Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГО-. ФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий многофазный выпрямительный мост, анод-ная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, а к1атодная вентильная группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды которых объединены, образуя второй выходной вывод, отлич ающийс я тем, что, с целью улучшения энергетических и массогабаритных показателей, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной i группе многофазного выпрямительного моста, а другая - к разным обкладкам ел дозирующего конденсатора через соответствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(59 Н 02 М 7/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3516431/24-07 (22) 30.11.82 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) О.Г. Булатов, А.А. Воронин, В.Д. Поляков и A.È. Царенко (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621. 314.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 548930, кл. Н 02 М 7/155, 1975.

2. Булатов О. Г.и др. Исследование режимов работы преобразователя с емкостным компенсирующим устройством на входе. Труды Московского энергетического института, вып..461, 1980, с. 613. (54 ) (57 ) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗ НОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕ НИ Я В

ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий многофазный выпрямительный мост, анод-ная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, а ка тодная вентильная группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды ко торых объединены, образуя второй выходной вывод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения энергетических и массогабаритных показателей, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной группе многофазного выпрямителвного

С моста, а другая — к разным обкладкам дозирующего конденсатора через соответствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров.

1069098

2. Преобразователь по и, 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения мощности, передаваемой в нагрузку, параллельно каждому

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высокочастот ным тиристорным преобразователям, и может использоваться в электротехнологии, в системах электропита- 5 ния термических установок для получения диффузионных слоев, например,. установок для ионного азотирования.

Известен преобразователь многофазного переменного напряжения в 10 постоянный ток, позволяющий работать на нагрузку с широким диапазоном изменения, вплоть до короткого замыкания, содержащий выпрямительный мост питае и от многофазной сети катод- 15 ная вентильная группа которого выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к обкладкам дозирующего конденсатора и к анодам двух тиристоpos катоды которых объединены (1) .

Недостатком такого преобразователя является наличие значительных перенапряжений на элементах, возникающих при импульсном потреблении тока конденсатором. 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь с емкостным компенсирующим устройством на входе, содержащий также многофазный выпрямительный 30 мост, анодная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, а катодная вентильная группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых под З5 ключены к разным обкладкам доэирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух тиристоров, катоды которых объединены, образуя второй выходной вывод (2) .

Однако ограничение напряжения на элементах осуществляется с помощью конденсаторов, включенных между фазами питающей сети. Подключение такого входного компенсирующего устройства приводит к появ- 45 лению дополнительного реактивного тока, иагружающего питающий трансформатор, либо питающую линию и ухудшающего энергетические и массогабаритные показатели преобразова- 50 теля.

Целью изобретения является улучшение энергетических и массогабаритных показателей путем ограниуказанному основному тиристору подключен по меньшей мере один дополнительный тиристор, поочередно с основным проводящий ток.

2 чения значения напряжения на элементах и исключения емкостного компенсирующего устройства на входе.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащий многофазный выпрямительный мост, анодная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, а катодная вентильная

Группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды которых соединены, образуя второй выходной вывод, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной группе многофазного выпрямительного моста, а другая — к разным обкладкам дозирующего конденсатора через соот ветствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров.

С целью увеличения мощности передаваемой в нагрузку, параллельно каждому указанному основному тиристору подключен по меньшей мере один дополнительный тиристор, гоочередно с основным проводящий ток.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема трехфазного преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы (а — напряже-! ния на дозирующем конденсаторе б

1 напряжения на дополнительном конденсаторе, в — к — интервалов проводимости тиристоров преобразователя для случая, когда линейное напряжение 0 Ас превышает остальные линейные напряжения).

Преобразователь (фиг. 1) содержит многофазный выпрямительный мост с аноцной группой вентилей 1-3, образующих первый выходной вывод, катодную группу, выполненную в виде двух управляемых групп на вентилях

4-б и 7-9. Выход группы вентилей

4-б подключен к одной обкладке дозирующего конденсатора 10 и к аноду основного тиристора 11, выход группы вентилей 7-9 подключен к другой обкладке конденсатора 10 и к аноду основного тиристора 12. Катоды ти1069098 ристоров 11 и 12 объединены, образуя второй выходной вывод. Введенный дополнительный конденсатор 13 одной обкладкой подключен к анодной группе вентилей 1-3, а другой - через пары введенных встречно-параллельно включенннх тиристоров 14-17 — к разным обкладкам дозирующего конденсатора 10. Нагрузка 18 подключена к первому и второму выходным выводам.

Преобразователь многофазного пе- »О ременного напряжения в постоянный ток работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсатор

10 заряжен до начального напряжения с полярностью, указанной (фиг. 1) 15 в скобках, а конденсатор 13 заряжен с указанной полярностью до линейного напряжения питающей сети.

В начальный момент времени отпирается вентиль б, тиристоры 12 и 15 . 2П

Конденсатор 10 перезаряжается по двух контурам: вентиль б — конденсатор 10 — тиристор 12 — нагрузка

18 — вентиль 1 и тиристор 15 — конденсатор 10 — тиристор 12 — нагрузка 25

18 - конденсатор 13. К моменту времени 1» напряжение на дозирующем конденсаторе 10 достигает значения лйнейного напряжения UAc с полярностью, указанной без скобок (фиг.1)

За счет энергии, накопленной к индуктивностях фаз питающей сети, конденсатор 10 дозаряжается до напряжения, превышающего значение линейного напряжения сети. При этом, начиная с момента времени 4», ти.ристор 15 попадает под обратное напряжение и выключается. На интервале 1» " дозаряд конденсатора 10 происходит по контуру вентиль б — конденсатор 10 — тиристор 12 — 40 нагрузка 18 — вентиль 1. По достиже- нии напряжением на конденсаторе 10 заданного значения Uq».-q в момент времени t выключается тиристор

14 и энергия, запасенная в индуктив- 45 ностях фаз питающей сети, сбрасывается в конденсатор 13 по контуру вентиль б — тиристор 14 — конденсатор 13 — вентиль 1. При этом напряжение на элементах преобразовате- 5О ,ля ограничивается на заданном уровне

По окончании дозаряда конденсаторов

10 и 13 вентиль б и тиристоры 12 .и 14 выключаются.

В момент времени tg подаются 55 управляющие импульсы на вентиль 9, тиристоры 11 и 17. Конденсатор 10 перезаряжается по контурам: вентиль

9 - конденсатор 10 — тиристор 11— нагрузка 18 — вентиль 1 и тнрнстор

17 — конденсатор 10 — тиристор 11 нагрузка 18 — конденсатор 13. При этом энергия, сообщенная на предыдущем такте работы преобразователя конденсатору 13, передается а нагрузку 18. В момент t4 тиристор

17 попадает под обратнбе напряжение и выклвчается. По достижении напряжением на конденсаторе 10 значения

0 qz, в момент t 5 включается тиристор 16 и происходит сброс запасенной в индуктивностях энергии в конденсатор 13. Ток заряда конденсаторов 10 и 13 уменьшается до нуля, вентиль 9 и тиристоры 11 и 16 выклю. чаются. Далее процессы в преобразователе повторяются.

При увеличении частоты модуляции преобразователя, амплитуда напряжения на дозирувщем конденсаторе уменьшается. В этом случае управляющие импульсы на тиристоры 14 и 16 не подаются, а коммутация тиристоров 15 и 17 происходит следующим образом. Если к моменту окончания перезаряда конденсатора 10 проводит тиристор 15, то, при включении тиристора 17.. тиристор 15 попадает под обратное напряжение и выключается.

Возможно выполнение преобразователя с увеличенной передаваемой ,в нагрузку мощностью. Для этого необходимо параллельно основным тирис. торам 11 и 12 установить дополнительные тиристоры. Количество этих дополнительных тиристоров определяется передаваемой мощностью. При этом происходит поочередная работа основных и дополнительных тиристоров.

Таким образом, устройство позволяет улучшить энергетические и массогабаритные характеристики преобразователя. Последнее объясняется тем, что в этом случае дополнительный конденсатор включен на стороне выпрямленного тока. При этом отсутствует дополнительный реактивные токи, нагружающне питающий трансформатор, и вся энергия, преобразуемая в устройстве, передается в нагрузку.

10б9098 — 4 ) с::з

Составитель Е. Мельникова

Редактор Н. Бобкова ТехредМ,Тепер Корректор А. Повх

Заказ 11487/53 Тираж б67 Подписное

BHHHIIH 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