Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования, преимущественно, на электроподвижном составе железных дорог переменного тока. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Благодаря использованию в регулируемом преобразователе двух одиночных вентильных плеч 4,5, подключенных анодами к началу и концу первой секционированной вторичной обмотки трансформатора 9. а катодами соответственно к концу и началу второй обмотки, а также способу управления, обеспечивающему чередование по полупериодам питающего напряжения подключаемых к нагрузке секций 11-14 вторичных обмоток трансформатора, достигается снижение установленной мощности тиристоров и уменьшается количество усилителей-формирователей импульсов. 3 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА.ПИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАPСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4472025/24-07 (22) 09;08.88 (46) 23.04.91. Бюл, М 15 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В,Н.Лисунов, В,О,Мельк и А.B,Ðàçäîáàров (53) 621,314.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР :

385770, кл, В 601 9/12, 1973. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования, преимущественно, на электроподвижном

„„!Ж „„1644327 А1 (я)ю Н 02 М 7/12, В 60 1 9/12 составе железных дорог переменного тока.

Цель изобретения — упрощение и повыаение надежности. Благодаря использованию в регулируемом преобразователе двух одиночных вентильных плеч 4, 5, подключенных анодами к началу и концу первой секционированной вторичной обмотки трансформатора 9, а катодами соответственно к концу и началу второй обмотки, а также способу управления, обеспечивающему чередование по полупериодам питающего напряжения подключаемых к нагрузке секций 11 — 14 вторичных обмоток трансформатора, достигается снижение установленной мощности тиристоров и уменьшается количество усилителей-формирователей импульсов. 3 ил.

1644327

15

40

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования, преимущественно, на электроподвижном составе железных дорог переменного тока.

Цель изобретения — упрощение и повы-. шение надежности.

На фиг,1 представлена принципиальная . электрическая схема регулируемого преобразователя; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы его работы, отражающие характер изменения напряжений и токов в различных элементах схемы соответственно в тяговом и инверторном режимах его работы, Регулируемый выпрямитель содержит управляемые вентильные плечи 1 — 8, трансформатор 9 с первичной 10, первой с секциями 11, 12 и второй с секциями 13, 14 и вторичными обмотками, цепь нагрузки 15, состоящую из сглаживающего реактора 16 якоря двигателя постоянного (пульсирующего) тока 17, обмотки возбуждения 18. К объединенным одноименным электродам анодной группы вентильных плеч 1 — 3 и катодной группы вентильных плеч 4-7 подключена нагрузка 15. Начало, конец и средний вывод первой вторичной обмотки подключены к катодам анодной группы вентильных плеч 1-3, соответствующие выводы второй вторичной обмотки — к анодам 6-8 катодной группы плеч.

Одиночные вентильные плечи 4,5 анодами подключены к началу и концу первой обмотки, а катодами соответственно к концу и началу второй обмотки.

На фиг.2 и 3 приняты следующие обозначения:

Uz — напряжение вторичных обмоток трансфоратора;

i т1 -i та — ИМПУЛЬСЫ тОКа На ВЕНтИЛЬНЫХ плечах 1-8;

Оь, U >a — напряжение на нагрузке в выпрямительном и инверторном режимах.

Цифрами обозначены номера вентильных плеч, согласно фиг.1.

Преобразователь в выпрямительном . режиме работает следующим образом (см.фиг.2), На первой зоне регулирования при открытии вентильных плеч 2, 4, 6 (полярность напряжения на вторичных обмотках такова, что под действием приложенного напряжения ток протекает от начала обмоток к концу) в конце полуперида открываются вентильнбе плечо 1, коммутирующее 2 и плечо 8, коммутирующее с 6. При смене полярности напряжения на вторичных обмотках трансформатора открытием вентильного плеча 5 запирается плечо 4 и создается буферный контур для протекания тока нагрузки по вентильным плечам 1,5 и 8.

Фазовое управление осуществляется вентильным плечом 7. В конце полупериода коммутируют вентильные плечи 6, 7 и 3 с 1, а при смене полярности питающего напряжения коммутируют вентильные плечи 4 с 5.

В данном полупериоде буферный контур создается вентильными плечами 3, 4 и 6, а фазовое управление осуществляется вентильным плечом 2. Таким образом, на первой зоне регулирования напряжение на нагрузке изменяется плавно от 0 до 0,25 полного, при этом в один полупериод ток нагрузки протекает по секции 12 первой вторичной обмотки, а в другой — по секции

14 второй вторичной обмотки трансформатора.

На второй зоне при полном открытии вентильных плеч 2, 4, 6 и фазовом регулировании плечом 1 к выпрямленному напряжение секции 12 плавно добавляется напряжение секции 11. В другой полупериод при полном открытии вентильных плеч 1, 5, 7 и фазовом регулировании плечом 6 к напряжению секции 14 добавляется плавно напряжение секции 13. В конце первого полупериода осуществляется коммутация с плеча 6 на 8, в конце другого — с плеча 1 на

3. Таким образом, на второй зоне регулирования напряжение на нагрузке изменяется плавно от 0,25 до 0,5 полного, На третьей зоне регулирования в один полупериод при открытых вентильных плечах 1, 4, 6 и фазовом управлении плечом 7 к выпрямленному напряжению секций 11, 12 добавляется плавно напряжение секции 13, В конце полупериода коммутирует плечо 8 с 7. при смене полярности питающего напряжения открытием вентильного плеча 5 запирается 4,затем открытием плеча 6 запирается 8. Фазовое управление осуществляется вентильным плечом 2. Во второй полупериод к выпрямленному напряжению секций 13, 14 плавно добавляется напряжение секции 11. В конце полупериода коммутирует вентильное плечо 3 с 2.

Таким образом, на 1И зоне регулирования напряжения на нагрузке изменяется от 0,5 до 0,75 полного.

На четвертой зоне при полностью открытых вентильных плечах 1, 4. 7 и фазовом управлении плечом 8(во второй полупериод соответственно при открытых вентильных плечах 2, 5, 6 и фазовом управлении плечом 3) напряжение на нагрузке изменяется от 0,75 полного значения до полного.

Алгоритм работы преобразователя в режиме инвертирования аналогичен режиму выпрямления. Отличие заключается в том, что соответствующие вентильные плечи от1644327

<и

tr3 те

4б тс и б

Ор (Гзона

Glçîèà ) Vg (И зом2

Об (й зона) Фиа 2 крыты в основном в непроводящем полупериоде. Формы напряжения инвертора по зонам регулирования с указанием номеров открытых вентильных плеч приведены на фиг,З.

Предлагаемый преобразователь достаточно прост при сохранении всех рабочих параметров (диапазон регулирования напряжения, количество зон и т.п.), Упрощение устройства повышает надежность его в работе при использовании вентилей с равноценными показателями наработки на отказ, упрощается обслуживание, снижаются трудозатраты и эксплуатационные расходы.

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения источника питания, и двумя вторичными обмотками, каждая из которых выполнена в виде двух секций, а также объединенные одноименными электродами в анодную и катодную группы управляемые вентильные плечи и блок управления, причем начало, конец и средний вывод первой вторичной обмотки соединены с катодами соответствующих вентильных плеч анодной группы, аналогич5 ные выводы второй обмотки — с соответствующими анодами катодной группы вентильных плеч, а общие точки соединения одноименных электродов указанных групп вентильных плеч соединены соответствен10 но с первым и вторым выходными выводами для подключения цепи нагрузки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него дополнительно введены два одиночных вентильных

15 плеча, которые анодами подключены соот- . ветственно к началу и концу первой вторичной обмотки, а катодами — к аналогичным выводам второй обмотки, причем блок управления выполнен обеспечивающим чере20 дование подключения секций вторичных обмоток трансформатора к цепи нагрузки по полупериодам питающего напряжения, а также коммутацию соответствующих вентильных плеч в конце каждого полупериода

25 с переходом на более высокий потенциал выпрямленного напряжения во всех зонах зонно-фазового регулирования выпрямленного напряжения, кроме последней, 1644327

Редактор Л.Лашкова

Заказ 1466 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 иид

ЙЗана ию8 (Взора

"ииЮ

® она) ин8

flзаиа) Составитель С.Меркушев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король