Преобразователь переменного тока в постоянный

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания многих нагрузок . с независимым регулированием напряжения на каждой из них. Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п нагрузок. Преобразователь (П) содержит основную трехфазную систему (ОТС), подключенные к ней три анодных и Зп катодных управляемых вентилей (АВ), источник мощности дополнительно снабжен второй трехфазной системой (ДТС), фазы которой соединены попарно согласно-последовательно с фазами ОТС. К общим точкам обеих трехфазных систем подключен общий дополнительный трехфазный уравнительный реактор (УР). Введено дополнительно Зп катодных управляемых и три анодных вентилей, запитанных от ДТС, катоды противофазных вентилей соединены попарно, к их общим точкам подключено п дополнительных трехфазных УР, к каждому внешнему выводу KOTOpbik подсоединен катодом дополнительный вентиль, анод последнего подсоединен к нулевой точке общего УР, , п-я нагрузка подключена к нулевой точке УР„ одним концом, а другим - к общей точке АВ, соединенных между собой. Кроме того, П может быть выполнен на управляемых вентилях. Вентили общей группы и нулевые вентили катодных групп (КГ), работающих совместно с общей группой вьптолняются неуправляемьши. Общая группа вентилей выполняется на ток, меньщий суммы номинальных токов п нагрузок. УР может вьшолняться из трех отдельных реакторов. При углах регулирования вентилей, равных нулю, выпрямленное напряжение и коэффициент мощности максимальны. При напряжениях на нагрузках, равных 50% номинальной и меньше, КГ закрыты и ток проводят АВ и нулевые вентили. В этом случае ток всех нагрузок протекает через ypf, . При углах регулирования КГ, равных нулю, ток через УР,, не протекает, потери в нем отсутствуют. 6 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л С N 00 00 сд

-СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИН

Ai (19) (11) (59 4 Н 02 М 7/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 41 55529/24-07 (22) 03. 12.86. (46) 30. 12. 88. Бюп. N - 48 (71) Производственное объединение

"Уралэлектротяжмаш" им. В.И. Ленина и Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.С. Флейшман, И.В. Гельман и С.П. Лохов (53) 621.314.632(088.8) (56) Патент Англии Ф. 1049981, кл. Н 02 И 7/06, 1966.

Авторское свидетельство СССР

Р 557460, кл. Н 02 И 7/ 12, 1972.

Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. M. Энергия, 1970, с. 479. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

В ПОСТОЯННЫЙ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания многих нагрузок . с независимым регулированием напряжения на каждой из них. Цель изобретения — повышение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из и нагрузок. Преобразователь (П) содержит основную трехфазную систему (ОТС), подключенные к ней три анодных и Зп катодных управляемых вентилей (АВ), источник мощности дополнительно снабжен второй трехфазной системой (ДТС), фазы которой соединены попарно согласно-последовательно с фазами ОТС. K общим точкам обеих трехфазных систем подключен общий дополнительный трехфазный уравнительный реактор (УР) . Введено дополнительнс Зп катодных управляемых и три анодных вентилей, эапитанных от

ДТС, катоды противофазных вентилей соединены попарно, к их общим точкам подключено и дополнительных трех.— фазных УР, к каждому внешнему выводу который подсоединен катодом дополнительный вентиль, анод послецнего подсоединен к нулевой точке общего УР„, и-я нагрузка подключена к нулевой точке УР,, одним концом, а другим— к общей точке АВ, соединенных между собой. Кроме того, П может быть вьгполнен на управляемых вентилях. Вентили общей группы и нулевые вентили катодных групп (КГ), работающих совместно с общей группой выполняются т неуправляемыми. Общая группа вентилей выполняется на ток, меньший суммы номинальных токов п нагрузок.

УР может выполняться иэ трех отдельных реакторов. При углах регулирования вентилей, равных нулю, выпрямленное напряжение и коэффициент мощности максимальны. При напряжениях на нагрузках, равных 507. номинальной и меньше, КГ закрыты и ток проводят АВ и нулевые вентили. В этом случае ток всех нагрузок протекает через УР0 . При углах регулирования

КГ, равных нулю, ток через УР,, не протекает, потери в нем отсутствуют.

6 зп. флы, 2 ил.

1448375

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания многих нагрузок с независимым регулированием напря5 жения на каждой из них.

Цель изобретения — повышение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из и нагрузок.

На фиг. 1 представлена принципи- 1ð альная схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграммы его работы для случая n = 3, Использованы следующие обозначения: ИМ вЂ” источник мощности; а, 15

Ь, с, а, Ь, с - его фазы;

1Гк...пГк — группы катодных, а 1ГА— анодная группа вентилей, запитанные от первой и второй дополнительной трехфазных систем источника мощно- 20 сти; УР, УР ...УР„ - уравнительные реакторы, НВ â€” ; N— нагрузка; Н „, Ug„, Б, — выпрямпенные напряжения катодной, анодной групп и их суммарное ; ь, „,... 25 к токи соответствующих вен- тил ей;,(„,,(...(, — углы р егулир ования катодных, анодных и нулевых вентилей.

Преобразователь переменного тока 30 в постоянный для независимого регулирования и нагрузок (фиг. 1) содержит источник мощности ИМ по схеме . две разомкнутые трехфазные системы с попарным согласно последовательным соединением противофаз, функцию которых могут выполнять трансформатор или генератор (генераторы), к общим точкам обеих трехфазных систем подключен уравнительный реактор УРо 40

6п — катодных вентилей (1К... 6К), шести анодных вентилей 1А...6А, которые являются общими для всех катодных, уравнительных реакторов

УР1К, УРпК, 3п нулевых вентилей НВ 45 и п нагрузок N, которые могут иметь как равные, так и разные номинальные напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Сначала изменяют углы регулирования катодных групп вентилей в диапазоне 0-180 эл.град, а углы д и o( равны нулю. При этом выпрямпенное напряжение изменяется в относительных единицах с 1 до 0,5,.а коэффициент мощности в конечных точках этого интервала сохраняет свое значение, равное 0,955. Минимальное и максимальное значение коэффициента мощности на указанном отрезке регулирования близко к указанной величине. Затем о „ остается неизменным (импульсы могут быть сняты), а изменяется I с нуля до 90 эл. град. При этом el продолжает оставаться равным О. Относительная величина выпрямленного напряже-. ния изменяется от 0,5 до О. На этом отрезке коэффициент мощности и уровень пульсаций практически в два раза лучше, чем в обычных схемах.

Для перехода в инверторный режим необходимо начать изменение o(.

При углах регулирования, равных нулю, выпрямленное напряжение х.х. равно 1,8 Ug, через каждый вентиль протекает ток, равный 1/3 выпрямленного, продолжительностью 180 эл. град. При регулировании выпрямленного напряжения катодной группы нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования, в то время как в трехфазных схемах с продолжительностью вентильного тока 120 эл. град. Нулевые вентили вступают в работу при углах регулирования более

30 эл. град. Это позволяет увеличить коэффициент мощности и в начальном интервале регулирования до 30 эл. град. Кроме того, увеличение продол.жительности протекания тока до

180 эл. град. снижает коэффициент формы J2, в то время, как в трехфазных схемах он равен 13, что в полтора раза снижает вторую составляющую потерь мощности в вентилях.

Работу устройства поясняют диаграммы (фиг. 2).

На фиг. 2а приведены диаграммы выпрямленных напряжений Ug„, Ug> и токов i, i „ ÷åðåç вентили первой нагрузки при углах регулирования, равных нулю. При этом выпрямленное напряжение и коэффициент мощности равны максимальным величинам. На фиг. 2б и 2в приведены аналогичные диаграммы для второй и третьей нагрузок при углах регулирования катодных групп (, равных соответственно 60 и 120 эл. град и при углах регулирования в анодных группах и нулевых вентилей, равных нулю. Нулевые вентили первой нагрузки не проводят ток, а второй и третьей соответственно 60 и 120 эл. град. (на диаграммах — заштрихованные площадки) . На столько же уменьшается про8375

45 з 144 должительность токов в катодных группах вентилей.

Токи в анодных группах сохраняют свою продолжительность и среднюю величину, однако форма от и нагрузки может изменяться. Результирующий анод.ный ток от всех нагрузок можно получить, просуммировав анодные токи, изображенные на диаграммах 2. Если выпрямленные напряжения первой нагрузки принять за единицу, то второй и третьей при „, равным 75 и 150 эл. град. составят приблизительно соответственно 0,81 и 0,53. При этом коэффициенты мощности приблизительно равны соответственно 0,955.

Если принять, что источник мощности имеет номинальное напряжение

825 В, то на нагрузках в рассмотренной точке будут напряжения, соответственно 825 В, 660 В и 460 В, так что можно использовать двигатели с номинальным напряжением 750, 600, %

440 В с высокими коэффициентами мощности при общем источнике и независимом регулировании. Это новое свойство целесообразно использовать в преобразователях, предназначенных прежде всего для резервирования.

Схема сохраняет свои характеристики при переключении всех вентилей на противоположное направление тока.

При напряжениях на нагрузках 50% номинального и меньше, вентили катодных групп закрыты и ток проводят вентили анодных групп и нулевые. В этом случае ток всех нагрузок протекает через уравнительный реактор УРо, также как и в случае подключения его к общим точкам противофазных анодов.

Однако при углах регулирования катодных групп, равных нулю, ток через уравнительный реактор не протекает, следовательно в нем отсутствуют потери. формула изобретения

40 каждой из и нагрузок с возможностью обеспечения разных номинальных напряжений при их независимом регулировании, источник мощности дополнительно снабжен второй трехфазной системой, фазы которой соединены попарно согласно-последовательно с фазами первой, к общим точкам обеих трехфазных систем подключен общий дополнительный трехфазный уравнительный реактор, введены дополнительные

Зп катодннх управляемых вентилей и три анодных вентиля, эапитанных от второй трехфазной системы источника мощности, катоды подключенных к одноименным фазам вентилей катодных групп соединены попарно, к их общим точкам подключен катод дополнительно введенного соответствующего вентиля, анод которого соединен с нулевой точкой общего уравнительного реактора, а также к указанным общим точкам подключены свободные выводы п дополнительных трехфазных уравнительных реакторов, обмотки которых соединены звездой, нулевой точкой, образующей первый соответствующий выходной вывод, при этом второй выходной вывод является общим и образован объединенными анодами указанных шести анодных вентилей.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения диапазона регулирования, все вентили выполнены управляемыми.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью упрощения при отсутствии инверторного режима у и-й нагрузки, нулевые вентили этой нагрузки выполнены неуправляемыми.

4. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью упрощения, вентили общей группы выполнены неуправляемыми.

5. Преобразователь по пп. 1-3, 50

1. Преобразователь переменного тока в постоянный для и нагрузок с независимым регулированием, содержа— щий трехфазный источник мощности первой трехфазной системы, запитанные от источника 3 п катодных управляемых вентиля и три анодных вентиля, отличающийся тем, что, с целью повьппения коэффициента мощ— ности и снижения уровня пульсаций отличающийся тем,что,с целью упрощения при диапазоне регулирования п-й нагрузки 50 + 100%, нулевые вентили этой нагрузки выполнены неуправляемыми.

6. Преобразователь по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что общая группа вентилей выполнена на ток, меньший суммы номинальных токов и нагрjsoKэ

5 3448375 6

7. Преобразователь по и. 1, о т — нительные реакторы выполнены иэ трех л и ч а ю шийся тем, что урав- отдельных реакторов.

1448375

l Car к л см

° ° ° Ф

Юе

Qlgg, 2

Составитель Е. Мельникова

Техред Л. Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Горват

Подписное

Тираж 666

Заказ 6849/54

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пронзводс,"венно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4