Управляемый двенадцатипульсный сильноточный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>654070 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 23. 05. 77(21) 2487614/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5 t ) М. Кл.З

Н 05 Н 7/04

G 21 В 1/00

Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,1230, Бюллетень и 47 (53) УДК 621.384, .6(088;8) Дата опубликования описания 25, l?80 (72) Авторы изобретения

Ф. M. Спевакова и A. И. Столов (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ДВЕНАДЦАТИПУЛЬСНЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Управляемый две надцатипульсный. сильноточный преобразователь относится к области мощных импульсных систем питания злектрофизических установок, например систем питания ускорителей 5 заряженных частиц и термоядерных установок типа "Токамак", в которых применяется сложение мощностей ряда преобразователей путем их параллельного соединения. 10

Известны различные варианты двенадцатипульсных схем йреобразования (1 /.

Одной из часто применяемых схем в сильноточных преобразователях систем 15 питания электрофизической аппаратуры является двенадцатипульсная схема, включающая в себя четыре трехфазных моста с анодными трансформаторами, три разделительных реактора, систему, управления преобразователями и регулятор выпрямленного напряжения (27.

Целью изобретения является снижение реактивной мощности, потребляемой преобразователем из сети. 25

Поставленная цель достигается тем, что катоды (или аноды) всех мостов подсоединены к общему тоководу, подключенному к нагрузке, а аноды (или катоды ) первого и второго мостов, пи- зп таемых анодными трансформаторами с синфазными напряжениями, соединены через первый разделительный реактор, аноды (или катоды) третьего и четвертого мостов, питаемых анодными трансформаторами с синфаэными напряжениями, сдвинутыми относительно анодных напряжений первого и второго мостов на 30 эл. град., соединены через второй разделительный реактор, средние точки первого и второго разделительных реакторов соединены через третий разделительный реактор, средняя точка которого подсоединена к нагрузке, и регулятор выпрямленного напряжения подсоединен к системам управления только вентилями с электрически связанными катодами первого и третьего мостов и только вентилями с электрически связанными анодами второго и четвертого мостов или подсоединен только к системам управления вентилями с электрически связанными анодами первого и третьего мостов и только вентилями с электрически свя- занными катодами второго и четвертого мостов

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого изобретения, на фиг. 2 процесс, происходящий в каждом мос654070 те при изменении угла поджигания половины вентилей, на фиг. 3 — кривые изменения выпрямленного напряжения преобразователей при увеличении угла регулирования вентилей, а также суммарное напряжение преобразователей Щ приложенное к нагрузке, и ток одной г фазы питающей сети, на фиг. 4 сравнительная характеристика днух двенадцатипульсных схем.

Схема содержит трансформаторы 1-4, Питающие вентильные преобразователи, вентильные преобразователи 5-8, вентили 9-32 преобразователей, разделительные реакторы 33-35, устройст-— во 36, генерирующее импульсы управления вентилями, регулятор 37 выпрямительного напряжения преобразователя, обеспечивающий сдвиг фаз управляющих вентилями импульсон.

Когда двенадцатифазный преобразователь должен работать с максимальным выпрямленным напряжением, все вентили преобразователей поджигаются с одинаковым углом регулиронания а(= 0 и выходное напряжение регулятора 37 при этом равно нулю. Напряжения на реакторах 33 и 34 равны нулю. Так как напряжения трансформаторов, питающих преобразователи 5 и 6, сдвинуты относительно напряжений трансформаторов, питающих преобразователи 7 и 8, на 30 эл.град., то к реактору 35 приложена разность выпрямленных напряжений обеих пар преобразователей.

Для уменьшения выпрямленного напря>кения преобразователя регулятор

37 воздействует на устройство 36 управления вентилями, обеспечивая одинаковое увеличение угла поджигания ,вентилей 12-17 и 24-29. Угол поджигания этих вентилей может изменяться от,„„„= 0 доЫ,„,„..= 180 — f"- -© где угол коммутации нентилей, а д — угол, соответствующий времени восстановления управляющей способности вентилей. У тиристоров эта величина близка к 1 эл.град.

При увеличении угла поджигания половины вентилей каждого из четырех преобразователей в выпрямленном напряжении каждого моста возникает гармоническая составляющая частотой 150 Гц и кратные ей. Однако в связи с тем, что эти гармонические составляющие сдвинуты по фазе у каждого из мостов (например, .если положить фазу гармоники 150 Гц преобразователя 5 — О, то фаза гармоники 150 Гц преобразователя 6 $ = 60О, фаза гарМоники 150 Гц преобразователя 7

30, фа а гармоники 150 Гц йреобразователя 8 Vy = 90 ), то результир;ющее выпрямленное напряжение является двенадцатипульсным. Процесс, происходящий в каждом мосте при изменении угла поджигания половины вен тилей, иллюстрирует фиг. 2. При рассмотрении для упрощения пренебрегaeh,, Временем коммутации.

На фиг. 2 E — фаэные напряжения вторичной обмотки трансформатора, токи вентилей 9-14, Uy

5 выпряленное напряжение преобразователя 5, д — ток фазы A обмотки трансформатора 4. В момент времени t угол регулирования вентилей 12, 13, Ф г =

14 увеличивается от д- = 0 до,К

150 эл. град., а вентилей 9, 10, 11 остается неизменным и равным нулю.

За счет того, что при несимметричном изменении углов поджигания вентилей одного моста возникает пооче35 редное горение вентилей противоположных плеч моста, обмотка трансформатора разгружается от тока, и в кривой выпрямленного напряжения преобразователя возникают участки нулевого напряжения в интервале изменения yr20.ла регулирования половины вентилей от 60 до 180 эл.грд.

На фиг. 3 представлены кривые изменения выпрямленного напряжения преобразователей 5-8 при увеличении р5 угла регулирования вентилей 12-17 и

24 — 29 от J.„„-- 0 до = 150 эл.град.

На фиг. 3 представлено суммарное напряжение преобразователей Од

ft приложенное к нагрузке, и ток одной фазы питающей сети.

Как видно из фиг. 3, напряжение, приложенное к нагрузке, является двенадцатипульсным, и ток фазы примерно в четыре раза меньше того тока, который был бы,если бы регулирование напряжения преобразователей уменьшилось путем симметричного увеличения угла поджигания всех вентилей.

На фиг. 4 представлена сравнительная характеристика двух двенадцати4Р пульсных схем. Кривая Т относится к схеме прототипа., кривая 11 относится к предлагаемой схеме. На фиг. 4 реактинная мощность, потребляемая преобразователями иэ сети, Р— вы 5 прямленная мощность, Ед — напряжение. холостого хода преобразователя, Š— выпрямленное напряжение преобразователя.

Применение предложенной схемы осо50 бенно целесообразно в системах, н которых необходимо соединять параллельно большое количество тиристорных преобразователей.

В. частности, .такую схему предпола55 гается использовать в системе питания обмоток полоидального поля термоядерной установки "Т-1,0И", где требуется изменение выпрямленного напряжения более, чем н 10 раз, и питающая сеть не допускает больших толчков реактивgg ной мощности.

Формула изобретения

Управляемый двенадцатипульсныи д5 сильноточный преобразователь, содер

654070 жащий четыре трехфазных моста с анодными трансформаторами, три разделительных реактора, систему управления преобразователями и регулятор вы— прямленного Напряжения, о т л и ч а ю щ-и и с я тем, что, с целью снижения реактивной мощности, потребляемой преобразователем из сети, катоды или аноды) всех мостов подсоединены к общему тоководу, подключенному к нагрузке, а аноды {или катоды ) первого и второго мостов, питаемых анодными трансформаторами с синфазными напряжениями, соединены через первый разделительный реактор, аноды (или катоды) третьего и четвертого мостов, питаемых анодными трансформаторами с синфазными напряжениями, сдвинутыми относительно анодных напряжений первого и второго мостов на 30 эл.град.,соединены через второй разделительный реактор, средние точки первого и второго разделительных реакторов соединены через третий разделительный реактор, средняя точка которого подсоединена к нагрузке, и регулятор выпрямленного напряжения подсоединен к системам управления только вентилями с электрически связанными катодами первого и третьего мостов и только вентилями с электрически связанными анодами второго и четвертого мостов или подсоединен только к системам управления вентилями с электрически связанными анодами первого и третьего мостов и только вентилями с электрически связанными катодами второго и четвертого мостов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каганов М. Л. Электронные и ионные преобразователи, ч.1 0. Госэнергоиздат, )956.

2. Моносзон H. A. и др. Система

29 питания электромагнита протонного синхротрона на 7 ГэВ, ПТЭ 9 4, 1962.

654070 аз

Составитель Е. Медведев

Репакто Е. Меоропоаа Texpea e ..Шепаеокая

Заказ 9243 74 Тираж 885

Ко ректо Г. Назарова

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Подписное

Я

Рд

et а2 o,ç ою OS OS От аб, оЯ,О

Фиг. 9