Мреобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток

 

ОПИСАНИЕ(Союз Советскнк

Соцмалнстнческмк

Республяк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 29.12.75 (21) 2305094/07 с присоединением заявки 1Е (23) П риоритет (Sl )M. Кл.

Н 02 М 7/155

Гесудерстевеые еевапвт

СССР ее делам кзабрвтевей в еткрктей

Опубликовано 25.10.79. Бюллетень И 39 ($3) Д К 621.314. .57 (088,8) Дата опубликования описания 29.10.79

А. Г. Айзенштейн, В. Н. Блинов, О. Г. Булатов, В. В. Кириченко, В. А. Лабунцов, А. И. Царенко и В. С. Шлентов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащие полууправляемый вентильный мост, у которого общая точка соединения вентилей неуправляемой .(налример, анодной) группы непосредственно соединена с одним из выходных выводов. Такие преобразователи содержат также вспомогательные вентили и конденсатор. Благодаря наличию в преобразующей цепи последовательно включенного конденсатора мощность, 10 передаваемая в нагрузку, ограничена так, что преобразователь работоспособен при любой величине вплоть до короткого замыкания в нагрузке. Такое свойство особо ценно, например, для печей ионного аэотирования деталей.

Однако большое число вентилей в преобразующей цепи, включенных последовательно в любой момент времени, ухудшает энергетические показатели преобразователя и усложняет его конструкцию.

Предлагаемый преобразователь отличается от известных тем, что фазные выводы моста через вспомогательные тиристоры соединены в общую точку, которая через конденсатор подключена к общей точке соединения вентилей управляемой группы (катодной, например), а обкладки этого конденсатора через другие дополнительные тиристоры подключены к другому выходному выводу.

Это позволяет упростить устройство и повысить его КПД.

На фиг 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства при активной нагрузке.

Устройство представляет собой мостовой преобразователь, анодная группа вентилей которого., например, для полууправляемого варианта преобразователя выполнена на диодах 1, 2, 3, а катодная -- на тиристорах 4, 5, 6. Фазные выводы моста через вспомогательные тиристоры

7, 8, 9 объединены в общую точку, которая через конденсатор 10 подключена к общей точке соединения тиристоров 4, 5, 6. Обкладки конденсатора 10 через тиристоры 11, 12 подсоединены к выходному выводу 13 преобразователя.

Другой его вывод 14 образован точкой. объеди48930

15

30

40 току.

55 нения диодов 1, 2, 3. Нагрузкой преобразователя является сопротивление 15.

Устройство работает следующим образом, Допустим в момент tq включаются тиристоры 4, 12 и конденсатор 10, предварительно заряженный до линейного напряжения питания на предыдущем интервале с полярностью, показанной на фиг, 1, перезаряжается по образовавшемуся контуру: положительный полюс конденсатора 10, тирнстор 12, нагрузка 15, диод 2, источник питания n ange линейной ЭДС Ос < тиристор 4, отрицательный полюс конденсатора.

При этом на нагрузке формируется импульс напряжения, форма которого зависит от параметров преобразователя и нагрузки, а энергия в импульсе постоянна и равна (для случая активной нагрузки либо нагрузки, шунтированной обратным диодом):

1.

W2 C 0с1 .

К моменту t конденсатор 10 перезарядится до обратного напряжения. В момент t> включают тиристоры 7, 11 и в нагрузку передается заданное количество энергии. При этом к тиристорам 4, 12 прикладывается обратное напряжение конденсатора 10 на время, необходимое для восстановления их управляющей способности. В момент t вновь подключают гиристоры

4, 12, к тиристорам 7, 11 прикладывается обратное напряжение, а в нагрузку вновь передается заданное количество энергии.

Таким образом, преобразователь работает в течение всего интервала времени, пока напряжение фазы а превышает напряжение остальных фаз.

Если напряжение фазы в в момент t „„становится больше напряжения фаэ а и с, то включают пару тиристоров 5, 12 либо 8, 11 в зависимости от полярности напряжения на конденсаторе 10 к этому моменту. Тиристоры 5, 8 совместно с тиристорами 11, 12 работают в течение всего интервала времени, пока напряжение фазы в превышает напряжение фаз а и с.

Аналогично в интервале, когда наиболее положительно напряжение фазы с, работают тиристоры 6, 9 совместно с тиристорами 11, 12.

Регулируя частоту перезаряда конденсатора, можно регулировать среднее значение энергии в нагрузке с хорошим сокр преобразователя относительно сети, поскольку углы управления плечами преобразователя при регулировании остаютсп равными нулю.

Следует отметить свойство обратимости данного преобразователя.

В случае двигательной нагрузки при необходимости обеспечения инверторного режима в данном преобразователе достаточно заменить диоды 1, 2, 3 на три управляемых вентиля. Управление указанными вентилями в этом случае

4 осуществляют как и в обычном ииверторе. Углы регулирования при этом близки к

180 эл. град. Регулирование среднего значения противо-3JIC инвертора осуществляют тем же способом, что и в режиме выпрямления, описанном выше.

Отметим также, что данная схема обладает широкими возможностями регулирования. Так, если помимо частотного регулирования среднего значения напряжения осуществлять регчлиро. вание углов включения тиристоров плечей преобразователя, соответствующее регулированию управляемых вентилей в обычных ведомых преобразователях, то можно осуществить амплитудное регулирование импульсов напряжения на нагрузке. Кроме того, данный преобразователь может работать в режиме обычного выпрямления либо инвертирования. В этом случае конденсатор 10 служит лишь для ускоренного отключения нагрузки в случае ее аварии (короткого замыкания нагрузки) .

В режиме работы преобразователя с конденсатором в контуре переэаряда легко осуществляется защита преобразователя в случае к. з. нагрузки простым и известным средством путем снятия импульсов управления, причем в любом случае, в частности при к. з. нагрузки, как уже отмечалось, энергия, передаваемая в нагрузку, строго ограничена, что является необходимым требованием для ряда нагрузок. Например для печей ионного аэотирования энергия, передаваемая в нагрузку, может быть ограничена на уровне, позволяющем исключить повреждение обрабатываемых деталей в результате действия дугового разряда.

Наряду с меньшим числом последовательно соединенных вентилей в преобразующем тракте в сравнении с прототипом средний ток через тиристоры 4-9 равен половине среднего значения тока вентилей моста в прототипе, что позволяет снизить число применяемых вентилей по

Формула изобретения

Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащий полууправляемый вентильный мост, общая точка соединения вентилей неуправляемой группы которого непосредственно соединена с одним из выходных выводов, а также вспомогательные вентили и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения KIUI,, фазные выводы моста через вспомогательные тиристоры соединены в общую точку, подключенную через конденсатор к общей точке соединения вентилей управляемой группы, а обкладки этого конденсатора через другие дополнительные тиристоры подключены к другому выхоцному выводу.

ПНИИПИ Заказ 6455/56 Тираж 857 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4