Компенсационный преобразователь


 


Владельцы патента RU 2407137:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Центр электротехники" (ООО НПФ "Центр электротехники") (RU)

Изобретение относится к мостовым компенсационным преобразователям переменного тока в постоянный ток с большим диапазоном регулирования, работающим с искусственной коммутацией силовых вентилей в анодной и катодной группах, которые могут быть использованы в электроприводах постоянного и переменного тока, в устройствах возбуждения электрических машин, в технологических установках с применением постоянного тока. Технический результат - ограничение коммутационных перенапряжений на вентилях и передача избыточной энергии, получаемой конденсатором в процессе коммутации, в цепь нагрузки, а также уменьшение массогабаритных показателей и повышение быстродействия компенсационного преобразователя. Его принципиальная схема включает управляемый силовой преобразователь, неуправляемый выпрямитель с емкостью фильтра на зажимах постоянного тока, коммутирующие вентили и разделительные диоды. Обкладки емкости фильтра присоединены параллельно нагрузке через коммутирующие вентили. Управляемый силовой преобразователь подключен к нагрузке через разделительные диоды. 1 ил.

 

Изобретение относится к мостовым компенсационным преобразователям переменного тока в постоянный ток с большим диапазоном регулирования, работающим с искусственной коммутацией силовых вентилей в анодной и катодной группах, которые могут быть использованы в электроприводах постоянного и переменного тока, в устройствах возбуждения электрических машин, в технологических установках с применением постоянного тока.

Известен компенсационный преобразователь, содержащий управляемый выпрямитель и неуправляемый выпрямитель, коммутирующий вентиль, диод и конденсатор с обкладками, при этом с целью повышения технико-экономических показателей коммутирующий блок выполнен в виде однофазного моста, в двух промежуточных плечах которого включены полностью управляемые электрические вентили, выполненные в виде тиристоров с индивидуальными узлами принудительной коммутации, а в двух других - неуправляемые электрические вентили, причем к зажимам переменного тока моста подключен емкостный фильтр, состоящий из нескольких секций конденсаторов, соединенных с помощью разделительных диодов, причем при зарядке эти секции включены последовательно, а при разрядке - параллельно (описание изобретения SU 492986, опубл. БИ №43, 1975 г.).

Недостатком данного устройства является наличие группы вентилей зарядки фильтра, что увеличивает массогабаритные показатели.

Известен компенсационный преобразователь, содержащий управляемый и неуправляемый мостовые выпрямители, конденсаторы фильтра, подключенные к зажимам постоянного тока неуправляемого выпрямителя, коммутирующий LC-контур, связанный через тиристоры, шунтированные встречно включенными диодами с конденсаторами фильтра, при этом с целью уменьшения перенапряжения на элементах схемы последовательно с LC-контуром подключена цепочка из последовательно соединенных диода и дросселя, шунтированная встречно включенным тиристором, управляющий электрод которого соединен с катодом этого диода (описание изобретения SU 478399, опубл. БИ №27, 1975 г.).

Недостатком данного преобразователя является сложность, наличие большого числа элементов, в том числе и индуктивных.

Задача изобретения - упрощение конструкции компенсационного преобразователя, способного генерировать реактивную мощность емкостного характера, противоположную по знаку реактивной мощности индуктивого характера, передаваемой по линиям электропередачи.

Технический результат - ограничение коммутационных перенапряжений на вентилях и передача избыточной энергия, получаемой конденсатором в процессе коммутации, в цепь нагрузки, а также уменьшение массогабаритных показателей и повышение быстродействия компенсационного преобразователя.

Технический результат достигается тем, что в компенсационном преобразователе, включающем управляемый силовой преобразователь, неуправляемый выпрямитель с емкостью фильтра на зажимах постоянного тока, коммутирующие вентили и разделительные диоды, управляемый силовой преобразователь подключен к нагрузке через разделительные диоды, а обкладки емкости фильтра через коммутирующие вентили присоединены параллельно нагрузке.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в предложенной схеме компенсационного преобразователя выпрямители с естественной коммутацией заменяются на компенсационные. Это позволяет:

- реализовать энергосберегающую технологию преобразования переменного тока в постоянный ток, уменьшая потери активной энергии за счет разгрузки питающей сети от реактивной мощности индуктивного характера;

- улучшить электромагнитную совместимость с питающей сетью;

- получить альтернативный источник реактивной энергии емкостного характера при одновременном выполнении технологических задач.

На чертеже изображена принципиальная схема компенсационного преобразователя.

Схема содержит управляемый силовой преобразователь в виде трехфазного моста на силовых полностью управляемых вентилях 1-6, неуправляемый выпрямитель, представляющий вспомогательный трехфазный неуправляемый мост 7-12, с емкостью фильтра 13 на зажимах постоянного тока, коммутирующие полностью управляемые вентили 16 и 17 и разделительные диоды 14 и 15. Схема содержит минимально возможное число вспомогательных элементов, необходимых для реализации рассматриваемых режимов.

Работает компенсационный преобразователь в режимах, когда заряд конденсатора фильтра под воздействием тока выходящей из работы фазы чередуется с частичным разрядом током включаемой фазы.

Установившийся режим работы устройства может быть лишь в условиях равенства энергий, отдаваемых и получаемых емкостью фильтра на интервалах повторяемости процессов. Катодная и анодная группы вентилей работают в режиме искусственной коммутации.

Для выключения проводящего вентиля в какой-либо группе силового преобразователя 1-6 включаются коммутирующие вентили 16 и 17. Одновременно через включенные вентили 16 и 17 и диоды 14 и 15 емкость фильтра 13 включается параллельно нагрузке 18. Так как напряжение на емкости фильтра 13 больше, чем напряжение на выходе управляемого преобразователя 1-6, последний выключается и нагрузка 18 начинает питаться от емкости фильтра 13.

При снижении напряжения на емкости фильтра 13 ток нагрузки переходит на очередной вентиль (при подаче управляющего импульса на него) в коммутируемой в данный момент группе вентилей (катодной или анодной) силового преобразователя. При завершении коммутации силовых вентилей преобразователя коммутирующие вентили 16 и 17 закрываются. К этому моменту подается управляющий импульс на включение очередного вентиля преобразователя 1-6.

Окончательный переход тока нагрузки в сеть переменного тока происходит под действием разности линейного напряжения между включенными вентилями силового преобразователя 1-6 и напряжением на емкости фильтра 13.

На этом последнем этапе коммутации емкость фильтра 13 за счет запасенной энергии в индуктивности цепи переменного тока получает избыточный заряд, который затем передается в нагрузку на первом этапе следующей коммутации.

Максимальная разность между амплитудой линейного напряжения в питающей сети и напряжением на конденсаторе фильтра при прочих равных условиях определяется временем, в течение которого конденсатор может разряжаться на нагрузку, причем с увеличением времени разряда максимальное напряжение на емкости фильтра уменьшается. Таким образом, размер установленной емкости фильтра определяет величину коммутационных перенапряжений.

Компенсационный преобразователь, включающий управляемый силовой преобразователь, неуправляемый выпрямитель с емкостью фильтра на зажимах постоянного тока, коммутирующие вентили и разделительные диоды, отличающийся тем, что управляемый силовой преобразователь подключен к нагрузке через разделительные диоды, а обкладки емкости фильтра через коммутирующие вентили присоединены параллельно нагрузке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сетевых инверторах, входящих в состав электроприводов постоянного и переменного тока, в электротехнических установках.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве преобразователя напряжения для питания электрических машин переменного тока. .

Изобретение относится к электротехнике, к преобразователям переменного напряжения в постоянное для обеспечения защиты нагрузки от перенапряжений, возникающих в источнике переменного напряжения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в реверсивных тиристорных преобразователях. .

Изобретение относится к силовой электронике и может использоваться в источниках вторичного электропитания. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к однофазным мостовым транзисторным инверторам, применяемым в различных источниках питания. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в системах электроснабжения в качестве источника напряжения постоянного тока. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к силовой цепи электрического силового преобразователя, который с помощью полупроводниковых устройств преобразует постоянный ток в переменный и переменный ток в постоянный и предназначен для промышленного использования в различных целях, в том числе и на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления двухкомплектными реверсивными (3-1)-фазными преобразователями на встречно-параллельных вентильных парах с двухсторонней проводимостью тока на принципах цифрового одноканального импульсно-фазового управления

Изобретение относится к области электроники и электротехники и может быть использовано в выпрямителях, в устройствах с параллельным соединением источников напряжения питания на общую нагрузку и т.п

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания электроприводов постоянного тока, в составе преобразователей частоты для питания электроприводов переменного тока, в системах электропитания постоянным током, в силовых выпрямительных установках, питающихся от источников электрической энергии ограниченной мощности

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано при эксплуатации преобразовательной схемы

Изобретение относится к реверсивным полупроводниковым транзисторным выпрямительным устройствам

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано для питания автономных инверторов, станций катодной защиты, установок микродугового оксидирования и для питания других различных электротехнологических установок. Импульсный регулятор постоянного напряжения содержит соединенные последовательно первый диод, управляемый ключ, индуктивность фильтра и нагрузку, два нулевых диода и конденсаторы фильтра, управляющий микроконтроллер, драйвер управления, цепь обратной связи и пульт ручного управления, блок синхронизации, два входа которого соединены со вторыми разноименными выводами первых диодов, а два выхода подключены, соответственно, к входам драйвера управления и управляющего микроконтроллера. Индуктивности фильтра выполнены на общем магнитопроводе магнитосвязанными. Дополнительно импульсный регулятор содержит два дополнительных конденсатора и два вторых диода. Каждая из индуктивностей фильтра выполнена с дополнительным выводом. Выводы дополнительных конденсаторов присоединены к дополнительным выводам соответственно индуктивностей фильтра и общей клемме первичного источника питания переменного тока, а выводы вторых диодов подключены к дополнительному и выходному выводам соответствующих индуктивностей фильтра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания электротехнических установок, например, индукционного нагрева. Технический результат заключается в снижении массы и габаритов источника тока, повышении КПД и надежности. Заявленное устройство содержит трехфазный выпрямитель с фильтром, нагруженный на инвертор напряжения с нагрузкой, например, параллельным LC-контуром, блок управления инвертора, связанный с задатчиком опорного напряжения и датчиком напряжения, датчик тока, датчик температуры и широтно-импульсный модулятор, введены согласующий трансформатор, дополнительный источник постоянного напряжения и мостовой дроссель насыщения, причем вторичная обмотка согласующего трансформатора подключена к нагрузке, а первичная обмотка связана с указанным инвертором через последовательно включенные первую диагональ мостового дросселя насыщения и датчик тока, вторая диагональ дросселя насыщения зашунтирована линейным дросселем и диодом и подсоединена через ключ к источнику постоянного напряжения, при этом ключ установлен параллельно диоду и по входу связан со схемой управления на базе широтно-импульсного модулятора. 2 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования постоянного тока в регулируемый переменный, и может быть использовано в регулируемых электроприводах переменного тока и в качестве регулируемого второго преобразователя в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного напряжения. Технический результат заключается в создании более простого многозонного преобразователя постоянного тока в переменный с повышенными массогабаритными параметрами, меньшим обратным напряжением на вентилях, с уменьшенным количеством катушек индуктивности и улучшенными энергетическими показателями, что ведет к упрощению преобразователя. Для этого заявленное устройство содержит источник тока, 3-фазную мостовую схему, в которой каждое плечо моста выполнено из 2 групп n-последовательно включенных управляемых однонаправленных вентилей, к точкам соединения которых в каждом плече моста введены дополнительно две группы неуправляемых вентилей, причем одна группа n управляемых вентилей подключена катодом крайнего вентиля к нагрузке, а анодом другого крайнего вентиля группы - к «+» источника тока, вторая группа управляемых вентилей подключена анодом крайнего вентиля к нагрузке, а катодом - к «-» источника тока, при этом между анодом последовательно включенных управляемых вентилей первой группы и нагрузкой включены диоды первой дополнительной группы, катодами к нагрузке, аналогично, между катодами управляемых вентилей второй группы и нагрузкой также включены диоды второй дополнительной группы, анодами к нагрузке. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Рекуператор электроэнергии для преобразователей частоты со звеном постоянного тока, содержащий однофазный транзисторный мост, состоящий из четырех транзисторов, параллельно которым соединены четыре диода. Устройство содержит конденсатор, первый шунт и последовательно соединенный с ним сглаживающий дроссель, звено постоянного тока, датчик напряжения звена постоянного тока, датчик напряжения сети. Рекуператор электроэнергии содержит блок управления, выходы которого соединены с однофазным транзисторным мостом, реле и пятым транзистором, включенным в разрыв положительной линии звена постоянного тока, а входы блока управления соединены с датчиками напряжения сети и напряжения в звене постоянного тока, а также четырьмя шунтами; при этом второй шунт установлен последовательно со звеном постоянного тока, а третий и четвертый шунты установлены в разрыв цепей истоков третьего и четвертого транзисторов. Технический результат - получение коэффициента мощности, близкого к единице, возможность передачи энергии как в прямом, так и в обратном направлении, уменьшение массогабаритных показателей сглаживающих фильтров за счет повышения быстродействия системы управления. 1 ил.

Предлагается система (200) электропитания, которая содержит первый вход (206), выход (218), преобразователь (204) постоянного тока в постоянный ток, выпрямительную схему (212) и ограничитель (214) напряжения. Напряжение переменного тока принимается первым входом. Питание подается в нагрузку (216) через выход. Преобразователь постоянного тока в постоянный ток содержит второй вход (203), который связан емкостной связью с первым входом, при этом преобразователь постоянного тока в постоянный ток подает питание на выход. Выпрямительная схема связана емкостной связью с первым входом и подключена между первым входом и выходом. Выпрямительная схема подает выпрямленное выходное напряжение на выход. Ограничитель напряжения связан с выходом и ограничивает выпрямленное напряжение предварительно определенным напряжением. Технический результат - уменьшение потерь мощности. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх