Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий мостовой шопрякосфель, подключенный к входным вавовам, анодная Группа которого выполнена на диодах, а катодная - на тиристорах,.и нулевой вентиль, включенньй параллельно выпрямителю , отличающийся тем, что, с целью повЕлкения надёжности , в него введены .ко1«иутиру{01цие трансформаторы, первйчт фазные обмотки которых включены между соотве ствующими входньши выводами, об-, разуя между собой замкнутый контур, а каждая вторичная их обмотка включена последовательно и встречно с i соответствук«цим тиристором данной фазы. 2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что, с с-|СГ целью упрощения, коммутирующие тран форматоры содержат дополнительные фазные обмотки синзфонйзации. to 00 СП 00 vl

„„SU„„,1 023587

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

8 5Н Н 02 М 7 155

1 (., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 3337026/24-07 (22) 15 ° 09. 81 (46) 15.06,.83; Бюл. 9 22 (72) Ю.И. Гусевский, Б.Л. Киселева, М.В. Мажинский, В.С. Марченко и С.Н. Полторак (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и техноло.гический институт тяжелого электромааиностроения. Харьковского завода

"Электротяжмаш" им. В.И. Ленина (53) 621. 314. б (088. 8) (56) 1. Брискман Я.A., Миледин В.К..

Особенности фазового управления полу управляемым выпрямителем при индуктивной нагрузке ЭП "Тяговое и подьемно-транспортное электрооборудование", 1980, вып. 1, с. 67.

2. Авторское свидетельство СССР

В 642833, кл..Н 02 N 7/155, 1977. (54) (57) 1. ПРЕОБРЪЗОЗАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, соДеРжащий мостовой выцрямгмль, подключенный к входным выводам, анодная группа которого выполнена на диодах, а катодная — на тиристорах,:и нулевой вентиль, включенный параллельно выпрямителю, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены .коммутирующие трансформаторы, первичные фазные обмотки которых включены между соответствующими входными выводами, об-, разуя межцу собой замкнутый контур, а каждая вторичная их обйотка включена последовательно и встречно с соответствующим тиристором данной I фазы.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, коммутирующие транс форматоры содержат дополнительные фазные обмотки синхронизации.

1023587

Изобретение относится к устройст. вам силовой преобразовательной техники, в частности к силовым управляемым выпрямителям.

Иэ вестны схемы полууправляемых

m-фазных мостовых выпрямителей (например, 3-фазных полууправляемых выпрямителей, собранных по мостовой схеме) с тиристорами в катодной и диодами в анодной группах вентилей и нулевым диодом, включенным встречно-параллельно нагрузке (1) .

Такие схемы при работе на индуктивную нагрузку и при больших углах управления могут перейти в неуправляемый режим. 15

Кроме то ro, воз можны также режимы неотключения выпрямителей при снятии управляющих импульсов, приводящие к забросам выходного тока выпрями теля. 20

Режим неотключения полууправляемого выпрямителя при снятии управляющих импульсов с тиристоров выпрямителя возможен при работе выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку с большой постоянной времени (например, при работе на обмотку возбуждения генератора) при значительном прямом напряжении на нулевом вентиле в процессе протекания по нему тока нагруэ-30 ки . При э том тири стор выпрямителя, проводивший ток последним перед моментом снятия управляющих импульсов, оказывается в "ждущем" режиме работы, так как через него и через последовательно включенный с ним ди- 35 од той же фазы выпрямителя в прямом направлении протекает ток больший тока удержания тиристора, обусловленный приложением к указанному тиристору и диоду напряжения от нулевого 40 вентиля.

Особенно опасным процесс неотключения полууправляемого выпрямителя при снятии импульсов управления с тиристоров выпрямителя является при 4 работе выпрямителя на обмотку возбуждения синхронного генератора, работающего в режиме самовозбуждения.

При этом возрастание тока возбуждения генератора приводит к росту напряжения питания полууправляемого выпрямителя, что ведет к дальнейшему повышению тока возбуждения, т.е. к забросу напряжения. Заброс напряжения генератора может привести к перегреву и тепловому пробою неотключившегося тиристора либо к ложным включениям по аноду запертых тиристоров других фаз, либо к пробою запертых вентилей и тиристоров высоким обратным напряжением, либо к 60 повреждению другого электрооборудования, подключенного к генератору.

Все это значительно уменьшает надежность выпрямителя и остального элек трооборудования. 65

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является выпрямитель, в котором с целью устранения опрокидывания при работе на индуктивную нагрузку при больших углах включения тиристоров последовательно с нагрузкой между выпрямительным мостом и нулевым вентилем установлен в проводящем направлении дополнительный диод (2) .

Процесс неотключения выпрямителя при снятии управляющих импульсов может быть устранен эа счет того, что при протекании тока нагрузки через нулевой вентиль последовательно с любым тиристором (в том числе и последовательно с тиристором, проводившим последним ток непосредственно перед моментом снятия импульсов управления) будет включен упомянутый дополнительный диод, что уменьшает величину прямого падения напряжения на тиристоре в режиме Протекания тока нагрузки ниже величины тока удержания, и тиристор запирается, т.е. выпрямитель отключается от цепи нагрузки.

Недостатком указанного выпрямителя является отсутствие гарантии на- дежного отключения выпрямителя при снятии управляющих импульсов с тиристоров.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем исключения режимов опрокидывания при больших углах управления и режимов неотключения при снятии импульсов управления с тиристоров, а также упрощение его.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий мостовой выпрямитель, подключенный к входным выводам, анодная группа которого выполнена на диодах, а катодная — на тиристорах, и нулевой вентиль, включенный параллельно выпрямителю, введены коммутирующие трансформаторы, первичные фазные обмотки которых включены между соответствующими входными выводами, образуя между собой замкнутый контур, а каждая вторичная их обмотка включена последовательно и встречно с соответствующим тиристором данной фазы.

Кроме того, коммутирующие трансформаторы содержат дополнительные фазные обмотки синхронизации .

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит входные выводы 1, 2 и 3, подключенные к входу мостового выпрямителя с катодной группой тиристоров 4, 5 и 6 и анодной группой диодов 7, 8 и 9.

Параллельно выпрямителю включен нулевой вентиль .10, шунтирующий нагрузку 11.

1023587

Составитель Е. Мельникова

Техред Ж. Каст елевич Корректор О. Билак

Редактор Л. Веселовская

Заказ 4234/46 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Коычутирующие трансформаторы 12, 13 и 14 содержат первичные обмотки

15, 16 и 17, которые включены между входными выводами 1, 2 и 3, образуя замкнутый контур, и вторичные обмотки 18, 19 и 20, включенные 5 последовательно-встречно с тиристором своей фазы. Устройство содержит также дополнительные фазные обмотки

21, 22 и 23 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что тиристором, проводившим ток в момент снятия управляющих импульсов, был тиристор б, а знак линейного напряжения между вы- 5 водами 3 и 1 - положительный. При этом тиристор б остается включенным и ток в нагрузке протекает по цепи вывод 3 — тиристор б » »нагрузка 11 диод 7 — вывод 1. Вследствие изме- 20 нения знака указанного линейного напряжения на противоположный ток от выводов 1 и 3 снижается до нуля, так как запирается диод 9, а ток нагрузки 11 замыкается через нулевой вентиль 10 . Если бы в цепи тиристора б не была включена вторичная обмотка 20 трансформатора 14, тирис - тор 6 мог бы оказаться в "ждущем" режиме и не восстановил бы свои запирающие свойства. Так как в цепи тиристора б включена вторичная обмотка 20 трансформатора 14, то при отрицательной полярности напряжения между выводами 3 и 1, ЗДС вторичной обмотки 20 трансформатора 14 Зэ смещает тиристор б в обратном направлении и запирает его. При положитель ной полярности напряжения между выводами 3 и 1, ЭДС вторичной обмотки

20 складывается с напряжением сети. 40

Эта добавка напряжения несущественна, т.к. величина ЭДС обмотки 20, определяемая коэффициентом трансформации трансформатора 14 и выбираемая нэ условия гарантированного эапирания тиристора, составляет доли процента от величины напряжения сети. Например, для выпрямителя, применяемого на тепловозах, номинальное линейное напряжение составляет

400 B тогда как величина ЭДС на вторичной обмотке трансформатора

14, достаточная для надежного запи-ф рания тиристора, составляет 1.5-2 В.

Мощность, потребляемая коммутирующими трансформаторами из питающей сети, также мала.

С целью упрощения устройства управления для преобразователя коммутирующие трансформаторы имеют допол-" нительные фазные обмотки 21, 22 и

23 синхронизации, т.е. трансформаторы 12, 13 и 14, совмещают функции коммутирующих и синхронизирующих трансформаторов.

Вторичные обмотки 21, 22 и 23 достаточно выполнить в виде одного витка (такое исполнение трансформатора и совмещение им функций коммутирующего и синхрониэирующего не приведет к усложнению схемы).

Таким образом введение коммутирующих трансформаторов повышает надежность преобразователя.

Устройство по сравнению с прототипом более технологично-, так как для него не требуется подбор диодов выпрямителя и дополнительного диода (или включение нескольких диодов последовательно) с высоким, а нулевого вентиля - с низким прямым падением напряжения.