Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразователям низкого напряжения с искусственной коммутацией и может быть использовано в качестве выпрямительных агрегатов для питания вакуумных дуговых печей, электросварочных установок и других электротехнологических установок невысокого напряжения. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение массогабаритных и энергетических показателей. В шестифазном однотакт- . ном вентильном преобразователе, наличие коммутирующей обмотки 21 на четвертом стержне преобразовательного трансформатора 1 и коммутирующего конденсатора 22, соединенного параллельно с активным сопротивлением 23 через симметричный тиристор 24, позволяет поддерживать работу преобразователя в двойном трехфазном режиме с искусственной коммутацией при отсутствии уравнительного реактора и тем самым улучшить его энергетические и массогабаритные показатели. Для поддержания такого режима при уменьшении тока нагрузки преобразователя пропорционально ему через систему 32 управления изменяется момент отпирания симметричного тиристора 24, который включает параллельно коммутирующему конденсатору активное сопротивление 23. При этом увеличивается величина тока, протекающего по коммутирующей обмотке 21, и уменьшается его фаза, что благоприятно сказывается на форме токов сетевых обмоток 2-4, приближая их к синусоидальной при высоком коэффициенте мощности. 1 ил. (Л а 4 СД 00 со CJD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1458949 А1 (5Н 4 Н 02 M 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4299140/24-07 (22) 26.06.87 (46) 15.02.89. Бюл. К 6 (71) Норильский вечерний индустриальный институт и Производственное объединение "Уралэлектротяжмаш" им. В.И. Ленина (72) Г.В. Иванов, А.Л. Амромин, А.А. Клян и А.В. Гущин (53) 621.314.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1325640, кл. Н 02 M 7/04, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М - 1270849, кл. Н 02 M 7/04, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к вентильным преобразователям низкого напряжения с искусственной коммутацией и может быть использовано в ка-! честве выпрямительных агрегатов для питания вакуумных дуговых печей, электросварочных установок и других электротехнологических установок невысокого напряжения. Цель изобретения — повышение надежности и улучшение массогабаритных и энергетических показателей. В шестифазном однотактном вентильном преобразователе наличие коммутирующей обмотки 21 на четвертом стержне преобразовательного трансформатора 1 и коммутирующего конденсатора 22, соединенного параллельно с активным сопротивлением 23 через симметричный тиристор 24, позволяет поддерживать работу преобразователя в двойном трехфаэном режиме с искусственной коммутацией при отсутствии уравнительного реактора и тем самым улучшить его энергетические и массогабаритные показатели. Для поддержания такого режима при уменьшении тока нагрузки преобразователя пропорционально ему через систему 32 управления изменяется момент отпирания» симметричного тиристора 24, который включает параллельно коммутирующему конденсатору активное сопротивление

23. При этом увеличивается величина тока, протекающего по коммутирующей обмотке 21, и уменьшается его фаза, что благоприятно сказывается на форме токов сетевых обмоток 2-4, приближая их к синусоидальной при высоком коэффициенте мощности. 1 ил.

1458949

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, к вентильным преобразователям низкого напряжения с искусственной.коммута5 цией, и может быть использовано в качестве выпрямительного агрегата для питания вакуумных дуговых печей, электросварочных установок и других электротехнологических установок невысокого напряжения.

Цель изобретения --повышение надежности и уменьшение массогабаритных и энергетических показателей.

На чертеже приведена принципиаль- 15 ная схема устройства.

Преобразователь. содержит трехфаз.— ный четырехстержневой преобравовательный трансформатор 1 с сетевыми обмотками 2-4, соединенными в звезду, 20 и двумя вентильными обмотками 5-7 и 8-10,.соединенными по схеме цве обратные звезды, нулевые выводы которых объединены в общую точку и.образуют отрицательный выходной вывод 11, шесть вентилей 12-17 с объединенными в общую точку катодами, образующими положительный вывод 18, к которому подключен сглаживающий реактор,19 цепи нагрузки. К отрицательному выходному выводу 11 подключено сопротивление нагрузки 20, к коммутирующей обмотке 21, расположенной на четвертом стержне, меньшего сечения, подключен коммутирующий конденсатор 22 с парал- 35 лельно подключенным активным сопротивлением 23 через симметричный тиристор 24.

Трехфазный датчик 25 тока выполнен на основе трех трансформаторов 26-28 40 тока, первичными обмотками каждого из которых являются две встречные шины одноименных вентильных обмоток

5-7 и 8-10, а вторичные обмотки соединены в звезду и подключены к выво- 45 дам переменного тока трехфазного диодного моста 29, к выводам постоянного тока которого подключен потенциометр 30. Ползунок потенциометра является выходным выводом 31 датчика тока и подключен к одному выводу системы 32 управления симметричным тиристором.

Датчиком тройной частоты является вспомогательная обмотка 33 четвертого стержня преобразовательного трансформатора 1,свободный вывод которой эаземлен, а выходной вывод 34 соединен с другим выводом системы управления.

Система 32 управления выполнена на основе фаэосдвигающего устройства.

Регулирующий транзистор 35 базой соединен с выходом детектора 36.полярности, а коллектором — с отрицательным входом интегратора 37. Выход интегратора 37 подключен к положительному входу компаратора 38, выход ко- торого соединен с входом выходного ключа 39 на транзисторе. Вход детектора 36 полярности является одним иэ входов системы управления, другим входом которой является эмиттер регулирующего транзистора 35. Положитель ный вход интегратора 37 связан с выходом детектора 36 полярности.

Устройство работает следующим образом.

Шестифазный однотактный преобразователь при нормальнои работе генерирует третью гармонику тока, которая протекает по вентильным обмоткам преобразовательного трансформатора 1.

При этом создаются потоки. нулевой последовательности, замыкающиеся по четвертому стержню магнитопровода, благодаря чему на коммутирующей обмотке 21 и вспомогательной обмотке

33 четвертого стержня наводятся ЭДС третьей. гармоники с амплитудой 2/3 амплитуды ЭДС вентильной обмотки при холостом, ходе при равенстве чисел витков вентильных обмоток 5-10 и обмоток 21 и 33. Поскольку коммутирующая обмотка 21 замкнута на коммутирующий конденсатор 22, то нри закрытом симметричном тиристоре 24 по коммутирующей обмотке протекает емкостный ток тройной частоты, который трансформируется на вентильные обмотки 5l0 преобразовательного трансформатора

1 и позволяет осуществлять работу преобразователя в режиме с искусственной коммутацией. При соответствующей емкости коммутирующего конденсатора в режиме номинальной нагрузки .. достигается полная компенсация реактивной мощности преобразователя и . сохраняется двойной трехфазный режим преобразователя. Для сохранения. такого режима при уменьшении тока нагрузки преобразователя пропорционально ему через систему управления 32 изменяется момент отпирания симметричного тиристора 24; который включает параллельно конденсатору 22 активное со1458949

Преобразователь переменного напряжения в постоянное> содержащий трехфазный преобразовательный трансформатор, магнитопровод которого состоит из трех стержней с основными обмотками, причем сетевая обмотка,соединена в звезду, а вентильные обмотки соединены по схеме две обратные звезды, нулевые выводы которых объединены в общую точку, образуя отрицательный выходной вывод, и четвертого стержня меньшего сечения, на котором расположена вспомогательная обмотка в качестве датчика тройной частоты, при этом свободный вывод вспомогательной обмотки заземлем, шесть вентилей,аноды которых подключены к вентильным обмоткам, а катоды объединены в общую точку и образуют положительный выходной вывод, трехфазный датчик тока, выполненный на трех однофазных трансформаторах тока, первичными обмотками каждого из которых являются две встречные шины одноименных вентильных обмоток, а вторичные обмотки соединены в звезду и через трехфазный диоддый мост с анодной и катодной группами, одна из групп которого заземлена, подключены к пцтенциометру, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения массогабаритных и энергетических показателей, на четвертом стержне трехфазного преобразовательного трансформатора расположена коммутирующая обмотка, параллельно которой включены коммутирующий конденсатор и соединенные последовательно активное сопротивление и симметричный тиристор, причем система управления тиристором выполнена на основе фазосдвигающего устройства и подклюI чена одним из входов к среднему выводу потенциометра, другим входом — к незаземленному выводу вспомогательной обмотки четвертого стержня преобразовательного трансформатора. противление 23. При этом увеличивается величина тока, протекающего по коммутирующей обмотке 21, и уменьшается его фаза что благоприятно ска>

5 зывается на форме токов вентилей,1217 и сетевых обмоток 2-4 преобразовательного трансформатора.1> приближая .их к синусоидальной °

Контроль за током нагрузки осуще- >О ствляется с помощью датчика 25 тока.

Датчик тока выполнен на основе трех однофазных трансформаторов 26-28 тока и трехфазного диодного моста 29, нагруженного на потенциометр 30. Первичными обмотками трансформаторов 2628 тока с целью исключения подмагни. чивания магнитопровода являются встречные шины вентильных обмоток

5-7 и 8-10 одноименных фаз. Сигнал с выхода датчика 25 тока. поступает пропорционально току нагрузки на систе- му 32 управления.

Датчиком тройной частоты служит вспомогательная обмотка 3 четвертого 25 стержня, которая создает синхронизирующее напряжение для системы 32 управления симметричным тиристором 24, сигнал от которого поступает на вход детектора 36 полярности.

Напряжение, пропорциональное току нагрузки, с потенциометра 30 поступает на эмиттер регулирующего транзистора 35 фазосдвигающего устройства, построенного по вертикальному принципу. Изменение фазы импульса управления симметричным тиристором

24, включенным последовательно с активным сопротивлением 23 на напряжение коммутирующей обмотки 21 четвер- 4о того стержня, осуществляется изменением величины напряжения на эмиттере регулирующего транзистора 35.

Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов преобразователя за счет 45 снижения мощности трансформаторного оборудования; улучшение энергетических показателей преобразователя эа счет уменьшения расхода активных материалов и потерь в них; повышение надежности преобразователя в работе за счет исключения дополнительных вспомогательных обмоток на основных стержнях и инвертора тройной частоты со сложной системой управления. формул а и з о б р е т е и и я