Преобразователь переменного тока в постоянный

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий трехфазный трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, каждая из которых соединена в звезду, а выходные выводы образованы нулевыми точками звезд второй и третьей групп вторичных обмоток, которые совместно с двумя группами подключенных к ним вентилей образуют лучевые схемы выпрямления, один отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток соединен с объединенными катодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы. обмоток, выполненных с отводом, один отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток соединен с объединенными анодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы обмоток, другой отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток подключен к объединенным катодам вентилей первой группы, а другой отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток подключен к объединенным анодам вентилей второй группы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования в режиме искусственной коммутации , объединенные электроды вентилей каждой лучевой схемы выпрямления подключены к соответствующим одноименным электродам введенных ключевых элементов. свободные электроды которых объединены и подключены к нулевой точке звезды первой группы вторичных обмоток, вентили первой группы и вентили второй группы соединены по схеме кольца, при этом объединенные аноды вентилей первой группы подключены к катоду дополнительно введенного первого ключа, анод которого соединен с соответствующим отводом первой группы обмоток и катодом введенного второго ключа, анодом подклнэченного к объединенным катодам второй группы вентилей. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что вентили лучевых схем выпрямления , вентили прямой и второй групп выполнены в виде полууправляемых тиристоров , а все ключи - в виде двухопераi ционных тиристоров. 3.Преобразователь по п. 1, отличаю (Л щийся тем, что параллельно каждым соединенным дополнительно введенным перС вому и второму ключам в виде диодов с подключением к разноименным электродам, дополнительно включен двухоперационный тиристор, объединенные электроды вентилей в виде полууправляемых тиристоров каждой лучевой схемы выпрямления подключены к соответствующим одноименным электро дам ключевых элементов в виде диодов, СХ) защунтированных введенным двухопераО1 ционным тиристором с подключением его к разноименным электродам, соединение О5 одного отвода каждой фазы второй группы вторичных обмоток с объединенными катодами ключей в виде полууправляемых тиристоров осуществляется через введенный двухоперационный тиристор, катод которого подключен к указанному отводу, соединение одного отвода каждой фазы третьей группы вторичных обмоток с объединенными анодами ключей в виде полууправляемых тиристоров осуществляется через введенный двухоперационный тиристор, анод которого подключен к указанному отводу, при этом вентили первой и второй групп выполнены в виде полууправляемых тиристоров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(59 Н 02 М 7 217

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3358939/24-07 (22) 27.11.81 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) Н. И. Джус (71) Московское отделение Ордена «Знак

Почета» научно-исследовательского института по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621.314-6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 860239, кл. Н 02 М 7/12, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 748731, кл. Н 02 М 7/06, 1978. (4) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО TOKA В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий трехфазный трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, каждая из которых соединена в звезду, а выходные выводы образованы нулевыми точками звезд второй и третьей групп вторичных обмоток, которые совместно с двумя группами подключенных к ним вентилей образуют лучевые схемы выпрямления, один отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток соединен с объединенными катодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы . обмоток, выполненных с отводом, один отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток соединен с объединенными анодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы обмоток, другой отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток подключен к объединенным катодам вентилей первой группы, а другой отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток подключен к объединенным анодам вентилей второй группы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования в режиме искусственной коммутации, объединенные электроды вентилей каждой лучевой схемы выпрямления подключены к соответствующим одноименным влектродам введенных ключевых элементов, „„SU„„1078560 свободные электроды которых объединены и подключены к нулевой точке звезды первой группы вторичных обмоток, вентили первой группы и вентили второй группы соединены по схеме кольца, при этом объединенные аноды вентилей первой группы подключены к катоду дополнительно введенного первого ключа, анод которого соединен с соответствующим отводом первой груйпы обмоток и катодом введенного второго ключа, анодом подключенного к объединенным катодам второй группы вентилей.

2. Преобразователь по п. 1, отличаюи ийся тем, что вентили лучевых схем выпрямления, вентили прямой и второй групп выполнены в виде полууправляемых тиристбров, а все ключи — в виде двухоперационных тиристоров.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что параллельно каждым со- фф единенным дополнительно введенным первому и второму ключам в виде диодов с подключением к разноименным электродам, дополнительно включен двухоперационный 2 тиристор, объединенные электроды вентилеи в виде полууправляемых тиристоров каждой лучевой схемы выпрямления подключены к соответствующим одноименным электродам ключевых элементов в виде диодов, 4 зашунтированных введенным двухопера- QQ ционным тиристором с подключением его (д к разноименным электродам, соединение р, одного отвода каждой фазы второй группы вторичных обмоток с объединенными катода- Р ми ключей в виде полууправляемых тиристоров осуществляется через введенный двухоперационный тиристор, катод которого подключен к указанному отводу, соединение одного отвода каждой фазы третьей группы в вторичных обмоток с объединенными анодами ключей в виде полууправляемых тиристоров осуществляется через введенный двухоперационный тиристор, анод которого подключен к указанному отводу, при этом вентили первой и второй групп выполнены в виде полууправляемых тиристоров.

1078560

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться как для питания нагрузки постоянным током, так и в инверторном режиме — для питания нагрузки переменным током.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий четыре вторичных обмотки трансформаторов, соединенные в звезду и подключенные к вентилям (I j

Преобразователь обладает возможнос-. 10 тью регулирования, однако кратность частоты пульсаций за период питающего напряжения на его выходе не превышает двенадцати.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, каждая из которых соединена в звезду, а выходные выводы образованы нулевыми точками звезд второй и третьей групп вторичных обмоток, которые совместно с двумя группами подключенных к ним вентилей образуют лучевые схемы выпрямления, один отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток соединен с объединенными катодами ключей, 25 другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы обмоток, выполненных с отводом, один отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток соединен с объединенными анодами ключей, другие выводы ко- З0 торых соединены со свободными выводами

55 двух других фаз первой группы обмоток, выполненных с отводом, один отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток соединен с объединенными анодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы обмоток,.другой отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток подключен к объединенным катодам вентилей, а другой отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток подключен к объединенным анодам вентилей (2) .

Указанное устройство обеспечивает тридцатикратную частоту пульсации для нагрузки постоянного тока, однако перевод схемы в режим искусственной коммутации требует замены всех элементов на двухоперационные тиристоры, что значительно усложняет ее, оставляя открытым вопрос создания оптимального варианта для работы в режиме искусственной коммутации.

Цель изобретения — обеспечение регулирования в режиме искусственной коммутации.

Эта цель достигается тем, что в преобразователе переменного тока в постоянный, содержащем трехфазный трансформатор с тремя группами вторичных обмоток, каждая из которых соединена в звезду, а выходные выводы образованы нулевыми точ35

50 ками звезд второй и третьей групп вторичных обмоток, которые совместно с двумя группами подключенных к ним вентилей образуют лучевые схемы выпрямления, один отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток соединен с объединенными катодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы обмоток, выполненных с отводом, один отвод каждой, фазы третьей группы вторичных обмоток соединен с объединенными анодами ключей, другие выводы которых соединены со свободными выводами двух других фаз первой группы обмоток, другой отвод каждой фазы второй группы вторичных обмоток подключен к объединенным катодам вентилей первой группы, а другой отвод каждой фазы третьей группы вторичных обмоток подключен к объединенным анодам вентилей второй группы, объединенные электроды вентилей каждой лучевой схемы выпрямления подключены к соответствующим одноименным электродам введенных ключевых элементов, свободные электроды которых объединены и подключены к нулевой точке звезды первой группы вторичных обмоток, вентили первой группы и вентили второй группы соединены по схеме кольца, при этом объединенные аноды вентилей первой группы подключены к катоду дополнительно введенного первого ключа, анод которого соединен с соответствующим отводом первой группы обмоток и катодом введенного второго ключа, анодом подключенного к объединенным катодам второй группы вентилей.

При этом вентили лучевых схем выпрямления, вентили первой и второй групп выполнены в виде полууправляемых тиристоров, а все ключи — в виде двухоперационных тиристоров.

Причем параллельно каждым соединенным дополнительно введенным первому и второму ключам в виде диодов, с подключением к разноименным электродам дополнительно включен двухоперационнный тиристор. объединенные электроды вентилей в виде полууправляемых тиристоров каждой лучевой схемы выпрямления подключены к соответствующим одноименным электродам ключевых элементов в виде диодов, зашунтированных введенным двухоперационным тиристором с подключением к разноименным электродам, соединение одного отвода каждой фазы второй группы вторичных обмоток с объединенными катодами ключей в виде полууправляемых тиристоров осуществляется через введенный двухоперационный тиристор, катод которого подключен к указанному отводу, соединение одного отвода каждой фазы третьей группы вторичных обмоток с объединенными анодами ключей в виде полууправляемых тиристоров осуществляется через введенный двухоперационный тиристор, анод которого под1078560

3 ключен к указанному отводу, при этом вентили первой и второй групп выполнены в виде полууправляемых тиристоров.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя (первый вариант); на фиг. 2 — то же, второй вариант. 5

Преобразователь (фиг. 1) содержит вентиль 1, ключ 2, вентили 3 и 4, ключ 5, вентиль 6, ключ 7, вентили 8 и 9, ключ 10, вентиль 11, ключ 12, вентили 13 и 14, ключ

15, вентиль 16, ключ 17, вентили 18 и 19, ключ 20, вентиль 21, ключ 22, вентили 23 и 24, ключ 25, вентиль 26, ключ 27, вентили 28 и 29, ключ 30.

При этом все указанные вентили выполнены в виде полууправляемых тиристоров, а все указанные ключи — в виде двухоперационных тиристоров, с помощью которых осуществляется регулирование при подаче напряжения на первую группу вторичных обмоток 31, вторую группу вторичных обмоток 32, третью группу вторичных обмоток 33, каждая из которых соединена в звезду с нулевыми точками 01, О, Оз. Отводы а„b, с, выполнены от обмоток 31 с выводами а, b,, с,, каждый из которых соединен с объединенными анодами ключей 30 и 2 (10,12 и 20, 22) . Катоды ключей 2 и 10 (12, 20 и 22, 30) объединены и подключены

25 к одному отводу с> (а, b ) каждой фазы обмоток 32. Выводы à, b„c соединены также с объединенными катодами ключей 15, 17 и 25, 27; 5, 7. Аноды ключей 17 и 25 (27, 5 и ?, 15) объединены и подключены к одному отводу с, (а,, Ь,), каждой фазы обмоток 33. Первичная обмотка 34 трансформатора соединена в треугольник.

Вентили 28, 4, 8, 14, 18 и 24 образуют первую группу и соединены по схеме кольца как и вентили 13, 19, 23, 29, 3 и 9, образую- З5 щие вторую группу. При этом объединенные катоды.вентилей 4, 8 (14, 18; 24, 28) подключены к другому отводу с„(а4, Ь4) группы обмоток 32, а объединенные аноды вентилей 19, 23, (29, 3 и 9, 13) подключены к другому отводу с4 (а, Ь ) группы об- 40 моток 33.

Нулевые точки О и Оз образуют выходные выводы для подключения нагрузки постоянного тока.

Вентили 1, 11 и 21, подключенные к обмоткам 33 и вентили 6, 16 и 26, подключенные к обмоткам 32, образуют лучевые схемы выпрямления.

В отводам а,, Ь„ с, первой группы вторичных обмоток 31 подключены последовательно соединенные ключи 35 — 40, при этом катод ключа 35 (37, 39) подключен к объ50 единенным анодам вентилей 28, 4 (8, 14 и

18, 24), а анод ключа 36 (38, 40) подключены к объединенным катодам вентилей 13, 19 (23, 29 и 3, 9).

Объединенные аноды вентилей 6, 16 и 26 иодключены к катоду двухоперационного иристора 41, а объединенные катоды вен4 тилей 1, l I и 21 подключены к аноду двухоперационного тиристора 42. Катод тиристора 42 и анод тиристора 41 объединень1 и подключены к нулевой точке 01 группы обмоток 31.

Во втором варианте преобразователя вентили 1 — 30 выполнены в виде полууправляемых тиристоров, ключи 35 — 42 — в виде диодов. Кроме того, объединенные аноды вентилей 28, 4 (8, 14 и 18, 24) подключены к катоду двухоперационного тиристора 43 (44, 45), анод указанного тиристора подключен к объединенным катодам вентилей 13

19 (23, 29 и 3, 9).

Отводы с, а, b3 подключены к катодам двухоперационных тиристоров 46, 47 и 48, аноды которых подключены к объединенным катодам ключей 2, 10 и 12, 20, 22, 30. Отводы с, а, b> подключены к анодам двухоперационных тиристоров 49, 50 и 51, катоды которых подключены к объединенным анодам ключей 17, 25 и 27, 5 и 7, 15.

Анод ключа 41 подключен к катоду двухоперационного тиристора 52, анод которого соединен с катодом ключа 42. Объединенные катод ключа 41 и анод ключа 42 подключены к точке 01 первой группы обмоток 31.

Работа устройства по первому варианту осуществляется следующим образом.

Вентили и ключи (элементы) 1 — 30 пронумерованы в порядке их поочередного вступления в работу. Через каждые 12 эл. град. в работу вступает очередной вентиль. Ключи 35 — 42 выполняют роль групповых вентилей и служат для того, чтобы обеспечить выключение полууправляемых тиристоров.

При работе преобразователя по второму варианту одновременно с подачей управляющих импульсов на элементы 1 — 30 подаются импульсы на двухоперационные тиристоры

43 — 52. Импульс на тиристор 43 подается четыре раза за период, синхронно со временами протекания тока через вентили 4, 13, 19, 28, на тиристор 44 — синхронно с работой вентилей 8, 14, 23, 29, на тиристор 45 — синхронно с работой вентилей 3, 9, 18, 24. На тиристор 46 (47, 48) подаются два импульса за период, совпадающие по времени с протеканием тока через ключи 2, 10 (12, 20 и 22, 30) . На тиристор 49 (50, 51) подаются импульсы синхронно с работой ключей 17, 25 (27, 5 и 7, 15). На двухопераци они ый тиристор 52 подаются шесть импульсов за период, совпадающих по времени с работой вентилей 1, 11, 21, 6, 16 и 26.

Этим обеспечивается протекание тока в цепях преобразователя. Принудительное выключение двухоперационных тиристоров приводит к отключению соответствующих полууправляемых тиристоров. Благодаря такому решению уменьшается количество двухоперационных тиристоров.

Для надежной защиты вентилей от коммутационных перенапряжений в случае со1078560

5 измеримости мощностей трансформатора и нагрузки преобразователь должен содержать специальное, устройство для обеспечения вывода накопленной в индуктивностях рассеяния фаз трансформатора энергии.

Таким образом, варианты предложенных схем позволяют осуществить работу преобразователя в режиме искусственной коммутации при относительно небольшом количестве двухоперационных тиристоров, 1078560

Редактор И. Ковальчук

Заказ 980/49

Составитель E. Мельникова

Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЙ «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4