Преобразователь переменного тока в постоянный
Использование: изобретение может быть использовано в выпрямителях с принудительной коммутацией, источниках реактивной мощности, электроприводах постоянного тока. Сущность изобретения: преобразователь переменного тока в постоянный содержит трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, три трехфазные вторичные обмотки (ВО) 26, 27, 28 силовой, вспомогательный и дополнительный выпрямительные мосты (ВМ), выполненные на управляемых вентилях 1-6, 9-14 и 15-20, емкостной фильтр, включенный параллельно выходу вспомогательного ВМ и выполненный в виде двух последовательно соединенных конденсаторов 23, 24, а также два диода 21, 22 и два полностью управляемых вентиля 7, 8 Первая и вторая ВО включены согласно-последовательно. Общие точки пофазного соединения ВО соединены со входами силового ВМ Объединенные свободные выводы первой ВО подключены к общей точке соединения конденсаторов 23, 24, Свободные выводы второй ВО соединены со входами вспомогательного ВМ, выводы постоянного тока которого связаны с одноименными выводами постоянного тока дополнительного ВМ, которые через диоды 21, 22, включенные в гом же направлении, что и вентили указанных мостов, соединены с разноименными выводами постоянного тока силового ВМ, а через полностью управляемые вентили 7-8 - с одноименными выводами постоянного тока силового ВМ. образующими выводы для подключения нагрузки . Фазные выводы переменного тока дополнительного ВМ через одноименные фазы третьей ВО, включенной согласно по отношению к другим ВО, подключены к указанным общим точкам пофазного соединения первой и второй ВО отстающей фазы Указанное выполнение устройства обеспечивает потребление и генерирование реактивной мощности как в выпрямительном так и в инверторном режимах, а возможность плавного перехода от одного режима к другому расширит функциональные возможности преобразователя 2 ил (Л VI о о о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (,Ь
C) (21) 4822859/07 (22) 04,05.90 (46) 07.09.92. Бюл, йг 33 (75) В.Н,Панченко (56) 1. Авторское свидетельство СССР
N 752686,,кл. Н 02 М 7/155, 1980 r.
2. Авторское свидетел ьство CCC Р
М 1246290, кл. Н 02 М 7/155, 1986 г. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (57) Использование. изобретение может быть использовано в выпрямителях с принудительной коммутацией, источниках реактивной мощности, электропри водах постоянного тока. Сущность изобретения: преобразователь переменного тока в постоянный содержит трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети; три трехфаэные вторичные обмотки (ВО) 26, 27, 28 силовой, вспомогательный и дополнительный выпрямительные мосты (ВМ), выполненные на управляемых вентилях 1-6, 9-14 и
15-20, емкостной фильтр, включенный параллельно выходу вспомогательного BM u выполненный в виде двух последовательно соединенных конденсаторов 23, 24, а также два диода 21, 22 и два полностью управляемых вентиля 7, 8, Первая и вторая ВО вклюИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в выпрямителях с принудительной коммутацией. источниках реактивной мощности, электроприводах постоянного тока, Известный преобразователь переменного тока в постоянный содержит мост си...5U 1760616 А1 чены согласно-последовательно. Общие точки пофазного соединения ВО соединены со входами силового ВМ, Объединенные свободные выводы первой ВО подключены к общей точке соединения конденсаторов
23, 24, Свободные выводы второй ВО соединены со входами вспомогательного ВМ, выводы постоянного тока которого связаны с одноименными выводами постоянного тока дополнительного ВМ, которые через диоды
21. 22, включенные в том же направлении, что и вентили указанных мостов, соединены с разноименными выводами постоянного тока силового ВМ, а через полностью управляемые вентили 7-8 — с одноименными выводами постоянного тока силово о ВМ, образующими выводы для подключения нагрузки. Фазные выводы переменного тока дополнительного 8М через одноименные фазы третьей ВО, включенной согласно по отношению к другим ВО, подключены к указанным общим точкам пофазного соединения первой и второй ВО отстающей фазы. указанное выполнение устройства обеспечивает потребление и генерирование реактивной мощности как в выпрямительном так и в инверторном режимах, а возможность плавного перехода от одного режима к другому расширит функциональные возможности преобразователя. 2 ил. ловых управляемых вентилей, диодный мост, к выходу которого подключен конденсатор фильтра, выводы которого через диоды связаны с положительным и отрицательным выводами силового моста, два полностью управляемых вентиля. последовательно с которыми включены источники смещения, вы1760616 полненные в виде конденсатора, зашунтированного источником подзаряда (1).
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа преобразователь переменного тока в постоянный (2), содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к силовому мосту на управляемых вентилях, диодный мост, подключенный к выводам вторичной обмотки через дополнительную вторичную обмотку. В ы воды постоя н ного тока диодносо моста связаны с GMKocTHblM фильтром, выполненным в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, а через полностью управляемые вентили — с одноименными выводами постоянно о тока силового моста, Общая точка конденсаторов фильтра подключена к нейтрали звезды. Выводы постоянного тока силового моста соединены через диоды с разноименными выводами постоянного тока диодного.моста, причем диоды подключены одноименными силовыми электродами. к общим точкам анодов и катодов силового и диодного мостов.
Недостатком преобразователя является невозможность генерирования реактивной мощности во всех режимах.
Преобразователь обеспечивает выпрямительный режим как с генерированием, так и с потреблением реактивной мощности и инверторный режим с потреблением реактивНОЙ МОЩНОСТИ, Целью изобретения является повышение энергетических показателей путем обеспечения возможности генерирования реактивной мощности во всех режимах.
Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного преобразователя переменного тока в постоянный, содержащего трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, и двумя трехфаэными вторичными обмотками, соединенными пофазно согласно-последовательно, силовой и вспомогательный выпрямительные мосты, выполненные на управляемых вентилях, емкостной фильтр, включенный параллельно выходу вспомогательного выпрямительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к обьединенным свободным выводам первой вторичной обмотки, а также два диода и два полностью управляемых вентиля, причем, общие точки пофазного соединения вторичных обмоток соединены со входами силового выпрямительного моста, свободные выводы второй
40 вторичной обмотки соединены со входами вспомогательного выпрямительного моста, выводы постоянного тока которого через указанные диоды, включенные в том же направлении, что и вентили указанных мостов, соединены с разноименными выводами постоянного тока силового выпрямительного моста, а через указанные полностью управляемые вентили — с одноименными выводами постоянного тока силового выпрямительного моста, образующими выходные выводы для подключения нагрузки, в предлагаемом преобразователе введены дополнительная трехфазная вторичная обмотка и дополнительный выпрямительный мост на управляемых вентилях, выводы постоянного тока которого соединены с одноименными выводами постоянного тока вспомогательного выпрямительного моста, Фазные выводы переменного тока через одноименные фазы указанной дополнительной вторичной обмотки, включенной согласно по отношению. к другим в .оричным обмоткам, подключены к указанным общим точкам пофаэного соединения первой и второй вторичных обмоток отстающей фазы.
Преобразователь переменного тока в постоянный обеспечивает потребление и генерирование реактивной мощности как в выпрямительном, так и в инверторном режимах, а возможность плавного перехода от одного режима к другому расширяет функциональные возмо>кности преобразователя, На фиг,1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы токов и напряжений, Преобразователь переменного тока в постоянный (фиг.1) содержит силовой выпрямительный мост на управляемых вентилях 1-6. выводы постоянного тока которого через полностью управляемые вентили 7 и
8 связаны с выводами постоянного тока вспомогательного выпрямительного мос1 а на управляемых вентилях 9-14 и к выводам постоянного тока дополнительного выпрямительного моста на управляемых вентилях
15-20. Выводы постоянного тока силового выпрямительного моста через диоды 21-22 связаны с разноименными выводами постоян ого тока вспомогательного выпрямительного моста, к которым подключены последовательно соединенные конденсаторы 23 и 24. Вывод для подключения нагруз55 ки через реактор 25 связан с выводом постоянного тока силового выпрямительного моста. Трехфазные вторичные обмотки 26 и 27 соединены пофаэно согласно-последовательно. Обьединенные свободные выводы вторичной обмотки 26 подключены к
1760616 общей точке конденсаторов 23 и 24, Об.цие точки пофазного соединения вторичных обмоток 26 и 27 соединены со входами силового выпрямительнога моста, а через обмотку 28— с входными выводами дополнительного выпрямительного моста, Свободные выводы обмотки 27 подключены к входам вспомогательного выпрямительного моста.
В случае, когда открыты управляемые вентили 1 и 2; сопротивление нагрузки 29 равно нулю и преобразователь работает в режиме потребления реактивной мощности (фиг.2а, б, на фиг.2 приведены временные диаграммы только для фазы A), Ток проходит по цепи: 2 — фазы С и А обмотки 26-1—
25-29-2. При отпирании управляемого вентиля 3 происходит естественная коммутация тока из вентиля 1 в вентиль 3, При работе преобразователя с коэффициентом мощности рав IQM 1 для выключения управляемого вентиля 1 отпирают полностью управляемый вентиль 8 и вентиль 9. К управляемому вентилю 1 в обратном направлении прикладывается напряжение фазы А вторичной обмотки 27 и вентиль 1 выключается. К фазе А вторичной обмотки 26 встречно прикладываетя напряжение конденсатора 24, Напряжение на конденсаторах 23 и 24 больше амплитудного значения напряжения фазной обмотки
26, поэ1ому ток фазы А вторичной обмотки 26 уменьшается, Ток нагрузки 29 при этом проходит по цепи 29-2-фазы С и А обмотки
26-фаза А обмотки 27-9-8-25-29, а также по . цепи: 29-2-фаза С обмотки 26-24-8-25-29.
Происходит разряд конденсатора 24. При уменьшении тока фазы А обмотки 26 до нуля ток нагрузки проходит по цепи: 29-2-фаза С обмотки 26-24-8-25-29. После восстановления запирающих свойств управляемого вентиля 1 и спада тока фазы А обмотки 26 до нуля запирают полностью управляемый вентиль 8 и отпирают управляемый вентиль
3. Ток нагрузки проходит по цепи, 29-2-фаза
С обмотки 26-23-21-25-29. К фазе В обмотки
26 прикладываемся напряжение конденсатора 23 и по фазе В обмотки 26 и управляемому вентилю 3 начинает проходить ток.
Конденсатор 23 заряжается. По окончании переходного процесса ток нагрузки проходит по цеди, 29-2-фазы С и В обмотки 26-325-29, Напряжение на конденсаторе 23 равно максимальному значению, а на конденсаторе 24 — минимальному.
Для выключения управляемых вентилей анодной группы силового моста отпирают полностью управляемый вентиль 7. На первом этапе коммутации происходит разряд конденсатора 23, а на втором этапе коммутации — заряд конденсатора 24.
При работе преобразователя в режиме генерирования реактивной мощности (фиг.2а, г, сопротивление нагрузки равно нулю) при коммутации к управляемому вентилю 1 прикладывается напряжение фазы А обмотки 27 через вентиль 9 и полностью управляемый вентиль 8.
При работе преобразователя в инверторном режиме с генерированием реактивной мощности (фиг,2а, д), при коэффициенте мощности равном 1 (фиг,2а, е) и при п греблении реактивной мощности (фиг,2а, ж) при коммутации к управляемому вентилю 1 прикладывается напряжение фазы С обмотки
28 через вентиль 19 и полностью управляемый вентиль 8.
Формула изобретения
Преобразователь переменного тока в
20 постоянный, содержащий трансформатор с трехфазной первичной обмоткой, соединенной с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, и двумя трехфазными вторичными обмотками, 25 соединенными пофазно согласно-последовательно, силовой и вспомогательный выпрямительные мосты, выполненные на управляемых вентилях, емкостной фильтр, включенный параллельно выходу вспомога30 тельного выпрямительного моста и выполненный в виде двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к объединенным свободным выводам первой вторич35 ной обмотки, а также два диода и два полностью управляемых вентиля. причем общие точки пофазного соединения вторичных обмоток соединены с входом силового выпрямительного моста, свободные выводы второй вторичной обмотки соединены с вхо-.
40 дом вспомогательного выпрямительного моста, выводы постоянного тока которого через указанные диоды, включенные в том же направлении, что и вентили указанных мостов, соединены с разноименными выводами по45 стоянного тока силового выпрямительного моста, а через указанные полностью управляемые вентили — с одноименными выводами постоянного тока силового выпрямительного моста, образующими выходные выводы для
50 подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей путем обеспечения возможности генерирования реактивной мощности во всех режимах, введены дополнительная трех55 фазная вторичная обмотка и дополнительный выпрямительный мост на управляемых вентилях, выводы постоянного тока которого соединены с одноименными выводами постоянного тока вспомогательно о вь пря1760616 мительного моста, а фазные выводы переменного тока через одноименные фазы указанной дополнительной вторичной обмотки, включенной согласно по отношению к другим вторичным обмоткам, подключены к указанным общим точкам пофазного соединения первой и второй вторичных обмоток отстающей фазы, 5
1760616! !
cosy=0 horst&. Рpf.
cosy 1Ь 69tpQpof, РН, мнбарт. graf. венер, Р.М. цн4р7, g.pf. c.оу Рв/.
usga/7, . .,yy7pc9. 8, I
Составитель В.Панченко
Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О,Густи
Редактор С.Кулакова
Производственно-издательский комбинат" Патент",г,ужгород,уд. Гагарина,101
Заказ 3191 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
