УСТРОЙСТВО ПРЯМОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА, СОДЕРЖАЩЕЕ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1. Устройство для обеспечения АС тока в нагрузку для прямого электрического нагрева, при этом устройство содержит:
- AC-DC-AC преобразовательную ячейку (133, 433, 533, 633, 733), причем преобразовательная ячейка имеет по меньшей мере два входных вывода (111, 112, 113) преобразователя, соединенные с по меньшей мере двумя выходными выводами трансформатора, преобразовательная ячейка имеет первый выходной вывод (135, 4 35, 535) преобразователя и второй выходной вывод (137, 437, 537) преобразователя,
при этом первый выходной вывод (135) преобразователя адаптирован для соединения с нагрузкой (350, 650, 750, 850), причем на всех трех входных выводах трансформатора реализуется симметричная нагрузка путем надлежащего управления AC-DC-AC преобразовательной ячейкой.
2. Устройство по п. 1, причем устройство содержит:
трансформатор (240, 109, 244, 640, 740) для преобразования входных напряжений между тремя входными выводами (241, 242, 243) трансформатора, подключенными к трем первичным обмоткам (244), в три выходных напряжения трансформатора на трех частях (109, 409, 509) вторичной обмотки, причем трансформатор имеет по меньшей мере два выходных вывода (111, 113) трансформатора.
3. Устройство по п. 1 или 2, причем AC-DC-AC преобразовательная ячейка содержит
- AC-DC секцию (103, 403, 503), имеющую два DC выходных узла (119, 121, 419, 421, 519, 521) и адаптированную для обеспечения DC напряжения между двумя DC выходными узлами, когда АС напряжение прикладывается между по меньшей мере двумя входными выводами преобразователя; и
- DC-AC секцию (107, 407, 507), имеющую два DC входных узла, соединенные с двумя DC выходными узлами AC-DC секции, и адаптированную для преобразования DC напряжения между двумя DC выходными узлами в АС напряжение между первым выходным выводом (135, 435, 535) преобразователя и вторым выходным выводом (137, 437, 537) преобразователя.
4. Устройство по п. 3, причем преобразовательная ячейка, в частности, AC-DC секция по меньшей мере одной преобразовательной ячейки, содержит:
- первый управляемый переключатель (115, 415);
- второй управляемый переключатель (117, 417),
причем первый управляемый переключатель и второй управляемый переключатель соединены последовательно между двумя DC выходными узлами,
причем первый один (111) из по меньшей мере двух входных выводов преобразователя подсоединен между первым управляемым переключателем и вторым управляемым переключателем.
5. Устройство по п. 4, причем по меньшей мере один из первого управляемого переключателя и второго управляемого переключателя содержит тиристор (115, 117, 415, 417),
при этом преобразовательная ячейка, в частности, AC-DC секция, дополнительно содержит, в частности,
конденсатор (129, 429, 529), подключенный параллельно к последовательному соединению первого управляемого переключателя и второго управляемого переключателя.
6. Устройство по п. 3, причем преобразовательная ячейка, в частности, AC-DC секция содержит:
- третий управляемый переключатель (123, 423); и
- четвертый управляемый переключатель (125, 425),
при этом третий управляемый переключатель и четвертый управляемый переключатель соединены последовательно между двумя DC выходными узлами,
причем второй один (412) из по меньшей мере двух входных выводов преобразователя подсоединен между третьим управляемым переключателем и четвертым управляемым переключателем,
причем, в частности, последовательное соединение первого управляемого переключателя и второго управляемого переключателя соединено параллельно с последовательным соединением третьего управляемого переключателя и четвертого управляемого переключателя.
7. Устройство по п. 4, причем преобразовательная ячейка, в частности, AC-DC секция содержит:
- третий управляемый переключатель (123, 423); и
- четвертый управляемый переключатель (125, 425),
при этом третий управляемый переключатель и четвертый управляемый переключатель соединены последовательно между двумя DC выходными узлами,
причем второй один (412) из по меньшей мере двух входных выводов преобразователя подсоединен между третьим управляемым переключателем и четвертым управляемым переключателем,
причем, в частности, последовательное соединение первого управляемого переключателя и второго управляемого переключателя соединено параллельно с последовательным соединением третьего управляемого переключателя и четвертого управляемого переключателя.
8. Устройство по п. 6, причем три части (509) вторичной обмотки трансформатора последовательно электропроводно соединены кольцевым способом,
причем по меньшей мере два выходных вывода трансформатора образованы тремя выходными выводами (511, 512, 513) трансформатора, предусмотренными между парами трех частей (509) вторичной обмотки, причем по меньшей мере два входных вывода преобразователя образованы тремя входными выводами преобразователя (511, 512, 513),
при этом три выходных вывода трансформатора подключены к трем входным выводам преобразователя.
9. Устройство по п. 7, причем преобразовательная ячейка, в частности, AC-DC секция по меньшей мере одной преобразовательной ячейки, содержит
- первый управляемый переключатель (115, 415);
- второй управляемый переключатель (117, 417),
причем первый управляемый переключатель и второй управляемый переключатель соединены последовательно между двумя DC выходными узлами,
причем первый один (111) из по меньшей мере двух входных выводов преобразователя подсоединен между первым управляемым переключателем и вторым управляемым переключателем.
10. Устройство по п. 8, причем по меньшей мере один из третьего управляемого переключателя (423) и четвертого управляемого переключателя (425) содержит тиристор.
11. Устройство по п. 8 или 10, причем преобразовательная ячейка, в частности AC-DC секция, дополнительно содержит:
- пятый управляемый переключатель (428), содержащий тиристор;
- шестой управляемый переключатель (430), содержащий тиристор,
причем пятый управляемый переключатель и шестой управляемый переключатель соединены последовательно между двумя DC выходными узлами,
причем третий один (113) из трех входных выводов преобразователя подсоединен между пятым управляемым переключателем и шестым управляемым переключателем,
причем, в частности, последовательное соединение первого управляемого переключателя и второго управляемого переключателя соединено параллельно с последовательным соединением пятого управляемого переключателя и шестого управляемого переключателя.
12. Устройство по п. 6, причем три части (109) вторичной обмотки электрически изолированы друг от друга,
причем по меньшей мере два выходных вывода трансформатора образованы тремя парами (111, 113) выходных выводов трансформатора, причем каждая из трех частей вторичной обмотки обеспечивает одну из трех пар выходных выводов трансформатора,
причем по меньшей мере два входных вывода преобразователя образованы точно двумя входными выводами (111, 113) преобразователя,
причем точно два входных вывода преобразователя соединены с парой выходных выводов трансформатора из трех пар выходных выводов трансформатора.
13. Устройство по п. 12, причем по меньшей мере один из третьего управляемого переключателя (123) и четвертого управляемого переключателя (125) содержит транзистор, в частности, IGBT, причем, в частности, диод (127) соединен параллельно с третьим управляемым переключателем и, в частности, другой диод (127) соединен параллельно с четвертым управляемым переключателем.
14. Устройство по п. 12 или 13, дополнительно содержащее
- другую AC-DC-AC преобразовательную ячейку (133b), причем другая преобразовательная ячейка имеет точно два других входных вывода преобразователя, соединенных с другой парой выходных выводов трансформатора из трех пар выходных выводов трансформатора, другая преобразовательная ячейка имеет другой первый выходной вывод преобразователя и другой второй выходной вывод преобразователя;
- еще одну другую AC-DC-AC преобразовательную ячейку (133с), эта еще одна другая преобразовательная ячейка имеет точно два еще одних других входных вывода преобразователя, соединенных с еще одной другой парой выходных терминалов трансформатора из трех пар выходных выводов трансформатора, эта еще одна другая преобразовательная ячейка имеет еще один другой первый выходной терминал преобразователя и еще один другой второй выходной вывод преобразователя,
причем нагрузка может подсоединяться между первым выходным выводом (135, 138) преобразователя и еще одним другим вторым выходным выводом (137, 138) преобразователя,
причем второй выходной вывод преобразователя соединен с первым другим выходным выводом преобразователя,
причем второй другой выходной вывод преобразователя соединен с еще одним другим первым выходным выводом преобразователя.
15. Последовательное устройство, содержащее по меньшей мере первое и последнее последовательно соединенное устройство по любому из пп. 8-11 или 14.
16. Последовательное устройство по п. 15, дополнительно содержащее
- компенсирующий конденсатор (355, 655, 855), соединяемый последовательно или параллельно нагрузке.
17. Устройство нагрева трубопровода, содержащее:
- устройство (200) по любому из пп. 8-11 или 13-16;
- электропроводный трубопровод (350, 650, 850), соединенный с устройством в качестве нагрузки в первой продольной позиции и второй продольной позиции для протекания электрического тока по трубопроводу из первой позиции к второй позиции для нагрева трубопровода.
18. Источник питания прямого электрического нагрева, содержащий:
- преобразователь, содержащий по меньшей мере одну AC-DC-AC преобразовательную ячейку (133, 433), причем преобразовательная ячейка имеет AC-DC секцию (103, 403), DC цепь (105, 405) и DC-AC секцию (107, 407);
- первый, второй и третий АС вход преобразователя (111, 411, 412, 413), причем первый вход преобразователя может быть соединен с первой вторичной обмоткой трехфазного трансформатора, второй вход преобразователя может быть соединен с второй вторичной обмоткой трехфазного трансформатора, а третий вход преобразователя может быть соединен с третьей вторичной обмоткой трехфазного трансформатора;
- АС выход (136, 138; 435, 437) преобразователя, соединяемый с электропроводной секцией трубопровода, образующей однофазную нагрузку для прямого электрического нагрева секции трубопровода,
при этом преобразователь выполнен с возможностью подачи АС электрической мощности в однофазную нагрузку и распределения нагрузки равномерно между первым, вторым и третьим АС входами преобразователя.
19. Источник питания прямого электрического нагрева по п. 18, причем преобразователь содержит по меньшей мере три элемента питания, один элемент питания обеспечивает первый АС вход преобразователя, один элемент питания обеспечивает второй АС вход преобразователя, и один элемент питания обеспечивает третий АС вход преобразователя,
причем выход по меньшей мере трех элементов питания соединен последовательно, чтобы обеспечить выход АС преобразователя, причем преобразователь сконфигурирован, чтобы синхронизировать генерирование АС напряжения DC-AC секциями по меньшей мере трех элементов питания, чтобы обеспечить однофазный АС выход на АС выходе преобразователя.
20. Источник питания прямого электрического нагрева по п. 18, причем элемент питания содержит три АС входа, которые обеспечивают первый, второй и третий АС входы преобразователя,
причем AC-DC секция преобразовательной ячейки сконфигурирована для преобразования трехфазного АС напряжения, принимаемого на первом, втором и третьем АС входах преобразователя, в общее DC напряжение в DC цепи, тем самым симметрируя нагрузку на первом, втором и третьем АС входах преобразователя.
21. Источник питания прямого электрического нагрева по п. 18, 19 или 20, содержащий устройство по любому из пп. 1-16.