Устройство для фазового управления тиристорным преобразователем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио280677 (21) 2503923/24-07

Саюз Советскнк

Социалистических

Республик (51)М. КЛ.2 с присоединением заявки М

Н 02 P 13/16

Государствеииый комитет

СССР по деяам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2505.79. Бюллетень No 19

Дата опубликования описания 250879 (53) У4К621. 314. .58(088.8) (72) Авторы . изобретения

Ю.И. Пайкин и Г.Ю, Нисенбойм (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразовательной электротехнике и предназначено для использования в схемах yii-: равления тиристорными преобразователями, главным образом в шестифазных системах, требующих точной синхронизации управляющих сигналов с переменнйм напряжением питающей сети.

Известно устройство для фазового управления тиристорными преобразова-.10 телями,содержащее синхрониэирувщий трансформатор, формирователь пилообразного напряжения, состоящий из зарядного сопротивления, накопительного конденсатора и транзисторного -ко щ1 - 15 ,татора (1).

Однако известное устройство обладает существенным недостатком, эакййчающимся в малой продолжительности переднего Фронта >пилы — около j 80, ?0

Кроме того, при колебаниях переменного напряжения сети нарушается точ-ность синхронизации пилы с фазой напряжения сети; использование дайно -" "- го технического решения для управле - 25 ния шестифаэными;преобразователями потребует большого количества элементов, что снижает надежность устройства в целом и усложняет его постройку,. так как расширение длительности пилы 30,2

f осуществляется фазосдвигающей цепочкой, элементы которой для каждой из шести фаз должны быть идентичны, что ограничивает область применения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для фазовбго управления тиристориым преобразователем (2)„

Устройство содержит трехфазный синхронизйрующий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в шестифаэйую звезду и подключены к диодам; общий резистор и источник по- -. стоянного напряжения, параллельно ко» торому подключено шесть цепочек формирователей пилообразного напряжения, состоящих""из ретфййруемых« резисторов и конденсатора. Синхронизация в данном устройстве не зависит от колебаний напряжения сети, но в то же время потребляет иэ сети значительную мощность (в рассматриваемом случае

500 Вт).

Кроме того, схемы с диодными коммутаторами все же не обеспечивают точной синхронизации момента прохождения напряжения сети через нуль, что снижает надежность устрс«ства.

3 664

Целью изобретения является повышение точности синхронизации и снижение потребляемой мощности., Для этого устройство для фазового управления тиристорным преобразовате лем, содержащее общий резистор, трехфазный синхрониэирующий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к диодам и соединены в шестифаэную звезду, источник постоянного напряжения, параллельно которому подключено шесть цепочек формирователей 10 постоянного напряжения, каждая из ко- торых состоит иэ регулируемого резис Тбра и конденсатора, дополнительно снабжено шестью тиристорами, катоды

-котсрйх пбдключены к общей точке сое-15 динения минуса источника постоянного напряжения и конденсаторов Формирователей пилообразного напряжения, аноды - к каждой точке соединения регулировочного резистора и конденсатора 20 соответственно, а общий резистор включен между нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора и минусом источника питания, причем шесть вторичных обмоток трансформатора, сое-, диненных.последовательно с диодами, подключены к управляющим электродам указанных шести тиристоров.

На фиг, 1 приведено, предлагаемое устройство, принципиальная схема; фиг. 2 - временные диаграммы его работы (фиг, 2а — напряжение на вторичных обмотках трансформаторау фиг,2бтоки через общий резистор и диоды, связанные с вторичными обмотками; на

Фиг. 2в,г,д,е,ж,э — напряжение на ано-35 дах тиристоров) . Устройство состоит из трехфазного синхронизирующего трансформатора l, вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду, и источника 2 40 постоянного напряжения, к которому параллельно подключены формирователи пилообразного напряжения, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных зарядного сопротивления 45

3 и конденсатора 4. Каждый из. тиристоров (5-10) шунтирует соответствующий конденсатор 4, катоды всех тиристоров соединенных с общей точкой конденса"торов, подключены к минусу источника

2. Вывод каждой иэ шести вторичных обмоток трансформатора 1 подключен к управляющему переходу одного из шести тиристоров 5-10 через соответствую- щий диод 11-16. Нулевой вывод шестифазной звезды соединен с минусом источника:постояннбго напряжения 2 через общий резистор 17.

Диоды 11-16 и вторичные обмотки трансформатора 1 образуют шестифаэную Ю) нулевую схему выпрямления, балластной йагрузкой для которой служит общий резистор 17, Причем катод каждого дио- да подключен к управляющему переходу соответствующего тиристора 5-10, 271 4

Устройство работает следующим образом.

После подключения трансформатора

1 к трехфазному питающему напряжению на его вторичных обмотках образуется шестифазная система напряжения О

u>, u,, а,„(фиг. 2), Под действием этих напряжений происходит естественная коммутация диодов 11-16, а через общий резистор 17 протекает выпрямленный ток, фиг. 2б (здесь интервалы проводимости соответствующих диодов пронумерованы в соответствии с фиг. 1) . При включении постоянного напряжения источника 2 в момент времени t = 0 начинают заряжаться конденсаторы формирователей и напряжение на анодах тиристоров 5, б, 7, 8, 10 начинает нарастать, как показано на диаграммах фиг. 2 соответственно, в,д,ж,е,г. При этом тиристор

9 открыт, так как по его управляющему переходу протекает ток диода 15, и шунтирует соответствующий конденсатор формирователя. Мо истечении времени 60 эл.град, т.е, в момент времени t äèîä 15 закрывается, а диод ll открйвается (что соответствует точке естественной коммутации, точно соответствующей прохождению через нуль

Фазного напряжения U ). В результате этого открывается тиристор 5, который разряжает и шунтирует соответствующий конденсатор (Фиг. 2в), а тиристор

9 автоматически закрывается, так как ток через него (определяемый соответ. ствующим сопротивлением 3 Формирователя) становится меньше тока удержания, после чего на его аноде начинает нарастать напряжение (фиг. 2з). Через

60 эл .град. закрывается диод 11 и открывается диод 16 (фиг. 2б), что соответствует прохождению .через нуль напряжения (Фиг. 2а). В результате открывается тиристор 10 (Фиг. 2г) и закрывается тиристор 5 (фиг. 2а) ° В момент времени t> (что соответствует прохождению через нуль напряжения Uz) закрывается диод 16 и тиристор 10, а диод 12 и тиристор б открываются. В . следующий момент t4 (О = О) закрывается диод 12 и тиристор б, а диод 14 и тиристор 8 открываются. Аналогичным образом происходи коммутация остальных парг дйод - тиристор, соответствующий на рассМатриваемом временном интервале Ф4 - t9 прохождению через нуль напряжений Ц„ U u и т.д. При открытии каждый тиристор.сначала разряжает, а затем шунтирует соответст.вующий конденсатор. Длительность закрытого состояйия каждого из тиристоров 5-10 равна 300 зл.град., а с их анодов снимается выходное напряжение устройства, точно синхронизированйое с переходом, через нуль питающего напряжения.

Данное устройство позволяет получить шесть пилообразных напряжений длительностью 300 эл ° град., сдви -: нутых одно относительно другого на

60 эл.град. При этом начало каждой пилы точно синхронизировано с прохождением через нуль соответствующей .фазы питающего напряжения. Обеспече ние точной синхронизации позволяет по- 5 высить надежность работы тиристорноrq преобразователя, для управления которым предназначено данное устройство, что косвенно уменьшает потенциальные затраты на обеспечение технологи- 10 ческого режима, в котором участвуетпреобразователь. Для управления шестифазными преобразователями данное уст- ройство обладает наименьшим возможным числом элементов, что также позы= 5 шает его надежность работы и обеспечивает минимальную стоимость комплек-" тации, при этом уменьшается сложность настройки устройства. Значительное снижение потребляемой мощности йа образование уйравляющих сигналов йозво- . 20 . ляет обеспечить высокий КПД устройства, экономичность схемы и использова- ние наименьших фильтрующих элементов для синхронизирующего трансформатора.

664271 6 хрониэирующий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к диодам и соединены в шестифазную звезду, источник постояййого -напряжения, па- . раллельно которому подключено шесть. ,цепочек формирователей пилообразного напряжения, каждая из которых состоит иэ регулируемогб резистора и конденсатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что," с "целью повышения тбчности синхронизации и снижения потребляемой мощности, устройство дополнительно снабжено шестью тиристорами, катоды которых Ыодключейй к "общей точке соединения мийуса йсточнйка- йбстоянного напряжения и "конденсаторов формирователей пилообразного напряжения, аноды - к каждой точке соединения регу лировочного реэйстора и конденсатора соответственно,а общий резистор включен между нулевыМ выводом звезды вторичной обмотки трансформатора и минусом источника питания, причем шесть вторичных обмоток трансформатора, соединенных последовательно с диодайи, подключенй к упфавляй@йм "электродам ука з.анйых шести. -тиристоров.

Формула изобретения

Устройство для фазового управления тиристорным преобразователем, содер- 30 жащее общий резистор, трехфазный.син Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 473266, кл. Н 02 М 1/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 144896, кл, Н 02 М 1/08, 1956.

664271

"rup

3 iu

Ж 7

Ри,г б

Составитель Е. Калинкин

Ре акта !0 Челюканов Тех О.Ан ейко Кор . ктор Н.Стец

Закаэ 3013/52 . Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб 4 5

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