Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 1001380

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.07.81 (21)331 7859/24-07 (5! )М. Кл . с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 М 7/155

Гвсударстеевний кенлтет (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень №

Дата опубликования описания 28.02.83 аo делан кзееретеккк

w етхрнткй (53 ) УД К 621. 314. .6(088.8) (i2) Автор изобретения

Г. Г. Магазинник

/; „-.-. ./ .- - :-/

Горьковский ордена Трудового К расноГо Знамени политехнический институт им. A-.À„ÆäàH;îâà (7l ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может использоваться как ведомый сетью управляемый преобразователь.

Известен компенсированный преобразователь, содержаший мостовой выпрямитель и узел искусственной коммутации, выполненный в виде однофазного мос та1 1 ).

Недостатком данного преобразователя являются невысокие энергетические показатели и за низкой кратности частоты пульсаций выпрямленного напряжения.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного напряжения в постоянное, .содержаший трехфазный мостовой выпрямитель, подключенный к обмотке трансформатора, соединенной в звезду, нулевая точка которой соединена с обьединенными анодами вентилей о одиофазного моста узла искусственной коммутации, в диагональ переменного тока которого включен конденсатор, а обьединенные катоды указанного моста соединены с положительным выводом трехфазного мостового выпрямителя (2 ).

Недостаток известного устройстванизкая кратность частоты пульсаций выходного напряжения.

Цель изобретения — увеличение кратности частоты пульсаций выходного напряжения при сохранении простой схемы управления.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержаший первый

I силовой трехфазный мостовой выпрямитель,. подключенный к первой обмотке трансформ матора, соединенной в звезду, а также устройство искусственной коммутации в виде однофазного моста из двух диодов и двух ключевых элементов с конденсатором в диагонали переменного тока, один вывод постоянного гока которого соединен с нулевой точкой звезды, введем ны второй силовой трехфазный мостовой

3 10013 выпрямитель, подключенный ко второй введенной обмотке трансформатора, соединенной в звезду, причем параллельное соединение первого и второго указанных мостовых выпрямителей выполнено через уравнительные реакторы, другой вывод постоянного тока однофазного моста устройства искусственной коммутации соединен с нулевой точкой звезды второй обмотки трансформатора, а также 0 два дополнительных тиристора, каждый. из которых подключен к соответствуюшей нулевой точке звезды, анодом — к положительному ввыводу однофазного моста, катодом — к отрицательному Вы — 15 воду однофазного моста, а свободные выводы указанных тиристоров соединены с одноименными выводами силовых трехфазных мостовых выпрямителей.

На чертеже представлена принципиаль- щ ная схема преобразователя.

Преобразователь содержит первую

1 и вторую 2 обмотки трансформатора, соединенные по схеме звезды. К первой обмотке 1 подключен первый силовой трехфазный мостовой выпрямитель, выполненный на вентилях 3 — 8, а ко второй

2 — второй силовой трехфазный мостовой выпрямитель на вентилях 9-14.

Параллельное соединение мостовых выпря-зо мителей осуществляется через уравнительные реакторы. 15 и 16. Между нулевыми точками звезд первой 1 и второй 2 обмотки включен узел искусственной коммутации в виде однофазного моста из двух диодов 17 и 18 и двух ключевых элементов 19 и 20. В диагональ переменного тока включен конденсатор

21. К нулевой точке звезды первой обмотки 1 присоединен анод дополнитель- 40 ного тиристора 22, катод. которого подключен к объединеным катодам вентилей

12 — 14.

К нулевой точке звезды второй обмотки 2 присоединен катод дополнительного тиристора 23, анод которого подключен g обьединенным анодам вентилей

3-5. Средние точки уравнительных реакторов 15 и 16 образуктг выходные выводы для подключения нагрузки 24.

Устройство работает следукщим образом, В исходном состоянии конденсатор 21 заряжен плюсом на правой обкладке до напряжения несколько большего, чем амплитуда фазного напряжения обмоток 1 и

2 трансформатора. Первоначальный заряд конденсатора с указанной полярностью производится от вспомогательного мало80 4 мошного источника (не показан). В процессе работы преобразователя в интервале рабочих нагрузок подзаряд конденсатора не требуется.

При работе преобразователя конденсатор 21 осушествляет искусственную коммутацию вентилей 3 — 5 и 12 — 14.

Коммутация вентилей 6 — 8 и 9 — ll естественная, причем углы естественной коммутации gp примерно равны по модулю опережающим углам искусственной коммутации с т,о(= с(,, где 0<О <ф;

О сЕц 7 )(, что обеспечивает полную компенсацию реактивной мощности преобразователя (при о = с(потребляемая и генерируемая в сеть реактивные мощно— сти равны).

Искусственная коммутация осуществляется в следующей последовательности.

При коммутации тока, например, из вентиля 5 в вентиль 4 включаются одновременно дополнительный тиристор 23 и ключевые элементы 19 и 20. Под действием напряжения на конденсаторе ток вентиля 4 (равный половине тока нагрузки 24) начинает переходить в цепь: анод — катод тиристора 23 - ключевой элемент 19 — конденсатор 21 — ключевой элемент 20 — первая обмотка 1 вентиль 6 — нагрузка 24 (первоначальное направление тока в обмотках трансформатора показано сплошными стрелками). После полного перехода тока в конденсатор 21 ключевые элементы 19 и

20 принудительно размыкаются и ток в конденсаторе мгновенно изменяет направление, начиная протекать через диоды

18 и 17. Одновременно включается вентиль 4. Поскольку напряжение конденсатора теперь направлено встречно пути тока, ток через конденсатор убывает, а через вентиль 4. и очередную обмотку трансформатора нарастает (показано пунктирной стрелкой). После полного перехода тока в очередную фазу обмотки I тиристор 23 автоматически запирается, так как его ток становится равным нулю.

Затем отпираются одновременно тиристор 22 и ключевые элементы 19 и 20 и начинается процесс коммутации тока из вентиля 12 в вентиль 13, который протекает аналогично описанному. Таким образом, за полный цикл коммутации осуществляется искусственная коммутация тока в двух фазах обмотки.2.

Конденсатор 21 при этом проходит че-рез два цикла частичного разряд-заряда.

Урав п тельные реакторы здесь, как и в любых известных схемах параллельного соединения мостов, выполняют роль делителей тока между мостами, обеспечивая протекание половинного тока нагрузки в каждом мосте. Особенностью является то, что не только в статике, но и в динамике сохраняется равенство выпрямленных напряжений обоих преобразователей, что позволяет выбрать урав- 10 нительные реакторы примерно такой же величины, как при параллельной работе двух мостов < естественной коммутацией и поочередным управпением, и кроме того не требуется блок выравнива- 1 ния напряжений мостов.

Поскольку устройство искусственной коммутации осушествляет коммутацию лишь половинного тока нагрузки, все входяшие в него диоды, ключевые эле- 20 агенты и тиристоры выбираются исходя из коммутации половинного тока.

Связь обшего устройства искусственной коммутации с каждым из мостов я3 осушествлена через один дополнительный тиристор, что упрошает устройство в целом.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержаший первый силовой трехфазный мостовой выпрямитель подключенный к первой обмотке трансформатора, соединенной в. звезду, а так580 4 же устройство искусственной коммутации в виде однофазного моста из двух диодов и двух ключевых элементов с конденсатором в диагонали переменного то-. ка, один вывод постоянного тока кото» рого соединен с нулевой точкой звезды, огличаюшийся тем,что,с целью увеличения кратности частоты пульсаций выходного напряжения при упрошенной схеме управления, в него введены второй силовой трехфазный мостовой выпрямитель, подключенчый к второй введенной обмотке трансформатора, соединенной s з в еeз д у, причем параллельное соединение первого и второго указанных мостовых выпрямителей выполнено через уравнительные реаггоры, другой вывод постоянного тока однофазного îñòà устройства искусственной коммутации соединен с нулевой точкой звезды второй обмотки трансформатора, а также два дополнительных тиристора, каждый из которых подключен к соответствуюшей нулевой точке звезды, анодом — к положительному выводу однофазного моста, катодом — к отрицательному выводу однофазного моста, а свободные выводы указанных тиристоров соединены с одноименными выводами силовых трехфазных мостовых выпрямителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 752685, кл. Н 02 И 7/12, 1S74.

2. Авторское свидетельство СССР

¹764067,,кл. Н 02 М 7/12, 1976.

f 00f 3<0

Составитель E. Мельникова

Редактор Л. Пчелинская Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1439/70

Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4