Многофазный управляемый выпрямитель

 

r„.:

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)557460 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.04,72 (21) 1777522/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.0577 Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 10.08.77 (51) М. Кл,о Н02М 7/12

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР во дедом изооретений н отирьпий (53) УДК 621.314.652 (088.8) (72) Авторы изобретения М. В. Гельман, С. П. Лохов, В. Л. Голубцов, Я. Л. Фишлер и Л. С. Флейшман (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электротехническими установками, в которых требуется длительное глубокое регулирование постоянного напряжения, например для управления электроприводами постоянного тока.

Известен неполностью управляемый двухмостовой выпрямитель, в котором параллельным соединением через уравнительный реактор двух мостов, подключенных к двум звездам вторичных обмоток 10 трансформатора, удается несколько повысить коэффициент мощности, устранить пульсации трехкратной частоты и устранить четные гармоники в первичном токе.

Однако повышение коэффицента мощности и 15 уменьшение пульсаций напряженитт на нагрузке получаются не столь значительными, Цель изобретения — повышение коэффициента мощности и уменьшение пульсаций напряжения нагрузки. 20

Поставленная цель достигается тем, что между нулями звезд-обмоток трансфотоматора включен дополнительный уравнительный реактор, средний вывод которого через два раздеЛительных вентиля подключен к крайниьт выводам уравнительного 2а реактора мостов. При этом управляемыми могут быть выполнены только вентили мостов, непосредственно связанные с уравнительным реактором, либо только вентили мостов, либо все вентили, На фиг. 1 изображена схема предлагаемого выпрямителя при симметричном управлении; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу схемы выпрямителя для случая, когда управляемыми выполнены только вентили, непосредственно связанные с реактором.

Многофазный управляемый выпрямитель содержит вентили 1 — 6 и вентили 7 — 12, две обратные

"звезды" 13, 14, первичную обмотку 15 трансформатора, нагрузку 16, вентили 17, 18, уравнительные реакторы 19 и 20.

На диаграмме приняты следующие обозначения: а) напряжения сети, б) напряжения между нулем звезды 14 и анодами вентилей 7 — 12, в) напряжение между анодами вентилей 17, 18 и анодами вентилей 7 — 12, г) напряжение на уравнительном реакторе 20, д) напряжение между катодами вентилей 4 — 6 и анодами вентилей 7 — 12, e) напряжение нагрузки 16, 557460

35

50

60

3, ж1 напря>кение íà уравнительном реакторе 19, з) ток через вентиль 18, и) ток через вентиль 5, к) ток нулевого провода звезды 14 (то же для звезды 13), л) ток через вентиль 7, и) первичный ток фазы "А".

Предцагаемый выпрямитель в трехфазном исполнении состоит из двух параллельно соединенных через уравнительный реактор 19 трехфазных вентильных мостов на вентилях 1 — 12. Вентильные мосты подключены к двум обратным звездам вторичных обмоток 13, 14 трансформатора с первичной обмоткой 15, выпрлненной по схеме звезда или треугольшюк. Между нулями звезд обмоток 13, 14 трансформатора включен дополнительный уравнительный реактор 20, средний вывод которого через два разделительных вентиля 17, 18 подключен к крайним выводам уравнительного реактора 19 мостов. Нагрузка 16 выпрямителя подключена между средним выводом уравнительного реактора 19 и анодами вентилей 7 — 12.

Схема будет работать без каких-либо нарушений при одновременном переключении всех вентилей на противоположное направление тока (т.е. при смене местами анодов и катодов) .

Когда требуемый диапазон регулирования напряжения составляет 50 — 100% номинального и не требуется рекулерация, управляемыми выполняются только вентили 1 — 6, Когда требуемый диапазон регулирования напряжения 0 — 100% и рекуперация осуществляется на противо- э.д.с. инвертора до 50% номинального напряжения, управляемыми выполняются вентили 1 — 1 2. Когда требуемый диапазон регулирования напряжения 0 — 100% и рекуперация осуществляется на противо- э.д.с. до 100% номинального напряжения, управляемыми выполняются все вентили 1 — 12, 17, 18. 3а номинальное принимается напряжение нагрузки, получающееся при полностью включенных вентилях 1 — 12 (напряжение неуправляемой мостовой схемы) .

Работа схемы, когда управляемыми (тиристоры) выполнены только вентили 1 — 6, а остальные— диоды, при симметричном управлении вентилями 1 — 6, поясняется диаграммами (фиг. 2). Напряжение нагрузки 16 лежит где-то в пределах

50 — 100% номинального. Вентили 7 — 12, обмотки 13, 14 и уравнительный реактор 20 образуют схему выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором". Уравнительный реактор 20 обеспечивает одновременную работу двух нулевых схем выпрямления (на фиг. 2в показано напряжение на выходе этой схемы выпрямления) и одновременное и одинаковое потребление токов из нулей обмоток 13, 14 (фиг, 2к). Если в течение какого-то промежутка времени вентили 1 — 6 одновременно отключены, то к нагрузке 16 приложено напряжение схемы выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором" . В этом режиме ток среднего вывода реактора 20 точно делится попо4 лам между вентилями 17, 18 благодаря уравнительному реактору 19. К уравнительному реактору 19 в это время не приложено напряжение (приложена разность прямых падений напряжений вентилей 17„.

18 — т.е. доли вольта), на диаграмме (фиг. 2ж) показаны промежутки времени отсутствия напряжения на реакторе 19. При включении какого-нибудь вентиля 4 — 6 между катодами вентилей 4 — 6 и анодами вентилей 7 — 12 (фиг. 2д) появляется напряжение мостовой схемы выпрямления, а вентиль 18 закрывается. Если в это время все вентили 1 — 3 отключены, то между катодами вентилей 1 — 3 и анодами вентилей 7 — 12 приложено напряжение схемы выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором". При большой последовательной индуктивности в цепи нагрузки 16 ток через нагрузку не изменяется. Благодаря реактору 19 этот ток точно делится пополам и, соответственно, половина тока потребляется от мостовой схемы, половина от схемы "две обратные звезды с уравнительным реактором". Поскольку до включения любого из вентилей 4 — 6 схема "две обратные звезды" давала весь ток нагрузки, то после включения любого из вентилей 4 — 6 схема

"две-обратные звезды" дает только половину тока.

Эти изменения тока нулевых выводов звезд 13„14 хорошо видны на диаграмме фиг. 2к. Напряжение небаланса разных схем выпрямления прикладывается к дросселю 19 (фиг. 2ж). Получаемое при этом напряжение нагрузки (фиг. 2е) имеет небольшие по амплитуде пульсации шестикратной частоты (причем благодаря реактору 19 эти пульсации получаются в 2 раза меньше, чем если бы схема просто переключала нагрузку со схемы выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором" на мостовую), а ток (фиг. 2м) имеет амплитуду, меньшую амплитуды тока нагрузки, достаточно приближающуюся к синусоиде форму и небольшой сдвиг. Схема не вызывает потока вынужденного намагничивания трансформатора, а в первичном токе нет четных гармоник.

При несимметричном управлении схема позволяет получить еще большее повышение коэффициента мощности, однако при этом в первичном токе появляются четные гармоники и требуется выполнение вторичных обмоток 13, 14 по схеме "два одинаковых зигзага". Четные гармоники при несимметричном управлении могут быть устранены параллельной работой еще одного несимметричного выпрямителя или выполнением трансформатора с четырьмя вторичными обмотками.

Получаемый в схеме эффект достигается за счет переключения нагрузки с одной схемы выпрямления на другую и обеспечению благодаря уравнительным реакторам одновременной работы разных схем выпрямления.

Формула изобретения

1. Многофазный управляемый вьшряьятель, содержащий два параллельно соединенных через урав557460

10 нительный реактор многофазных моста, подключенных к двум звездам вторичных обмоток трансформатора, нулевые точки которого соединены через дополнительный уравнительный реактор, q тли ч а юшийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и уменьшения пульсаций выходного напряжения, средний вывод дополнительного реактора через два разделительных вентиля подключен к крайним выводам уравнительного реактора мостов.

2. Выпрямитель по п. 1, о т л и ча ющийс я тем, что он выполнен на управляемых вентилях.

3. Выпрямитель по и. 1, отличающийся тем, что на управляемых вентилях выполнены мосты.

4. Выпрямитель по п. 1, отличающийся тем, что на управляемых вентилях выполнены только те мосты, которые связаны непосредственно с уравнительным реактором.

557460 е) и) n) Составитель В, Самвслов

Техред И. Асталош

Корректор Н. Золотовская

Редактор В. Фельдман

Закаэ 868/63

z) и) и) Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпнй

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

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