Управляемый выпрямитель

 

+59348 о и и e ë н и е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15.01.75(2) ) 2097 180/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет(51) М. Кл

Н 02 M 7/12

Государственный номнтет

Совета Инннстров СССР оо делам изобретений н откритнй (43) Опубликовано25.05.77.Бюллетень № 19 (53) УДК 621.314. .632 (088.8) (45) Дата опубликования описания 19.07.77 (72) Авторы изобретения

А. В. Кобзев, В, П. Обрусник и Г, А, Шадрин

Научноисследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразованию энергии переменного тока в. постоянный и может использоваться в электроприводе, ис точниках питания радиоустройств и других, устройствах автоматики. 5

Известны управляемые выпрямители с дросселями насышения.

В известных выпрямителях высок уровень пульсации выходного напряжения и низок коэффициент мошности. о

Наиболее близкое к изобретению устройство состоит иэ вентилей и двух дросселей насышения, каждый из которых выполнен с двумя обмотками, соединенными по схеме моста, одна диагональ которого подключена 15 к фазам питаюшего трансформатора, а другая - через вентили к цепи нагрузки

С целью снижения пульсации выходного напряжения и повышения коэффициента мошности в предлагаемом выпрямителе противо- В0 положные плечи моста образованы обмотка ми одного дросселя, причем два смежных плеча моста эашунтированы тиристорами, ка. тоды которых подключены к аноду одного из вентилей выпрямителя, а между катода- 25 ми этих тиристоров и нулевой точкой транс форматора включен блок коммутации.

На чертеже дана принципиальная схема устройства.

Управляемый выпрямитель содержит трансформатвр 1 с выходными обмотками

2, 3 и нулевой точкой 4. Нелинейные .дроосели на сердечниках 5, 6 выполнены с дву мя обмотками 7, 8 и 9, 10 каждый, кото» рые.соединены по мостовой схеме. Против положные плечи моста образованы обмотками 7, 8 дросселя на сердечнике 5 -н обмотками 9, 10 дросселя 4а сердечнике 6. .цва смежных плеча моста эашунтироваиы тиристорами 11, 12 аноды которых соеди нены с обмотками 2, 3 трансформатора 1, Катоды тиристоров 11, 12 подключены к аноду одного из вентилей 13 или 14 н сом динены с блоком коммутации 15. Между обшим зажимом 16 вентилей 13, 14 и ну певой точкой 4 подключена нагрузка 17.

Второй вывод блоке коммутации 15 соеди нен с нулевой точкой 4 трансформатора 1.

Блок коммутации 15 состоит иэ последова» тельно соединенных тиристора 1 8 и конден559348

3 автора 19, зашунтированного диодом 20 и лине..:нь м дросселем 21.

Приведенный на чертеже блок коммутации

15 выполняет роль нулевого вентиля, следовательно, нагрузка должна носить индук» тивный характер. С этой целью при малоиндуктивной нагрузке ее следует реактировать линейным дросселем.

Принцип работы устройства заключается в следуюшем: при положительной полярности напряжения (начало на обмотках 2, 3 показано точками) в момент<х.=0 отпирается ти ристор 11, который шунтирует обмотку 7.

Насышенный в предыдуший полупериод сердечник 5 остается насыщенным, поскольку с момента сс"— 0 его обмотка 7 замкнута накоротко и индукции в нем практически не изменяется. Через нагрузку 17 начинает протекать ток по цепи: обмотка 2 - тирис- о

sop ll вептнль 13 - нагрузка - обмотка

2.

Падение напряжения на обмотках 8, 7 равно f+7130, G K об 4o é" 9, 1 0 приклады.вается напряженпе обмоток 2, 3 трансформатора 1, Сердечник 6 намагничивается.

При угле коммутации сс = с<,< отпирается вспомогательный тиристор l 8. Конденсатор

19, предварительно эаржкенный полярностью указанной на чертеже беэ скобок, разряжа- зо ясь через тиристор 1 8, вентиль 13 - нагс- . рузку 17, запирает тиристор 11. Напряже ние обмоток 2, 3 перераспределяется между обмотками 7, 8, 9, 10, размагничивая сердечник 5 н продолжая намагничивать - )$ сердечник 6. Ток нагрузкп, вызванный э .д,о самоиндукцнн,протекает по цепи: нагрузка

17 - диод 20 - дроссель 21 тиристор

18 - вентиль 13- нагрузка 17, при этом конденсатор 19 уже перезарядился поляр- д ностью, показанной в скобках. В момент ос = J3 1однозпачно связанный с углом ком мутации qC соотношением P„=p >.-к„ сер дечник 6 насыщается. Ток начинает протекать по контуру: обмотка 2 - обмотка 10 45 вентиль 14 4 нагрузка 17 - обмотка 2, При этом к нагрузке 17 прикладывается симметричное относительно момента аС /2 напряжение, для которого сдвиг гармоник, / тока относительно питающего напряжения 50 равен нулю, то есть соБф=1 Тиристор 18 запирается, а конденсатор 19 переэаряжается через диод 20 и дроссель 21, подго» товившись к коммутации в следующий полум период. После смены полярности напряжения на обмотках 2, 3 при oc = и открывается тиристор 12, ток нагрузки протекает по обмотке 3, а напряжение обмоток 2, 3 прикладывается к обмоткам 7, 8, намагничивая сердечник 5. Прп этом сердечник 6 @

4 остается насыщенным,поскольку обмотка и замкнута накоротко тиристором 12. В момент сх = oc < (со сдвигом на полпериода) вновь открывается вспомогательный тиристор 18. Тиристор 12 запирается, а процес сы коммутации конденсатора 19 повторяют-; ся. При угле oc = f3,< теперь насышается сердечник 5, а ток нагрузки начинает протекать по обмотке 8 насыщенного сердечника

5 нелинейного дросселя, и вентиль 14.

Таким образом, к нагрузке прикладыва» ется напряжение, частота пульсации которо го в два раза выше, чем у известного выпрямителя. В данный полупериод ток нагруз ки протекает через тиристор 11 и вентиль

13, обмотку 10 и вентиль 14, а в следующий полупериод через тиристор 12 и вентиль 13, обмотку 8 и вентиль 14. Здесь процесс перемагничивания нелинейных дросселей происходит независимо от тока Bar» рузки. Изменение углов насыщении дроссе лей происходит с изменением углов коммутации . насколько увеличиваются вторые, настолько уменьшаются первые. Следует за». метить, что углы коммутации нв должны превышать Gc = Л/2. На нагрузке независимо от ее характера и глубины регулирования формируется напряжение синфаэное с напряжением питания трансформатора, 8. Предлагаемом выпрямителе коэффициент мошйости будет зависеть лишь от коэффици ента йскажения тока, За счет удвоения час тоты Пульсаций выходного напряжения сушественно улучшается коэффициент формы, уменьшается коэффициент пульсации и)как следствие,снижается установленная мошность оборудования.

Формула изобретения

Управляемый выпрямитель, состоящий из вентилей и двух дросселей насыщения, каждый Hs которых BbIIIollHBH с двумя обмотками, соединенными цо схеме моста, одна диагональ которого подключена к фа зам питающего трансформатора, другаячерез вентили z цепи нагрузки, о т л и ча юшийс я тем, что, сцельюсниження пульсации выходного напряжения и повышения коэффициента мощности, проти»воположные плечи моста образованы обмот» ками одного дросселя, причем два смежных плеча зашунтированы тириоторами, катоды которых подключены к аноду одного из вентилей выпрямителя, а между катодами этих тиристоров и нулевой точкой трансформатсм ра включен блок коммутации.

559348

Составитель

Редактор Л. Грабанником Техред А. Непьяном,. Корректо A. Крав щнко

Заказ 1415/106 Тирал 917 ° Подписное

ЦНИИПИ Государственного колштета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москвв, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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