Преобразователь переменного тока в постоянный

 

Изобретение позволяет повысить технико-экономические показател преобразователя переменного тока в постоянный . За счет того, что емкостный фильтр выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов 17, 18; точка соединения которых подключена к нейтрали звезды обмотки 2 трансформатора -1, возможно обеспечить выпрямительный режим как с генерированием , так и с потреблением реактивной мощности, и инверторный .режиьг с потреблением реактивной мощности. Выполнение источника смещения на дополнительной обмотке 19 обеспечивает смещение выключаемого управляемого вентиля в обратном направлении. Дополнительная обмотка при этом включена между выводами обмотки 2 и диодным мостом 11-16. Выполнение источника смещения на конденсатор ах 24, 25, подключенных к источникам подзаряда 26, 27, обеспечивает возможность генерирования реактивной мощности во всех режимах. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. (Л to 4; 05 1C со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 . Н 0.2 М 7/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л 8 с

Фнс 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3767153/24-07 (22) 03.07.84 (46) 23.07.86. Бюл. К-. 27 (72) В.Н.Панченко и В.П.Котляр (53) 621.314.621(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .9 752686, кл. Н 02 М 7/155, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 955445, кл . H 02 M 7/ 155, 1980. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В ПОСТОЯННЫЙ (57) Изобретение позволяет повысить технико-экономические показатели преобразователя переменного тока в постоянный. За счет того, что емкостный фильтр выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов

17, 18; точка соединения которых под-..SU 1246290 А1 ключена к нейтрали звезды обмотки 2 трансформатора -1, возможно обеспечить выпрямительный режим как с генерированием, так и с потреблением реактивной мощности,иинверторный режим с потреблением реактивной мощности.

Выполнение источника смещения на дополнительной обмотке 19 обеспечивает смещение выключаемого управляемого вентиля в обратном направлении. Дополнительная обмотка при этом включена между выводами обмотки 2 и диодным мостом 11-16. Выполнение источника смещения на конденсаторах 24, 25, подключенных к источникам подзаряда

26, 27, обеспечивает возможность генерирования реактивной мощности во всех режимах. 2 s.ï.ô-лы, 4 ил.

1 1? »-> 2

Изобретение относится к преобразо нательной технике и может быть использовано в выпрямителях с г:.ринудительной коммуника>0:ей, источниках реактивной мощности, электроприводах постоянного тока.

Цель изобретения — повбш>ение технико-экономических показателей.

На фиг.1-3 приведены схемы преобразователя, отличающиеся вариантами включения источников смещения; на фиг.4 — временные диаграммь> напряжения и токов.

Преобразователь переменного тока в постоянный содержит трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена в звезду и подключена к силовому мосту «а управляемых вентипях 3-8.

Выводы постоянного тока указанного мрста через полностью управляемые ключи 9 и.10 связаны с одноименными вывОдами постОяннОГО тока диоднОГО моста на диодах 11-16. Емкостный фильтр выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов

17 и 18, точка соединения котор6|х подключена к нейтрали звезды обмотки

2. Источники смещения, выполненные в виде дополнительной обмотки 19 трансформатора 1, включены между выводами обмотки 2 и диодньлм мостом.

Выводы постоянного тока силового моста соединены через 2 диода 20 и

21 с разноименными выводами постоянного тока диодного моста, причем катод диода 20 подключен к катодной группе силового мос га, а анод диода

21 — к анодной группе. Реактор 22 и нагрузка 23 подключены к выходным выводам силового моста.

Устройство работает следующим образом.

Пусть открыты управляемые вентили

3 и 4, мгновенное значение напряжения фазы А обмотки 2 соответствует моменту времен>>, (фиг.4), при котором начало обмотки имеет положительный потенциал. Ток нагрузки 23 проходит по цепи вентиль 4 — фазные обмотки С и A вторичной обмотки 2 вентиль 3 — реактор 22. Для выключения вентиля 3 отпирают полностью управляемый ключ 10. По цепи диод

14 — ключ 10 — вентиль 3 начинает протекать ток фазы А дополнительной обмотки 19. Напряжение дополнительной обмотки 19 прикладывается к вентилю 3. в обратном направлении. К фазе А вторичной Обмотки 2 встречно

90 2 прикладывается напряжение конде>>с атора 18. Напряжение на фильтровых конден=аторах !7 и 18 больше амплитудного значения фазной обмотки, поэтому ток фазы Л вторичной обмотки

2 уменынается. Ток нагрузки 23 при этом проходит по цепи вентиль 4 фазы С и А вторичной обмотки 2 фаза А цопОлнительной, обмотки 19 диод 14 — ключ 10 — реактор 22, а также вентиль 4 — фаза С вторичной обмотки 2 — конденсатор 18 — ключ

10 — реактор 22.

Происходит разряд конденсатора

18. При уменьшении тока фазы А об— мотки 2 до нуля ток нагрузки 23 проходит по цепи вентиль 4 — фаза С обмотки 2 — конденсатор 18 — ключ

10 — реактор 22. Конденсатор 18 разряжается при этом полным током нагрузки.

После восстановления запирающих свойств управляемого вентиля 3 и, например, уменьшения тока фазы А обмотки 2 до нуля запирают полностью управляемый ключ 10 и отпирают управляемый вентиль 5. Ток нагрузки

23 проходит по цс и вентиль 4 — фаза

С обмотки 2 — конденсатор 17 — диод

20 — реактор 22. К фазе В обмотки 2 прикладывается напряжение фильтрового конденсатора 17 и по фазе В обмотки

2 и управляемому вентилю 5.начинает проходить ток. Напряжение на конденсаторе 17 фильтра растет.

По окончании переходного процесса ток нагрузки 23 проходит по цепи вентиль 4 — фазы С и .В вторичной обмотки 2 — вентиль 5 — реактор 22.

Напряжение на конденсаторе 17 равно максимальному значению, а на конденсаторе 18 — минимальному.

Для выключения управляемых вентилей анодной группы силового моста отпирают полностью управляемый ключ 9.

На первом этапе коммутации происходит разряд конденсатора 17 фильтра, а на втором этапе коммутации — заряд конденсатора 18.

Преобразователь (фиг.1) обеспечивает выпрямительный режим как с генерированием, так и с потреблением реактивной мощности и инверторный режим с потреблением реактивной мощности.

Как видно из фиг.4, при изменении режима преобразователя от генерирования реактивной мощности до выпрямительного режима с коэффициентом мощ3 1246 ности, близким к единице (интервалы

1: — ».4 для Фа зы А) поляр

9 ность напряжения на соответствующей фазе дополнительной обмотки 19 обеспечивает смещение выключаемого уп»: в-, 5 ляемого вентиля B обратном направлении.

Преобразователь, приведенный на фиг.2, обеспечивает выпрямительный режим с потре.:лением реактивной мощности и инверторный режим как с генерированием, так и с потреблением реактивной мощности.

Как видно из фиг.4, при изменении режима преобразователя от инверторного режима с коэффициентом мощности, близким к единице, до генерирования реактивной мощности (интервалы

5 — t для фазы А) полярность напряжения на соответствующей фазе дополнительной обмотки 19 обеспечивает смещение выключаемого управляемого вентиля силового моста в обратном направлении. Например, на интервале (фиг.4) потенциал фазы А обмотки 2 изменяется от положительного значения до отриц-:òåëüíîãî, а начало фазь» В дополнительной обмотки 19 на этом интервале имеет положительный потенциал, поэтому при отпирании полностью управляемого ключа 9 к управляемому вентилю 6 в обратном направлении прикладывается напряжение фазы

В обмотки 19 через ключ 9 и диод 11.

В остальном процесс коммутации аналогичен описанному для преобразовате- 3>

g»» по фиг.1.

Таким образом, преобразователь обеспечивает генерирование реактивной мощности либо в выпрямительном (фиг.1), либо в инверторном (фиг.2) режиме.

С целью расширения функциональных воэможностей преобразователя и обеспечения возможности генерирования ре- акти"ной мощ..:сти во всех реж..мах ис- точннки смещения выполнены в виде конд »саторов 24 и 25, соединенных с источниками 26 и 27 подзаряда, и включены последовательно с полноСтью управляемыми ключами (фиг.З). Полярность напряжения на конденсаторах смещения указана на чертеже.

Для выключения управляемых вентилей кат".пной группы силового моста отпирают полностью управляемь»й ключ

10, а для выключения вентилей анодной группы — ключ 9. Скорость нарастания тока конденсаторов 24 и 25 сме

290 4 щения ограничивается, например, индуктивностью монтажных кабелей. В процессе коммутации к выключаемому управляемому вентилю в обратном направлении прикладываегся напряжение конденсатора источника смещения..В остальном процесс коммутации аналогичен описанному для преобразователя по фиг.1.

Каждый из ключей отпирают с частотой 150 Гц, осуществляют коммута- . цию тока с выходящей из работы фазной обмотки на обмотку вступающей в работу фазы. Благодаря этому уменьшаются коммутационные потери, увеличива" ется генерация реактивной мощности.

В два раза уменьшается частота пульсации напряжения на конденсаторах фильтра, уменьшается время коммутации и мощность узла коммутации, поскольку в процессе коммутации участвует индуктивность рассеяния только одной фазы. При равной пульсации напряжения на конденсаторах фильтра в процессе коммутации эквивалентная емкость последовательно соединенных фильтровых конденсаторов 17 и 18 разработанного устройства меньше в четыре раза емкости фильтра известного преобразователя, что позволяет существенно уменьшить установленную мощность оборудования, улучшить весогабаритные показатели.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к си- ловому мосту на управляемых вентилях, диодный мост, выводы постоянного тока которого связаны через полностью управляемые ключи с одноименными выt водами постоянного тока силового моста, емкостный фильтр, подклю. pííûé к выводам постоянного тока диодного моста, и источники смещения, включенные в контур коммутации, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей, емкостный фильтр выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к нейтра-. ли звезды, выводы постоянного тока силового моста соединены через два дополнительно введенных диода с разноименными выводами постоянного тока

1246 ЛО л в с

Фиг.Z

«Фиг.1 ег ег ее ег

Фиг. ее

Составитель Е.Мельникова

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Редактор В.Петраш

Заказ 4017/52 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæroðîä, ул.Проектная, 4 диодного моста, причем один из выводов соответствующего диода подключен к одноименному выводу силового моста.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что источники смещения выполнены в виде дополнительной обмотки трансформатора, включенной между выводами вторичной ь л в г. с л в

Ъ л в (4 с обмотки трансформатора и диодным мостом.

3. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что источ" ники смешения выполнены в виде конденсаторов, соединенных с источниками подзаряца, и включены последовательно с полностью управляемыми ключами.