Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО ГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий Трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, уравнительный реактор и шесть основных управляемых вентилей, собранных по двойной трехфазной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и двух цепочек последовательно .соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем , в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с 6бщей точкой основных управляемых вентилей, а катод другого - с одним из выводов конденсатора, -при этом выходные выводы образованы средней точкой уравнительного реактора и объединенными катодами основных управляемых вентилей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных показателей путем уменьшения напряжения на вентилях , коммутирующие вентили выполнены полностью управляекыми и введены два неуправляемых вентиля, аноды которых соединены с общими точками вторичных обмоток, а катоды - меясду собой и с анодами коммутирунзйЫх управляемых вентилей. е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 5р Н 02 N 7/217

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и ааОВЗ 4, елБФиф1М Ла 1 К%ДЯ ИБЛИО ТР (а . (21) 3353609/24=07 (22) 11.11.81 (46) 30.03.83. Бюл. Р 12 (72) И.Л. Каганов, О.Г. Булатов и В.A. Шитов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт

621.314 6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 319999, кл. Н 02 М 7/12, 1969.

2. Шевчук С.Н., Магазинник Г.Г., Дудченко И.В. Тиристорный преобразователь с комбинированной коммутацией для систем вентильного электро. привода. - Электротехническая промышленность. Сер. "Преобразовательная техника", 1970, вып. 4, с.22-24

3. Авторское свидетельство СССР

В 693520, кл. Н 02 М 7/12, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

9 64126, кл. Н 02 M 7/48, 1941. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО: ГО НАПРЯЖЕНИИ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, 4

„„SU„„088 7 А уравнительный реактор и шесть основных управляемых вентилей, со.— бранных по двойной трехфазной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и двух цепочек последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем -, в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с об- щей точкой основных управляемых вентилей, а катод другого — с од-,. ним из выводов конденсатора, при этом выходные выводы образованы средней точкой уравнительного реактора и объединенными катодами основных управляемых, вентилей, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью. повышения надежности и улучшения массогабаритных показателей путем уменьшения напряжения на вен- тилях, коммутирующие вентили выполнены йолностью управляемыми и введены два неуправляемых вентиля, аноды которых соединены с общими точками вторичных обмоток, а катоды — между собой и с анодами коммутирукй их управляемых вентилей. с

1008867

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в мощных электроприводах постоянного тока.

Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное с. искусственной коммутацией. В трехфазных тиристорных преобразователях последовательно с основными тиристорами включены отсекающие диоды, а между. точками соединения этих вентилей — коммутирующие конден саторы 11 и (21 .

Недостатком является большая установленная мощность оборудования так как установленная мощность отсекающих диодов равна установленной мощности основных тиристоров.

Трехфазный преобраэоватеЛь переменного напряжения в постоянное собран на основе двойной трехфаэной схемы с уравнительным реактором и содержит два конденсатора (3) .

Недостаток такого устройства— .сложность схемы.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, уравнительный реактор и шесть основных.управляемых вентилей, собранных по двойной трехфаэной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и .двух цепочек последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с общей точкой основных вентилей, катод другого — с одним из концов конденсатора, а анод этого вентиля — с общей точкой вторичных обмоток (41.

Однако известный преобразователь характеризуется недостаточно высокой надежностью и плохими массо.габаритными показателями нз-за большого напряжения на вентилях.

Цель изобретения — повышение надежности и улучшение массогабаритных показателей путем уменьшения напряжения на вентилях.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного. напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, уравнительный реактор и шесть основных управляемых вентилей, собранных по двойной трехфазной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и двух цепочек последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с общей точкой основных управляемых ,вентилей, а катод другого — с одним из выводов конденсатора, при этом выходные выводы образованы средней точкой уравнительного реактора и объединенными катодами основных управляемых вентилей, коммутирующие вентили выполнены пол10 ностью управляемыми и введены два неуправляемых вейтиля, аноды которых соединены с общими точками вторичных. обмоток, а катоды. - между собой и с анодами коммутируюf5 щих вентилей.

На фиг. 1 .представлена электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его рабЬту.

Преобразователь собран на основе двойной трехфазной схемы с уравнительным реактором, содержащей трехфазный трансформатор 1, уравнительный реактор .2 и шесть основных уп75 равляемых вентилей. 3 — 8. Один выходной вывод 9 образован средней точкой уравнительного реактора 2, а другой выходной вывод 10. — объединенными катодами основных управляемых вентилей 3 — 8.

Коммутационный узел 11 содержитконденсатор 12 и две цепочки коммутирующих управляемых вентилей 13, 14.и 15 16. Неуправляемые вентили 17 и 1.8 связывают коммутационный узел с общими точками вторичных обмоток трехфазного трансформатора. На, фиг. 1 приняты обозначения:

A,В,С вЂ” фазы питающей сети; а,Ь,с, x,ó,z — фазы вторичных обмоток

40, трансформатора; U, UZ — напряжения на вентильных группах; iA — сетевой ток фазы A; Ug — напряжение на конденсаторе 12.

Устройство работает следующим

45 образом.

Пусть проводят ток вентили 3 и 6 и конденсатор 12 заряжен до напряжения положительной полярности, превышающего по величине .амплитуду Фаэного напряжения вторичных обмоток трансформатора.

В момент времени tg, опережающий момент естественной коммутации на величину К / 6д(где с6 — угол регулирования; 6й — круговая. частота сети), необходимо принудительно выключить вентиль 3 и затем включить вентиль 4. Для этого в момент включают коммутирующие управляемые вентили,14 и 15. В. результате

60 ток нагрузки начинает переходить с контура: фаза а — вентиль 3 на контур: вентиль 17 — вентиль 15— конденсатор 12 - вентиль 14. В момент времени tg ток фазы Q падает до нУля. В этот момент времени

1008867

3 вентили 14 и 15 выключают и одновре менно включают вентили 13 и 16.

В результате на.интервале tg конденсатор 12 заряжается. B момент t .- включают вентиль 4 и ток нагрузки начинает переходить с контура: вентиль 17 - вентиль 13— конденсатор 12 — вентиль 16 на контур: фаза Ь вЂ” вентиль 4. В момент .t4 ток конденсатора 12 падает до нуля и вентили 13 и 16 выключаются. На интервале tg конденсатор .12 разряжается, а на интервале t — t4 — заряжается.

Абсолютные величины приращений напряжения на этих интервалах равны между собой. Недостаток напряжения компенсируется на интервале

ty. В результате в момент й4 напряжение на конденсаторе 12 имеет ту же величину, что и в момент т.е. коммутационное устройство вйовь готово к работе.

На осйовании проведенного анализа работы устройства была получена . расчетная формула для определения ,максимального напряжения на основных управляемых вентилях 3 — 8: пускает работу с конденсатором большей емкости. .Снижение напряжения на вентилях приводит к снижейию основных уп-равляемых вентилей 3 — 8 и, соответственно, их стоимости. Так, при номинальном значении выходного напряжения- 300 В, в устройстве можно использовать .основные вентили пятого класса(класс вентилей выбран

10 с запасом.), а в схеме прототипа.,восьмого, стоимость-которых в 1,5 раза вьаае. При более высоком номинальном значении выходного напря- . жения, например 500 В и выше, в преобразователе, выполненном по схеме прототипа, необходимо последовательное включение вентилей, что приводит к увеличению в 2 раза стоимости комплекта основных вентилей и .снижению надежности. кроме того, снижение напряжения на вентилях обуславливает повышение быстродействия. Прй работе на двигательную нагрузку, либо на активно-индуктивную нагрузку и при одинаковой заданной величине пульсаций тока нагрузки в номинальном режиме сглаживающий дроссель в схеме имеет величину индуктивности, в 1,5 ". 2 раза меньше, чем в схеме

30 прототипа, что вызвано снижением .пульсаций выходного напряжения. где U < — амплитуда фаэного напря" жения на вторичной сто-, роне трансформатора;

Ug — начальное напряжение на о конденсаторе (до коммутации) ", 1,4 - ток нагрузки;

L — индуктивность рассеяния фазы трансформатора;

С - емкость конденсатора

Использование устройства позволит .снизить напряжение на основных вентилях в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Снижение напряжения достигается путем увеличения емкости конденсатора,. так как устройство доУменьшение величины дросселя .приводит к снижению постоянной

35 времени цепи нагрузки и, соответ; ственно, к улучшению динамических . свойств, уменьшенйю искажений формы напряжения на сетевых зажимах (конкретная величина искажений

4р зависит:от величины напряжения xo- ° роткого,замыкания), а также к повышению надежности работы как самого преобразователя, так.и других подключенных к тем же сетевым

45 зажимам злектропотребителей в результате снижения помех, обуслов- . ленных искажениями и коммутационными всплесками напряжения.

1008867

tpue.l

Составитель Е. Мельникова

Редактор Л. Пчелинская Техред T.Ìàòî÷êà Корректор А. дэятко

3i »«

Эакаэ 2356/66 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений ы оТкрытий .

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

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