the arrows show the directions of the flow of the zero-sequence current fraction I 0 to its positive half-period of triple frequency.
Устройство содержит три однофазных трансформатора 1, 2 и 3 с обмотками соответственно 4, 5, 6, 7 и 8, 9. Указанные обмотки соединены последовательно, а их числа витков равны. Конец (начало) обмотки 4 (8) трансформатора 1 (3) подключен к входному выводу фазы А. Конец (начало) обмотки 6 (5) трансформатора 2 (1) подключен к входному выводу фазы В. Конец (начало) обмотки 9 (7) трансформатора 3 (2) подключен к входному выводу фазы С. Общие точки разноименных выводов пар обмоток 4, 5; 6, 7 и 8, 9, составляющих каждая пара соответствующую фазную обмотку, соединены с нулевым входным выводом 0, с которым соединен провод для протекания тока нулевой последовательности вышеуказанного трансформаторного преобразователя трехфазного переменного напряжения.The device contains three single-phase transformers 1, 2 and 3 with windings 4, 5, 6, 7, and 8, 9, respectively. These windings are connected in series, and their number of turns is equal. The end (beginning) of winding 4 (8) of transformer 1 (3) is connected to the input terminal of phase A. The end (beginning) of winding 6 (5) of transformer 2 (1) is connected to the input terminal of phase B. The end (beginning) of winding 9 (7) ) transformer 3 (2) is connected to the input terminal of phase C. Common points of opposite terminals of pairs of windings 4, 5; 6, 7, and 8, 9, each pair constituting a corresponding phase winding, are connected to a zero input terminal 0, to which a wire is connected for a zero sequence current flow of the aforementioned three-phase AC voltage transformer converter.
Соединение между собой первичных фазных обмоток разных трансформаторов началами или концами, в связи с отсутствием вторичных фазных обмоток, принципиального значения не имеет. Сумма чисел витков фазных обмоток каждого трансформатора является номинальным расчетным числом витков для подключения этих обмоток к напряжению сети Uл.The interconnection of the primary phase windings of different transformers with beginnings or ends, in connection with the absence of secondary phase windings, does not matter. The sum of the number of turns of the phase windings of each transformer is the nominal design number of turns for connecting these windings to the mains voltage U l .
Допустим, что к входным выводам А, В, С и 0 подключена первичная обмотка трансформатора трехфазного преобразователя напряжения, соединенная в звезду с выведенным нулем, при этом преобразователь работает таким образом, что по нулевому проводу протекает переменный ток тройной частоты, причем в положительный полупериод этого тока он протекает в направлении от входного вывода 0 к входным выводам А, В, С, а в отрицательный полупериод - в обратном направлении.Suppose that the primary winding of a transformer of a three-phase voltage converter connected to a star with a zero output is connected to the input terminals A, B, C and 0, while the converter operates in such a way that an alternating current of triple frequency flows through the zero wire, and this in a positive half-period of this It flows in the direction from input terminal 0 to input terminals A, B, C, and in the negative half-cycle in the opposite direction.
В положительный полупериод этого тока он разветвляется на три равные части, каждая из которых протекает к промежуточному выводу фазной обмотки соответствующего из трансформаторов 1, 2 и 3. Далее, каждая из трех составляющих тока разветвляется еще на две равные части и по фазным обмоткам трансформаторов 1, 2 и 3 протекает 1/6 часть общего тока. Разветвление тока на части, пропорциональные равным числам витков участков фазной обмотки каждого трансформатора, имеющих общий промежуточный вывод, связано с наличием автотрансформаторной связи между этими участками, обеспечивающей необходимый баланс ампер-витков. С другой стороны, трансформаторы 1, 2 и 3 не несут самостоятельной нагрузки и относительно тока нулевой последовательности функционируют как делители тока, самодостаточно обеспечивающие идеальное распределение токов. Таким образом, доля тока в рассматриваемый полупериод тройной частоты в каждой узловой точке соединения фазных обмоток разных трансформаторов составляет одну треть от общего тока, т.е. общий ток, протекающий через входной вывод 0, делится на три равные части, протекающие каждая через один из фазных входных выводов в направлении питающей сети.In the positive half-period of this current, it branches into three equal parts, each of which flows to the intermediate terminal of the phase winding of the corresponding transformer 1, 2, and 3. Further, each of the three current components branches into two equal parts along the phase windings of the transformers 1, 2 and 3 flows 1/6 of the total current. The branching of the current into parts proportional to the equal number of turns of the sections of the phase winding of each transformer having a common intermediate output is due to the presence of autotransformer communication between these sections, providing the necessary balance of ampere turns. On the other hand, transformers 1, 2 and 3 do not carry an independent load and, relative to the zero-sequence current, function as current dividers that self-sufficient ensure an ideal distribution of currents. Thus, the fraction of current in the triple frequency half-cycle under consideration at each nodal connection point of the phase windings of different transformers is one third of the total current, i.e. the total current flowing through input terminal 0 is divided into three equal parts, each flowing through one of the phase input terminals in the direction of the supply network.
Так как характерной особенностью работы рассматриваемого преобразователя является поочередная единовременность нагрузки током нулевой последовательности только одной из фаз питающей сети, то этот ток в каждом интервале дискретности распределяется между фазами сети в соотношении 2/3, 1/3, 1/3, вместо соотношения 1, 0, 0, которое справедливо при отсутствии межфазного распределителя тока.Since the characteristic feature of the operation of the converter in question is the alternate simultaneous loading of the zero sequence current of only one of the phases of the supply network, this current in each discrete interval is distributed between the phases of the network in the ratio 2/3, 1/3, 1/3, instead of the ratio 1, 0, 0, which is true in the absence of an interphase current distributor.
В отрицательном полупериоде протекания тока нулевой последовательности происходит аналогичный описанному обратный процесс суммирования долей тока в общем нулевом проводе.In the negative half-cycle of the zero sequence current flow, the inverse process of summing the current shares in the common neutral wire, similar to that described, occurs.
В итоге, в течение каждого периода напряжения питающей сети в линейных проводах формируются токи, в составе которых отсутствуют высшие гармоники, кратные трем.As a result, during each period of the supply voltage in the linear wires currents are formed, which do not contain higher harmonics that are multiples of three.
Число витков фазной обмотки каждого трансформатора предлагаемого в раз больше числа витков фазной обмотки прототипа, т.к. к первой прикладывается линейное питающее напряжение, а ко второй - фазное. С другой стороны, сечение фазной обмотки каждого трансформатора предлагаемого в 2 раза меньше сечения фазной обмотки прототипа, т.к. ток в фазной обмотке первого равен 1/6 от общего тока, а ток в фазной обмотке второго - 1/3 от общего тока. Поэтому расчетная мощность фазных обмоток трансформаторов предлагаемого в раз меньше расчетной мощности фазных обмоток трансформатора прототипа.The number of turns of the phase winding of each transformer proposed in times the number of turns of the phase winding of the prototype, because a linear supply voltage is applied to the first, and phase voltage to the second. On the other hand, the cross section of the phase winding of each transformer proposed is 2 times smaller than the cross section of the phase winding of the prototype, because the current in the phase winding of the first is 1/6 of the total current, and the current in the phase winding of the second is 1/3 of the total current. Therefore, the rated power of the phase windings of the transformers proposed in times less than the rated power of the phase windings of the prototype transformer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008129059/09A RU2379818C1 (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Device for interphase current distribution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008129059/09A RU2379818C1 (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Device for interphase current distribution |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2379818C1 true RU2379818C1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42121005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008129059/09A RU2379818C1 (en) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Device for interphase current distribution |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2379818C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469457C1 (en) * | 2011-09-13 | 2012-12-10 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions) |
RU2633958C2 (en) * | 2016-12-19 | 2017-10-20 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Device for interphase current distribution (versions) |
RU2686303C2 (en) * | 2018-06-18 | 2019-04-25 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Device for phase-to-phase current distribution |
RU2700567C2 (en) * | 2019-01-22 | 2019-09-18 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Device for phase-to-phase current distribution (versions) |
-
2008
- 2008-07-15 RU RU2008129059/09A patent/RU2379818C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469457C1 (en) * | 2011-09-13 | 2012-12-10 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions) |
RU2633958C2 (en) * | 2016-12-19 | 2017-10-20 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Device for interphase current distribution (versions) |
RU2686303C2 (en) * | 2018-06-18 | 2019-04-25 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Device for phase-to-phase current distribution |
RU2700567C2 (en) * | 2019-01-22 | 2019-09-18 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Device for phase-to-phase current distribution (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2320550A1 (en) | Power transformer and power converter incorporating same | |
US7233506B1 (en) | Low kVA/kW transformers for AC to DC multipulse converters | |
US8339820B2 (en) | Thirty-six pulse power transformer and power converter incorporating same | |
EA029591B1 (en) | Autotransformer system reducing total harmonic distortion | |
RU2365019C1 (en) | Current phase-to-phase distributor | |
RU2379818C1 (en) | Device for interphase current distribution | |
US7750782B1 (en) | Nine-phase autotransformer | |
EP3651343A1 (en) | Power conversion apparatus having scott transformer | |
JPH04229077A (en) | Optimized 18 pulse type ac/dc or dc/ac converter | |
JP2004104891A (en) | Testing method for self-excited converter | |
RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
Singh et al. | Power quality improvements in isolated twelve-pulse AC-DC converters using delta/double-polygon transformer | |
RU2566365C1 (en) | Method of step-link control of output voltage for rectifier based on transformer with rotating magnetic field | |
Arvindan | 24-pulse rectifier topology with 3-phase to four 3-phase transformation by novel interconnection of conventional 3-phase and 1-phase transformers | |
Chivite-Zabalza et al. | A simple, passive 24-pulse ac-dc converter with inherent load balancing using harmonic voltage injection | |
RU2012147667A (en) | METHOD FOR MATCHING A HETEROGENEOUS FOUR WIRE NONSymmetric ELECTRIC TRANSMISSION LINE WITH ELECTRIC LOAD | |
RU2604491C1 (en) | Three-phase alternating voltage cascade converter (versions) | |
JP2022540927A (en) | Asymmetric 24-pulse autotransformer rectifier unit for turbine electric propulsion and related systems and methods | |
RU2488213C1 (en) | Multipulse rectifier and autotransformer | |
Iwaszkiewicz et al. | 18-pulse rectifier in arrangement with coupled three-phase reactor | |
Qiu et al. | A delta-type autotransformer based 36-pulse AC-DC converter | |
Oguchi | Autotransformer-based 18-pulse rectifiers without using dc-side interphase transformers: Classification and comparison | |
RU2416866C1 (en) | Converter of three-phase alternating voltage | |
Singh et al. | Zigzag autotransformer based full-wave ac-dc converters | |
CN103151154A (en) | Gothic triangular phase-shifting transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120716 |