Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий три ключа, каждый из которых состоит из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, соединяющих фазы питающей сети с фазами нагрузки так, что катоды тиристоров подключены к фазам сети, а их аноды к фазам нагрузки, на которые включен входом выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, шунтирующий тиристор, коммутирующий конденсатор и коммутирующий тиристор, анод которого подключен к указанному конденсатору и катоду зарядного тиристора, а катод - к анодам распределительных диодов, вклю ченных катодами на фазы питающей сети отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и ограничения напряжения на коммутирующем конденсаторе, в него введены три распределительных конденсатора , подключенные параллельно диодам катодной группы П 1прямительного моста, и цепь сброса реактивной энергии коммутирующего дросселя, состоящая из последоаател.но соединенных диода и резистора, включенная па.раллельно указанному дросселю так, что анод диода сброса с анодами шунтирующего и зарядного тиристора , при этом коммутирующий дроссель (Л подключен одним концом к плюсовому выходу выпрямительного моста, а другим - к анодам зарядного и шунтирующего тиристоров, катод шунтирующего тиристора соединен с минусовым выходом выпрямительного моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора, другоР вывод которого, подключен к ка-. тоду зарядного и аноду коммутир тощеО ) го тиристоров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН (1% (и)

Эш Н 02 M 5/257

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2l 20»

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573118/24-07 (22) 01. 04. 83 (46) 23.07.84. Бюл. У 27 (72) О.А. Головач и А.H.Ïàíîâ (53) 621. 316. 717 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 907730, кл. Н 02 M 5/257, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

У 393736, кл. G 05 F 5/00, 1971 (прототип). (54)(57) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий три ключа, каждый из кото— рых состоит из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, соединяющих фазы питающей сети с фазами нагрузки так, что катоды тиристоров подключены к фазам сети, а их анодык фазам нагрузки, на которые включен входом выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, шунтирующий тиристор, коммутирующий конденсатор и коммутирующий тиристор, анод которого подключен к указанному конденсатору и катоду зарядного тиристора, а катод — к анодам распределительных диодов, включенных катодами .на фазы питающей сети, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и ограничения напряжения на коммутирующем конденсаторе, в него введены три распределительных конденсатора, подключенные параллельно диодам катодной группы выпрямительного моста, и цепь сброса реактивной энергии коммутирующего дросселя, состоящая из последоаательно соединен— ных диода и резистора, включенная параллельно указанному дросеелю так, что анод диода сброса соединен с анодами шунтирующего и зарядного тирисЗ тора, при этом коммутирующий дроссель подключен одним концом к плюсовому выходу выпрямительного моста, а другим — к анодам зарядного и шунтирующего тиристоров, катод шунтирующего тиристора соединен с минусовым выходом выпрямительного моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора, другой вывод которого. подключен к ка-. тоду зарядного и аноду коммутирующего тиристоров.

1 11046

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тиристорным преобразователям переменного тока для йараметрического управления асинхронным двигателем, а также к устройствам

5 регулирования накала мощных ламп, регулирования нагревом промышленных печей сопротивления и т.д.

Известны устройства для фазового управления асинхронным двигателем, содержащее встречно-параллельные тиристоры и узлы их принудительной коммутации (1).

Недостатками этих устройств являются или ограниченные функциональные воэможности, или большое количество тиристоров, коммутирующих емкостей, или наличие трудоемких в изготовлении трансформаторов. ухудшающих весогабаритные показатели устройств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий три ключа, каждый из которых состоит из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, соединяющих фазы питающей сети с фазами нагрузки так, что катоды тиристоров подключены к фазам сети, а их аноды к фазам нагрузки, 30 на которые включен входом выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, шунтирующий тиристор, коммутирующий конден- З5 сатор и коммутирующий тиристор, анод которого подключен к указанному конденсатору и нитоду зарядного тиристора, а катод — к анодам распределительных диодов, включенных катодами на фазы питающей сети $2 ).

Недостатком известного устройства является образование цепей замыкания фаз питающей сети в моменты коммутации.

Эти причины предусматривают подключение схемы коммутатора через токоограничивающие реакторы. Наличие укаэанных реакторов резко ухудшает такие показатели устройства, как ra- 5O бариты, существенно ограничивает фун кциональные возможности устройства, кроме того, напряжение на коммутирующем конденсаторе при колебательном процессе заряда может достигнуть 55 значительной величины.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и ограни25 2 чение напряжения на коммутирующем конденсаторе.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное введены три распределительных конденсатора, подключенные параллельно диодам катодной группы выпрямительного моста, и цепь сброса реактивной энергии коммутирующего дросселя, состоящая из последовательно соединенных диода и резистора, включенная параллельно указанному дросселю так, что анод диода сброса соединен с анодами шунтирующего и зарядного тиристоров, при этом коммутирующий дроссель одним концом подключен к плюсовому выводу выпрямительного моста, а другим вЂ, к анодам зарядного н шунтирующего тиристоров, катод шунтирующего тиристора соединен с минусовым выходом выпрямительного моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора, другой вывод которого подключен к катоду зарядного и аноду коммутирующего тиристоров.

На чертеже приведена схема предлагаемого регулятора трехфазного напряжения °

Регулятор содержит трехфазную нагрузку i, фазы которой через встречнопараллельные диодно-тиристорные пары

2 и 3, 4 и 5,6 и 7 соединены с фазами питающей сети. Кроме того, фазы нагрузки подсоединены к входу трехфазного выпрямительного моста, анодная группа которого выполнена на диодах 8-10, а катодная — на диодах

11-13, параллельно которым подключены распределительные конденсаторы

14-16, причем плюсовая шина моста подключена к коммутационному дросселю 17, другой вывод которого соединен с анодами зарядного 18 и шунтирующего 19 тиристоров. Катод укаэанного шунтирующего тиристора соединен с минусовым выводом моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора

20, другой вывод которого подключен к катоду зарядного 18 и аноду коммутирующего 21 тиристоров, а катод коммутирующего тиристора 21 соединен с анодами распределительных диодов 22-24, чьи катоды пофазно подключаются к фазам сети. Кроме того, параллельно коммутирующему дросселю t7 подключена цепь из последовательно соединенных диода 25 и резистора 26 сброса реактивной энергии, причем анод диода 25 сброса соединен с анодами шун1104625

Составитель В. Спирин

Редактор Т. Кугрышева Техред C.Håöå Корректор В, Бутяга

Заказ 5318/41 Тираж 667 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 тирующего 19 и зарядного 18 тиристоров.

Устройство работает следующим образом.

Для подключения нагрузки к сети 5 подаются импульсы управления на тиристоры 3, 5 и 7 диодно-тиристорных пар.

Одновременно подается импульс управления на зарядный тиристор 18. Нагрузка 1 подключается к сети, а коммути- 10 рующий конденсатор 20 заряжается через выпрямительный мост и тиристор 18 с полярностью, указанной без кружочков.

Когда напряжение на конденсаторе 20 достигнет примерно амплитуды линей- 15 ного напряжения питающей сети, открывается диод 25 сброса, и энергия, накопленная дросселем 17, рассеивается в цепи сброса. После окончания заряда тиристор 18 закрывается. Пред- 20 положим, что ток нагрузки течет от фазы А, имеющей "плюс", к фазам В и

С, имеющим "минус, причем фаза C имеет более отрицательный потенциал.

В этом случае конденсаторы 15 и 16 будут заряжены через диод 11 с полярностью, указанной на чертеже. Для отключения нагрузки от сети подаются импульсы управления на тиристоры

21 и 19. При указанной выше поляр- 30 ности напряжений и токов начинается процесс выключения тиристоров 5 и 7 (фиг. 2) .

После включения тиристоров 21 и

19 к диодам 8-10 приложено обратное напряжение от коммутирующего конденсатора (например, для диода 8: "плюс"

С 20 — тиристор 21 — диод 22 — диод

2 — диод 8 — "минус" С 20), и они надежно закрыты. После включения ти- 40 ристоров 19 и 21 образуется ряд контуров разряда коммутирующего конденсатора 20 и распределительных конденсаторов 15 и 16. Рассмотрим контуры с участием тиристоров 5 и 7. Для 45 тиристоров 5: "плюс" С 20 — тиристор .

21 — диод 24 — фаза С сети — фаза 3 сети — тиристор 5 — конденсатор 15— дроссель 17 — тиристор 19 — "минус".

Для тиристора 7: "плюс" С вЂ” тиристор

21 — диод 24 — тиристор 7 — конденсатор 16 — дроссель 17 — тиристор 19минус". Когда ток разряда в этих контурах превысит ток нагрузки фаз

В и С, тиристоры 5 и 7 закроются, а ток разряда будет проходить через параллельные им диоды 4 и 6.

После окончания коммутационных процессов тиристор 21 закрывается, а конденсатор 20 заряжается с полярностью, укаэанной в кружочках примерно до амплитуды линейного напряжения сети ("плюс" фазы А — диод 2— диод 11 — дроссель 17 — тиристор 19 конденсатор 20 — тиристор ?1 — диод

24 — "минус" фазы С). Энергия коммутирующего дросселя рассеивается в цепи сброса аналогично первому случаю.

После закрывания тиристоров 5, 7 и 21 реактивная энергия нагрузки замыкается через выпрямительный мост, дрос— сель 17 и шунтирующий тиристор 19.

Благодаря этому ток в нагрузке непрерывен при ШИМ-регулировании. Для очередного подключения нагрузки к сети подаются импульсы управления на тиристоры 3, 5, ? и 18. При этом тиристор t9 почти мгновенно выключается обратным напряжением конденсатора 20, так как в цепи выключения нет дросселя: "плюс" С 20 — тиристор 19 - тиристор 18 — "минус" С 20. Нагрузка 1 подключается к сети, а конденсатор

20 вновь заряжается до амплитуды линейного напряжения с полярностью, указанной без кружочков. После окончания заряда тиристор 18 закрывается.

В дальнейшем процессы повторяются, только в зависимости от соотноношения токов и напряжений до момента коммутации будут образовываться соответствующие контуры выключения тиристоров диодно-тиристорных пар.

Таким образом, устройство позволяет осуществлять поочередное подключение нагрузки к сети и ее закорачивание при надежной коммутации.