Устройство искусственной коммутации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)), 44780I (61) Зависимое от авт. свидетельства-. (22) Заявлено Ig.0б. 7Х (21)I660688/24-7 (51) М, Кл.

Н 02m 5/28 с присоединением заявкщ Гасударственный квинтет

Саевта Мнннстрао СССР ао делам нзооретеннй н открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 25 т.0. 745юллетень № ЗЭ (451:Дата опубликования описания 22-Н "Г з (ЬЗ) УдК 62I.SI4 27

7(088.81 (72) Авторы изобретения А.И. ЭАЙЦЕВ,В.Н,МИШИНиВ.Л.КУЗЬМИН

Pl) Заявитель НАУЧНО-№СЛЕПОВАТЕЛЪСКИЙ ИЕ ТИТУТ АВТОМАТИКИ И

ЭЛЕКТРОМЕХАШИ ПРИ ТОМ"КОМ ПОЛИТЕХНИЧИ КОМ ИНСТИТУТЕ (541 УСТРОЙСТВО ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИИ

Известны устройства искусственной коммутации, содержащие конденсатор фильтра, а такие коммутирующие конденсатор и дроссель.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно выполнено в виде неполйостьв управляемого однофазного рагс со стороны переменного тока включен конденсатор фильтра, а со стороны постоянного тока — йоследовательно включенные коммутирующие конденсатор и дроссель.

Это позволяет снизить коммутационные перенапряжения и повысить энергетические показатели устройства, На фиг. I-3 изображена принципиальная электрическая схема устройства в трех вариантах, где оно использовайо дляюкусственной коммутации трехфазного однотактного компенсационного преобразова теля.

Устройство I состоит из полууправляемого моста, образованного неуправляемыми вентилями 2 и 3 и управляемыми вентилями 4 и 5. В б диагонали моста включены: со стооны переменного тока емкость 6 ильтра, а со стороны постоянного тока - коммутирующий*С вЂ” узеле состоящий из коммутирующей емкос1о ти 7 и индуктивности 8 и служащий для запипания управляемых вентилей 4 и 5 через некоторое время после их отпирания. Коммутирующее устройство подключено к силовому

15 преобразователю 9 череэ неуправляе мый выпрямитель ХО .

При подаче напряжения емкости б фильтра и коммутирующая 7 заряжаются от сети через выпрямитель IO и нагрузку. При этом полярность напряжении на емкостях соответствует знакам без скобок на фиг. I.

Для выключения проводящих вентилей преобразователя 9 отпи+ ?Я О

3 равтся управляемыв вентили коммутирующего устройства и емкость фильтра оказывается подключвнной через управляемые вентили М и 5 и неуправляемый выпрямитель IO ь параллельно проводящим вентилям преобразователя 9 так, что вв напряжение àïèðàåò проводящие вентили преобразователя и ток нагрузки начинает протекать через ем- 1о кость фильтра, разряжая ве.

Одновременно с выключением проводящих вентилей преобразователя 9 при отпирании вентилей Ф ы и 5 начинается резонансный заряд коммутирующей емкости 7 через индуктивность 8 от емкости фильтра.

Через полпериода собственных колебаниИ коммутирующего контуоаэ 20 образованного емкостями 6 и 7 и индуктивностью 8, начинается обратный перезаряд емкости 7, на. пряжение на которой к указанному моменту соответствует знакам в скобках (см. фиг.I). Когда ток обратного первзаряда сравняется с током нагрузки, вентили 4 и 5 запираются, разряд емкости 6 прек- .„, ращается, а ток нагрузки начинает течь через индуктивность 8 и коммутирующую емкость 7, разряжая, а затем перезаряжая последнюю. Когда в процессе пере заряда напряжен ие емкости ? сравняется с наприжанием емкости б, откроются диоды

2 и 3, и большая часть тока нагрузки перейдет в цепь емкости фильтра 6, теперь уже заряжая ев .

Коммутация тока нагрузки из работавшей фазы в очередную начнется, когда напряжение на емкостях 6 и 7 сравняется с линейным напряжением между указанными фа- 4,; вами. Так как емкость б выбирается значительной величины, коммутационное напряжение изменяется достаточно медленно, не вызывая больших коммутационйых пвренапряжвний в сети.

После окончательного перехода тока нагрузки из работавшей фазы в очередную коммутирующее устрой-"тво отключается диодами выпрнмтв- ы ля 10, и рост напряжения на емкости 6 пре кр ащае r ñÿ.

Таким образом, на первом этацв коммутации, когда открыты управлявмыв вентили 4 и 5, емкость фильтра

6 разряжается током нац узки, отдавая энергию, запасенную в йроцвссе предыдущей коммутации. На последнем этапе коммутации, когда от. пврты диоды 2 и 3, происходит вв заряд. указанное чередование в течение каждой искусственной коммутации процессов разряда и заряда емкости 6 дает возможность обойтись без добавочных устроИств, служащих для отдачи энергии с емкости ,ильтра. В То же время, благодаря ольшой величине емкости б, коммутация тока из фазы в фазу проте кает достаточно плавно, не вызывая перенапряжениИ в сети.

Однако зависимый разряд коммутирующей емкости 7 после ее езонансного заряда от емкости ильтра б, осуществляемый током нагрузки, делает внешнюю характеристику йреобразоват ля крутопадающей и вызывает перенапряжения на нагрузке . Кля устранения этого предлагается включить встрвчнопараллельно управляемым вентилям моста 4 и 5 неуправляемые диоды

П и I2 (см. фиг. 2).

В этом варианте после запира. ния управляемых вентилей 4 и 5 процесс резонансного перезаряда емкости 7 продолжается и примерно через период собственных колебаний контура, образованного из емкостей б и 7 и индуктивности 8, напряжение а емкости 7 восстайавливают исходную величину. 3атвм отпираются вентили 2 и 3, и процесс далее протекает, как было описано выше, Общим недостатком устройств искусственноИ коммутации, изображенных на фиг. I и 2,,является большая амплитуда найряжения на коммутирующей емкости 7, что увеличивает ев установленную мощность, которая пропорциональна квадрату напряжения, О целью снижения мощности коммутирующей емкости предлагается вместо общего коммутирующего узла включить поаналогичному узлу параллельно каждому управляемому вентилю коммутирующего устройства . Такое устройство изображено на фйг. 3, где параллельно управлявмому вентилю 4 включены индуктивность 8 и коммутирующая емкость 7, а параллельно вентилю 5 индуктивность IB и емкость И . В данном варианте также при включении вентилей 4 и 5 произойдет резонансный перезаряд емкостей 7 и

IO, а затем их обратный перв,;аряд через диоды II и I2.

Таким обра=ом, разряд емкоо.т» фильтра б будет продолжаться

447804 жения коммутацчонных перенапряжений и повышения анергвтичвских показателей, оно выполнено в виде— неполностью управляемого однофазного моста, в диагонали которогосо. стороны переменного тока включен конденсатор фильтра, а со стороны постоянного тока - последовательно включены коммутирующие конденсатор и дроссель.

2, Устро1ство по й. I о тл и ч а и щ в е с я тем, что встречно-параллельно управляемым вентилям моста включены диоды.

B. УстроИство по пп. I и 2, о т л и ч а ю щ е е с и тем, чтг цепочки из последовательно соединенных коммутирующих конденсатора и дросселя включены параллельно каждому управляемому вентилю полу" управляемого моста.

Рог. 1

5 в течение периода собственных колебаний коммутирующих контуров, образованных емкостью 7 с индуктивностью 8 и емкостью I4 с индуктивностью 13. Затем откроются диоды 2 и 3, и йроцвсс будет продал= жаться, как описано выше. Нетрудно заметить, что хотя с арная ве лич ина комм ут ирующих емкосте и возросла в два раза, установлен- 1о ная их мощность умвйьшилась в полт ора раза.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ 15

I. Устройство искусственной коммутации, содержащее конденсатор фильтра, коммутирующие конденсатор и дроссель, о т л и ч а ю— щ «о е с я тем, что, с целью сни1

8

I

1

) I

7 I

) I

I

4Ф801

gpljg Изд. pk Я9 Тираж ggg. Подписное

Заказ

Составитель М« IhgHRH

1релакторЛа НИЯОДН6®техрел Я, БОриСОВЭ

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам нэобретаннА и открытиА

Москва, 11ЭОЗЬ, Раушская наб., 4

Г1рсдпннятне «Патент», Москва, Г-59, Беремуовская ндб,, 24

Я