ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ДВЕНАДЦАТИПУЛЬСОВОЙ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ

Полезная модель относится к электрическому оборудованию, в частности, к трансформаторам для двенадцатипульсовой схемы выпрямления, в частности, при модернизации и реконструкции трансформаторов.
Известен трансформатор для двенадцатифазного режима преобразования, содержащий, установленные на стержнях магнитопровода сетевую обмотку (СО) и две вентильные обмотки (ВО), одна из которых соединена в «звезду», а другая в «треугольник», причем высоты обеих частей вентильной обмотки равны. При такой схеме соединения трансформатор имеет улучшенные технико-экономические показатели, а именно сниженные потери и уменьшенные размеры. (Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок. Я.Л. Фишлер, Р.Н. Урманов, Л.М. Пестряева, М.: «Энергоатомиздат», 1989 г., стр. 197, рис. 4.2. (а)).
Недостатком известного трансформатора является однозначное расположение каждой вентильной обмотки на одном концентре в пределах существующей геометрии и равенство их высот, что не позволяет в широких пределах изменять индуктивные сопротивления (реактансы) трансформатора - индуктивные сопротивления коммутации и индуктивные сопротивления расщепления при заданной величине сопротивления сквозного короткого замыкания. А, это, в свою очередь, не позволяет выравнивать токи нагрузки по параллельно включенным преобразователям, питающимся от вентильных обмоток с разными схемами соединения, при условии ограничения циркулирующего тока 6-ой гармоники по вентильным обмоткам.
Задачей полезной модели является создание трансформатора, обмотки которого обеспечивают изменение в широких пределах индуктивного сопротивления коммутации и индуктивного сопротивления расщепления при заданной величине сквозного реактанса (при ограничении тока 6-й гармоники) за счет возможности изменения расположения частей вентильных обмоток в пределах геометрии трансформатора и изменения числа витков в каждой части вентильных обмоток.
rY
rΔ
Задача, на решение которой направлена полезная модель, решается за счет того, что трансформатор для двенадцатипульсовой схемы выпрямления, содержит, установленные на магнитопроводе, сетевую обмотку и две вентильные обмотки, одна из которых соединена в «звезду» с числом витков Wr=W, а другая соединена в «треугольник», с числом витков Wr=W. Каждая вентильная обмотка расположена на двух концентрах и разделена по высоте на две части, при этом число витков, по меньшей мере, в одной части обмоток не равно Wr/2.
Выравнивание выходных напряжений преобразователей, обеспечивающее равенство токов в нагрузке при номинальном токе нагрузки, достигается увеличением индуктивности коммутации для пары СО-BO, имеющей большее напряжение холостого хода, путем подбора числа витков и высоты участков частей обмотки на разных концентрах (реактанс (индуктивное сопротивление) коммутации зависит от взаимного расположения частей ВО и СО).
На фиг. 1 представлен трансформатор для двенадцатипульсовой схемы выпрямления;
на фиг. 2 - внешняя характеристика двенадцатипульсового преобразователя.
rY
rΔ
Трансформатор содержит магнитопровод 1 (одна фаза), на стержне которого размещена сетевая обмотка 2 и две вентильные обмотки 3 и 4. Вентильная обмотка 3 соединена в «звезду» с числом витков W. Вентильная обмотка 4 соединена в «треугольник» с числом витков W. Вентильная обмотка 3 разделена на две части 5 и 6. Одна часть 5 вентильной обмотки 3, соединенной в «звезду», расположена на верхней половине концентра K2 (концентр, вблизи сетевой обмотки 2), а другая часть 6 - в нижней половине концентра K1 (концентр, вблизи стержня магнитопровода 1). Одна часть 7 вентильной обмотки 4, соединенной в «треугольник», расположена в верхней половине концентра K1, а другая часть 8 - в нижней половине концентра K2.
При двенадцатипульсной схеме выпрямления отношение числа витков вентильной обмотки, соединенной в «треугольник» к числу витков вентильной обмотки соединенной в «звезду» - .
Так как  - число иррациональное, а число витков - целые числа, то напряжения холостого хода вентильных обмоток не равны. Это является причиной неравномерности нагрузки параллельно включенных вентильных преобразователей, питаемых от вентильных обмоток с разными схемами соединения. Чтобы выровнять нагрузки преобразователей, обмотки следует выполнить таким образом, чтобы индуктивное сопротивление коммутации было больше у той пары СО-BO, у которой напряжение холостого хода больше. Это можно выполнить, подбирая числа витков и высоты частей вентильных обмоток 3 на разных концентрах, так как реактансы коммутации зависят от взаимного расположения частей вентильных обмоток относительно сетевой обмотки. Зависимость постоянного выходного напряжения преобразователя от выпрямленного тока определена внешней характеристикой двенадцатипульсовой) преобразователя (Фиг. 2), где
Δ
1
KY
U - падение напряжения в преобразователе с большим напряжением холостого хода и большим индуктивным сопротивлением (реактансом) коммутации - X;
Δ
2
KΔ
U - падение напряжения в преобразователе с меньшим напряжением холостого хода и меньшим индуктивным сопротивлением (реактансом) коммутации - X;
d01
U - выходное напряжение преобразователя, подключенного к обмоткам с большим напряжением холостого хода и большим индуктивным сопротивлением коммутации;
d02
U - выходное напряжение преобразователя, подключенного к обмоткам с меньшим напряжением холостого хода и меньшим индуктивным сопротивлением коммутации;
Кроме того, взаимное расположение участков витков частей ВО с разными схемами соединения обеспечивает индуктивное сопротивление расщепления, которое влияет на уровень тока 6-й гармоники. Предложенное техническое решение позволяет подобрать большую величину индуктивного сопротивления (реактанса) расщепления, ограничивающего ток 6-й гармоники, появляющийся за счет разных мгновенных значений напряжений холостого хода вентильных обмоток с разными схемами соединения («звезда» и «треугольник») за счет сдвига их напряжений на 30°.
В трансформаторе для двенадцатипульсовой схемы выпрямления обеспечена возможность подобрать такое взаимное расположение частей вентильных обмоток с разными схемами соединения, которое обеспечивает большую величину реактанса расщепления, ограничивающего ток 6-й гармоники, преобразующийся в обмотках в 5-ю и 7-ю гармоники, вызывающие большие потери в обмотках.
Таким образом, предлагаемая конструкция трансформатора для двенадцатипульсовой схемы выпрямления улучшает энергетические показатели трансформатора и повышает его кпд.