Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания с характеристиками источника тока. Цель изобретения - повьшение надежности путем снижения коммутационных перенапряжений. Преобразователь содержит неуправляемый выпрямительньй мост, включающий анодную группу 1 вентилей и катодные группы 2, 3 вентилей , коммутирующие тиристоры 4,5, 8,9, тиристор 11, конденсаторы 6,10 11 8 i О) ю 4 О) tc to Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄ SU ÄÄ 1246292 (511 4 H 02 М 7/155

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „,. " ю н двто сном свидн"в ьств

1 Г ".;, ; 1 (21) 3887807/24-07 (22) 22.04.85 (46) 23.07.86, Бюл. Н - 27 .(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (72) О.Г.Булатов, Н.Н.Петросян и В.A.Øèòoâ (53) 621.314.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 760347, кл. Н 02 M 7/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1069098, кл. Н 02 М 7/155, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 548930, кл. Н 02 М 7/155, 1975. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗНОГО

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ

ТОК (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания с характеристиками источника тока.

Цель изобретения — повышение надежности путем снижения коммутационных перенапряжений. Преобразователь содержит неуправляемый выпрямительный мост, включающий анодную группу 1 вентилей и катодные группы 2, 3 вентилей, коммутирующие тиристоры 4,5, 8,9, тиристор 11, конденсаторы 6, 10 и обратный диод 7, включенный между выходными выводами. Последовательная цепь из тиристоров 11,8.,4 вклю . е на между общей точкой соединения катодов диодов вентильной группы 2 и катодом диода ?. Последовательная цепь из тиристоров 9,5 включена между общей точкой соедине{-.ия тиристоров !1,8 с катодами дисдов вентильной группы 3 и катодам диода 7. Коммутирующий канден.атор 6 включен между общими тОчками сОединениs ти- ристоров 8„4 H тиристоров 9„5. Кон-6. 92 денсатор 10 включен межцу анодом тиристора 11 и общей точкой соедине{{ия {",.{ адов дHодo { в е I{ тил I II àé пру пп{ы с анодом диода 7. Введение коммутирующих тчристоров 8,9, тиристара 11 и конденсатора 10 обеспечивает ограничение перенапряжения на элементах преобразователя на необходимом уровнс путем выбора величины е/мкостИ конденсатора 10 и подачи импульсов на тиристор 11 одновременно с импульсами управл.ения, подаваемыми на коммутирующис тиристоры 8,5 или 9,4. 4 ил.

Изобретение относится -- электротехнике, в частности к преобразовательной технике, предназначено для использования в системах электропитания с характеристиками источника 5 тока и может быть использовано в электротехнологии.

Цель н .Gápåòåíèÿ — повышение на— дежности путем снижения коммутационных перенапряжении. 10

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 — эквивалентная схема; на фиг.3 — диаграммы, поясняющие принцип работы, на фиг.4 — зависимости 15 максимальнОгО значения пере наг{р."О/кения на элементах схемы в относительных единицах .

Преобразователь содержит неунравляемьп выпрямитель, анадная груг па 2{/ которого выполнена на диодах н образует первый выходной вывод, а катсдная грjiIIIG вь{полнена В виде двух неуправ— ляемых вентильньгх групп 2 и 3. Катоды кОммутирующих тиристоров 4:я 5 об ье-динены и образуют выходной вывод„ а между анодами этих тиристоров включен коммутирующий конденсатор 6. Обратный диод 7 включен между выходньи и выво-. дами. Катоды коммутирующих тиристорог ЗО

8 и 9 соединены с разными обкладками коммутиру{ащего конценсатора 6„ а. аноды 6 — с общей точкой катодной группы

3. Дополнительный конденсатэр 10 поло-. жительной обкладкой соединен с общей точкой катодной группы 2, а отрицательной обкладкой — - выходным выводом. Дополнительный тиристОр 11 включен между нопожительной Обкладкой дополнительного конденсатора 10 и анодами коммутируloIilHx THpHcTGpoB 8 и 9.

Лнодна» группа 1 имеет диоды 12-14, катодная группа ? — диоды 15-17, катодная группа 3 — диоды 18-20. На фиг. I-4 обозначена: П вЂ” напряжение на коммутирующем конденсаторе 6; Б,„— напряжение на дополнительном конденсаторе 10; Т - сглаженный ток нагрузки; Л.,В," — фазы питающей сети; П,линейное напряжение между фазами /1 и С; Uo — начальное напряжение на коммутирующем конденсаторе; У вЂ” максимальн(зе напряже1{ие на дополнительном конденсаторе; IJ Б,, — максимальное значение перенапряжения в относительных единицах.

Ус.."ройство работает следующим образом..

Коммутация -., îêà осуществляется за счет включения накрест .пежащих тиристаров 4,9 и 5,8. При этом коммутирующий конденсатор 6 всегда оказывается включенным последовательно с цепью нагрузки, что повыиает комму-TàöHoHI{óio устойчивость преобразовател». Процесс. коммутации заканчивается пс окончании перезаряда конденсатора

6. Еслк бы в схеме отсутствовали тиристоры 8,9 и 11 и конденсатор 10, то ввиду наличия индуктивности 21 в контуре коммутации (это могут быть индуктивности линии, индуктивности рассеяния фаз питающего трансформатора и т,.д.) напряжение на коммутирующем конденсаторе 6 повышалось бы до вег..ичинь, U = U„ I>fI./0 „(1) И где

3 1246

Пусть к моменту t потенциал фазы

А положителен, а фазы С вЂ” отрицателен. В момент t, (фиг.2 и 3) подаот одновременно импульсы управления на тиристоры 5,8 и 11.;Начальное напряжение на конденсаторах 6 и 10 таково, ность на фиг.2 показана без скобок}.

До момента гок нагрузки I> замыкается по кулево <у контуру через диод 1

7. Поскольку начальное напряжение на конденс" òîðå 10 превышает величину линейного напряжения U<, то диоды 14,15 и 18 закрыты., Ток нагрузки с момента t переходит с нулевого контура, образованного диодом 7, на контур дополнительный конденсатор

10 — тиристор 11 — тиристор 8 — коммутирующий конденсатор 6 — тиристор

5. При этом конденсатор 10 частично разряжается.

В момент времени t напряжение на конденсаторе 10 достигает величины линейного напряжения U„„, диоды 14 и 18 начинают плавно отпираться и ток в фазах А и С плавно нарастает.

В момент ток в фазах достигает величины тока нагрузки, а ток конденсатора 10 переходит через нуль.

Тиристор 11 запирается, а диод 15 отпирается, ток в конденсаторе 10 меняет свое направление. С момента до момента t открыты тиристоры

5 и 8 и диоды 14,15 и 18.

В течение интервала времени r.,—

t. напряжение »а дополнительном

3 конденсаторе 10 изменяется колеба.— тельно, если в схеме активные потери отсутствуют. В момент t диод 15 запирается, так как к нему приклады- ьз1 вается обратное напряжение (U — U ). ьо 4с

В интервале — i- откры ы тиристоры

5 и 8 и диоды 14 и 18. Коммутирующий конденсатор 6 продолжает перезаряжатьс., го контуру фаза А — индуктив45 ность " 1 — диод 18 — тиристор 8— коммутирующий конденсатор 6 — тиристор 5 — диод 14 — фаза С, а напряжение на дополнительном конденсаторе

10 остается постоянкым и равно П ьо

В момент напряжение на коммутирующем конденсаторе 6 достигает величины линейного напряжения, и с этого момента ток нагрузки I. плавно начинает переходить в нулевой контур через диод 7, а напряжение на конденсаторе 6 продолжает расти ввиду наличия икдуктивности 21. Как только.

292 4 напряжение ка конденсаторе 6 становится равкым напряжению на дополнителы ом конденсаторе 10, т.е. Г ,<г,, (ь,i

П -, то тирис торы 5 и 8 и диод 1 8 запираются, а диод 15 отпирается. Ток нагрузки ..,1 полностью переходит в нулевой контур через обратный диод 7, а акопленная в индуктивнасти 21 энер— гия по контуру фаза А — диод t5 дополнительный конденсатор 10 — диод

14 — фаза С передается в конденсатор

1О,. На интервале t — t дополнитель5 б кый конденсатор дозаряжается до величины

Из сравнения выражений (1) и (2) видно, что использование дополнительного конденсатора 10 снижает коммутационкое перенапряжекие на элементах схемь.. На фиг.4 представлены зависчмости максимального значения пере .."апряжения в относительных единицах в функции отношения С /Са .

К моменту t< схема восстанавливает свое начальное состс.якие. В интервале времени < — t, ток нагрузки I замыкается в нулевом контуре. С момента подаются очередные импульсы

7 управления ка тиристоры 4,9 и 11 и : ектромагниткые процессы в схеме ,-.овтаряются аналогично предыдущему.

Выбирая емкость дополнительного конденсатора 10 (фиг.4), можно ограничить перенапряжения на элементах схемы на нужном уровне.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить надежность работы за счет снижения коммутационных перенапряжекий. В схеме не надо следить за напряжением на коммутирующем ко;:. åíñàòoðå. Управление преобразователем кредельно просто, так как импульсы управления на дополнительный тиристор 11 подаются одновременно с импульсами управления на коммутирующие тиристоры 8 и 5 или 9 и 4, что является упрощением схемы в целом (подключение дополнительного тиристо1246292

8(9(6 5(М

Фиг.2

"so ((б

8,5

П

18 (Ч

9,9

О,5

/Сб

5 6 7 В g 10

Фиг..9

Составитель Е.Мельникова

Редактор В.Петраш Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4017/52 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 ра не приводит к усложнению системы управления).

Формула и з о б р е т е н и я

Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащий неуправляемьм выпрямительный мост, общая точка анодной группы которого образует первый выходной вывод, а катодная вентильная группа выполнена в виде двух неуправляемых вентильных групп, два коммутирующих тиристора, катоды которых объединены и образуют второй выходной вывод, а между анодами этих тиристоров включен коммутирующий конденсатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снжкения коммутационных перенапряжений, в него введены два дополнительных коммутирующих тиристора, катоды которых соединены с коммутирующим конденсатором, а аноды — с общей точкой одной иэ катодых групп, дополнительный конденсатор, положительная обкладка которого соединена с общей точкой другой

1G катодной группы, а отрицательная обкладка — с первым выходным выводом, а также дополнительный тиристор, включенный между положительной обкладкой дополнительного конденсатора

15 и анодами дополнительных коммутирующих тиристоров, и обратный диод, включенный между выходными выводами.