Многоступенчатое однофазное выпрямительное устройство

 

Класс 201, 4oi

21(Р, 12ор

¹ 116855

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О. A. Маевский

МНОГОСТУПЕНЧАТОЕ ОДНОФАЗНОЕ ВЫПРЯМИТЕДЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Заявлено 8 июля 1957 г, за № 580087 в Комитет но делам изобретений и озкрытий ври Совете Министров СССР

В существующих электровозах переменно-постоянного тока широко используются управляемые ионные выпрямители, которые наряду с сеточным управлением имеют громоздкую контакторную автоматику, подключающую ионный выпрямитель к тем или иным отводам трансформатора.

Попытки создать для электровозов ионный выпрямитель с чисто сеточным управлением успеха не имели, так как коэффициент мощности управляемого выпрямителя снижается пропорционально снижению его выходного напряжения и, следовательно, скорости электровоза.

Предлагаемое выпрямительное устройство обеспечивает получение высокого коэффициента мощности при глубоком регулировании напряжения посредством сеточного управления, что позволяет полностью исключить дорогостоящую контакторную автоматику, рассчитанную на номинальные токи двигателей, и дает возможность сосредоточить все процессы управления электровозом в слаботочных цепях сеточного управления.

Это достигается тем, что между группами вентилей включен уравнительный реактор и регулирование выходного напряжения производится посредством поочередного и попарно-симметричного изменения углов зажигания управляемых вентилей в пределах от 0 до 180 для напряжения прямой волны с большей амплитудой и в пределах от 180 до 360 для обратной волны с меньшей амплитудой.

На фиг. 1 и 2 изображены принципиальные схемы предлагаемого устройства в двух вариантах.

Устройство содержит секционированный трансформатор с рядом отпаек, систему неуправляемых Bz — В4 и управлеямых T> — T8 вентилей и статические фазовращатели для поочередного сеточного управления вентилями T — Тз. Между группами вентилей включается уравнительный реактор УР. Нагрузки И или двигатели Ä вЂ” Д4 присоединяются между группами неуправляемых и управляемых вентилей.

Если в схеме первого варианта углы зажигания вентилей поочередно изменять от 0 до 180, то можно получить пять ступеней выходного на пряжения с максимальными значениями коэффициента мощности, дан ные о которых приведены в табл. 1. № 116855

Таблица 1

Прямая (положи- Обратная (отрица1 тельная волна i тельная) волна

ja

_#_ в4 б, о

41 -"4 а

IzI т о б! а щ

О!6 о!

Состояние вентилей! напряжение „, p за полупериол О В!

3

I»

1 а

О б! д напряжение

sa полупериод

4/1+ (13+ (/

Т„Т, Т3

Ui+ U3+ 1/

2 2

Ui + (/3+ (/

2 + 2

1 Все вентили от крыты и! + и,, З (/

2 4

Тз, Т4

Ui + U3

+ U2

1 1+ U2+ U3

2 Вентиль Т! зарегулироваи иа 180 .

Т1, Тг

Ui+U2+U3 с/1+ Us

+ — . 2

2 2 2

Т1, Т4 (1+ U2+ U3

Вентили Ti и Тз зарегулированы иа 180

1, Тг и Ts зарегулироваиы иа

180 .

Все вентили зарегулироваиы на

1з 12

Т„T4

Ui + с/3

Тз Т

U1+ U3

2 4

1+ U2+ (3

Ti, Тг

4/! + 4 3

Ui + с/3

U1 + U3

Т3. Т, Горят вентили

Уменьшение напряжения нри регулировании вниз

Среднее напряжение иа вентилях за период

Ф о

Yi

° в о о

О 4. 46

Состояние вентилей

43 в, 43

Х ю Ж аs õ

„б бО

О24 1О

3 /! + Us + 34/в = 100%

4 4

Ts Тб, Тт и Тв

Т1, Тг

Тз и Т4

1 Все вентили открыты

3U2 3Us

2 4 4 = о

+ + — = 775 /

+ =22,56/ и1 иг

4 4

Тг, Ts, Т4 и Ts

2 Ti и Тб зарегулированы на 180

Т1, Тб, Т, H

Тз, Т4.

Тз и Тб

Ti, Тг, Т, и Тг зарегулироваиы иа

Т1, Т2, Тз, Тв, Тб, Тт зарегулироваиы иа 180 .

Все вентили зарегулпрованы иа

1.",0

Т1, Т2, ТтиТв

4 1 1-!2 (3

2 2 2

+ + = 55о/

4. 2 (/3 — — =225%

4 4

Т 1, T2>>

1зи Тв — + — + — = 32,56/

4/г /3

2 4 4 =, о

+ 4 225% 2 (- 3

Т4, Ts, 16 и Тг

Т1, Т2, Тз И Т4

Ui Us

+ = 10о/

4. 4 — о

Ts Тб, Тт и Ts — + — = 22,5%

Как и в предыдущей схеме, для обеспечения равномерной загрузки вентилей последние регулируются попарно-симметрично в последовательности, приведенной в таблице 2.

Из таблицы 1 следует, что из пяти возможных режимов с оптимальными значениями коэффициента мощности рациональными являются лишь режимы 1, 3 и 5, так как при ступенях 2 и 4 одни вентили не используются, а другие, работая и в положительном и в отрицательном полупериодах, черезмерно перегружаются.

Поэтому наиболее целесообразно управлять данной схемой посредством последовательного изменения угла зажигания групп вентилей:

) 3 и T — Т4,. причем в этой группе углы зажигания должны изменяться одновременно и симметрично.

Так как в современных электровозах применяются от четырех до восьми двигателей, то представляется возможным и целесообразным применить счетверенную схему выпрямления (фиг. 2), дающую еще лучшие результаты, чем сдвоенная.

При регулировании в этой схеме углов зажигания вентилей в пределах от 0 до 180 можно получить девять режимов выходного напряжения, из которых пять соответствуют равномерной загрузке вентилей.

Данные об этих оптимальных режимах приведены в таблице 2.

Таблица 2 № 116855

Уравнительный реактор УР работает в этих схемах как вольтодобавочный трансформатор. Снижая напряжение одних выпрямительных групп и повышая напряжения других групп, он обеспечивает одинаковое усредненное значение выходного напряжения во всех выпрямительных грулпах и, следовательно, на всех тяговых двигателях. Этот же реактор создает обратную полуволну напряжения в группах вентилей, присоединенных к концам выпрямительных обмоток сетевого трансформатора, у которых напряжение обратной полуволны при обычном включении равно нулю.

Предмет изобретения

Многоступенчатое однофазное выпрямительное устройство, состоящее из секционированного трансформатора с отпайками, системы управляемых и неуправляемых вентилей и статических фазовращателей для поочередного сеточного управления вентилями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления ступенчатого регулирования выходного напряжения при высоком коэффициенте мощности выпрямителя и без применения контакторной автоматики, между группами вентилей включен уравнительный реактор и регулирование выходного напряжения производится посредством поочередного и попарно-симметричного изменения углов зажигания управляемых вентилей в пределах от 0 до 180 для напряжений прямой волны с большей амплитудой и в пределах от 180 до 360 для обратной волны с меньшей амплитудой. № 116855

Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Редактор А, К. Лейкина Гр 85, 93

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 1567

Подп. к печ. 16.IV-59 r.

Тираж 560 Цена 50 коп.