Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное аслан-заде

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАКИЯ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 734862!

И Ъ с, .,: „

Jфр",Ю (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено08.12.75 (21) 2199247/24-07 (51) i ll. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 М 7/06

3Ъвударстванный комитет

СССР ио делим изобретений н открытий (23) П риоритет

Опубликовано 15.05,80. Бюллетень М 18 (53) УДК 621,314.

° 632 (088. 8) Дата опубликования описания 15.05.80

А, Г. Аслан-заде (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

АСЛ AH-ЗАДЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполт еовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.

Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное.

6Й-пульсное (где Н 1, 2, 3, 4, 5), содзржашее управляемые вентили, транс форматор с тремя вторичными фазными обмотками, каждая иэ которых содержит

Й выводов (1 и (2 .

Недостатком таких преобразователей, несмотря на благоприятную нагрузочную способность тиристоров по току и простоту управления ими, является сложное конструктивное исполнение трансформато- ра (две трехлучевые звезды) и низкий коэффициент использования по мошности вторичных обмоток (каждая из них проводит ток только в одном направлении).

Кроме того, наличие двух вторичных фаэных обмоток на каждом стержне трансформатора является фактором, определяк шим дополнительный технологический раэ2 брос и, как следствие, более асиммез ричную форму выпрямленного напряжения

Белью изобретения является упрошение устройства.

Бель достигается тем, что в преобра5 зователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержаший управляе мые вентили и трансформатор с тремя вторичными фаэными обмотками, каждая

10 иэ которых имеет N отводов, введены дополнительные вентили, собранные по трехфазной мостовой схеме, вход переменного тока которой подключен к. допол питейно введенным отводам вторичных обмоток, причем управляемые вентили попарно объединены, образуя встречнопараллельные пары, каждая из которых включена между соответствутощими отводами вторичных обмоток.

На фиг. 1 дана принципиальная схема

18-ти пульсного (Н = 3) преобраэовате ля;1на фиг. 2 - векторные диаграммы фазных и выпрямляемых напряжений, а также временная диаграмма выпрямленно.

734862

7-23-22, 11-23-22, 15-19-22, ные 2-19-22, 6-19-22, 14-19-24, ре- 10-19-24, 4-19-24, 17-21-24, 8-2 1-24, 1 2,-2 1-24, 16-2 1-20. г. 5 Допустим, что открыт управляемый вентиль 5 от прикладываемого к немуна) выпрямляемого напряжения U> з . При

2 1 ми, этом ток нагрузки протекает по цепи: отвод С1, управляемый вентиль 5, отвоья-10 ды 5 и b дополнительный вентиль 21, х нагрузка 25, дополнительный вентиль 20, отвод gо, Через 20 эл. град., когда мгновенное значение выпрямляемого нан- пряжения Q превышает мгновенное

0 5 значение вЬ прямляемого напряжения, управляемый вентиль 5 запирает а2 Ь4 о- ся и ток нагрузки протекает по цепи: отО- вод 0, управляемый вентиль 13, дополч- нительный вентиль 23, нагрузка 25, дополнительный вентиль 20, отвод Ио .

Аналогично можно проследить цепь тока нагрузки через ост льные тиристоры и вен-вентили. пя- Угол проводимости секции между or мос-25 водами К и К-1 вторичной фазной обмоттва, ки в 2 (2 (К- К) + 11 раз больше угла проводимости. управляемого вентиля, ра- равного углу пульсации выпрямленного напряжения. Поэтому действующее значение тока в этой секции с учетом практической прямоугольности его формы: где

3 го напряжения,Чна фиг. 3 и 4 даны пр ципиальная схема, векторные и времен диаграммы варианта 18-ти пульсного п образователя.

18-ти пульсный преобразователь (фи (фиг. 1) состоит из трехфазного транс.форматора (первичная обмотка не указа с тремя вторичными фазовыми обмотка одна из которых имеет отводы Оо „Q<

g< g> другая - Ьо, b<,b>,,„„трет

Со уС у С у Eye Отводь Q р )), обмоток подключены к отводам 9, с

С g t) < — соответственно через

2 2 две пары встречно-параллельно соедине ных тиристоров 1, 2 и 3, 4; 5, 6 и 7

8, 8, 10 и 11, 12.

Отводы С15,, c вторичных обм э ток подключены к дополнительным отв дам Со, Q „, Ьр через одну пару встре нь-параллельно соединенных тиристоров

13э 14 15в 16а 1 7в 18э

К дополнительным отводам 4о, Ьр, Со подключен вход трехфазного моста, образованного дополнительными венти ми 19, 20, 21, 22, 23, 24. Выход

TB образует выходные выводы устройс к которым подключена нагрузка 25.

Устройство работает следующим об эом.

Напряжения секций вторичных обмо ток между отводами G4, Оо, Ь, bo

СО l CX2, а рбмк,Ь,C2,.Ñ, и О,а2., Ь Ь . С С выбраны в соотношении 5 2 5 2 о. 0.— равном соответственно eos 10 Ä cos 30

СОЬ 50, что соответствует соотношению З5

Ю2 к-1) значений принимаемых функций coc— где

К 1,2, Ç...И при И=З.

Величина напряжения секции вторич- <о ной фазной обмотки между отводами К и К-1 определяется выражением

2ю й(Як- ))

„= 0, -,„coü —.45

0 - среднее значение выпрямленО ного напряжения. . Кривая выпрямленного напряжения на нагрузке 25 формируется огибающей по50 ложительных полуволн 18-ти выпрямлен..ных напряжений, сдвинутых друг относителыо друга на 20 эл. град. (фиг. 2).

В каждый данный момент времени ток нагрузки протекает через один управляе55 мый вентиль и два дополнительных вентиля, работающих в следующей последовательности: 1-21-20; 5-21-20, 13-2320 „9-23-20, 3-23-20, 18-23-22;

2.(Ы "к)+) (2)

k,к+ о зи где

iso - среднее значение выпрямленного тока.

Отметим, что, независимо от величины, угол проводимости каждого вентиля равен 120 эл. град.

Ъта построения 6A/ пульсного преобразователя, в частности, К-ый (где

К = 1, 2, 3 ..., N-1) отвод каждой вторичной фазной обмотки должен быть подключен к двум парам встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с

N -К -ми отводами других вторичных фазных обмоток, а И-ый отвод каждой вторичной фазной обмотки должен быть подключен к одной паре встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с нулевым отводом другой вторичной фазной обмотки

Вариант 18-пульсного преобразователя (фиг. 3) состоит из трехфазного транс5 734862

6 ток нагрузки протекает по цепи: отвод aq управляемый вентиль 26, .отводы b и 1д дополнительный вентиль 46, нагрузка 50 дополнительный вентиль 46, отвод с о, Через 20 эл. град., когда мгновенное значение выпрямляемого напряжения

Цс, превышает мгновенное значение выпрямляемого напряжения Од 1 управ Ч. и пяемый вентиль 26 запирается и ток нагрузки протекает по цепи: отвод с3» дополнительный вентиль 38, отводы Ь и, дополнительный вентиль 46, нагруз() Э ка 50, дополнительный вентиль 45, от аор Ciр. Аналогично мокко проследить цепь тока нагрузки через остальные управляемые и дополнИтельные вентИли.

Угол проводимости секции между отводами К и К-1 вторичной фазной обмотки в 4 (N+ 1 - К) раэ больше угла проводимости тиристора, равного углу пульсации выпрямленного напряжения (здесь К = 1, 2, 3,..., 8 ). Поэтому действующее значение тока в этой секции, с учетом практической прямоугольности его формы: е (5) 35 форматора (первичная обмотка не указана) с тремя вторичными фаэными обмо5 ками. Отводы Qq, ф, С4 этих обмоток подключены с отводами соответственно

Q>,C>, a С3 a ) через две пары 5 встречно-параллельно соединенных управляемых вентилей 26, 27 и 28, 29; 30, 31 и 31, 33, 34, 35 и 36, 37. Отводы с1, с(, С этих обмоток подключены к отводам соответственно Ь ;С, с3 о через два встречйо-параллельно соединенных тирисрора 38, 39; 40, 41; 42, 43. Дополнительные отводы a,; С этих обмоток подключены к общим точкам двух дополнительных вентилей соот- 15 ветственно 44, 45, 46, 47; 48, 49, .

Между общими точками катодов вентилей

44, 46, 48 и анодов вентилей 45, 47, 49 включена нагрузка 50..

Напряжения секций вторичных фаэных 2о обмоток между выводами Q<, с р, „, фс;

И CO Qg ц„ Ь 4< С Cg 4/1+/ ° ф С, с выбраны в соотношении, JJ t at Ър 2

O. равном соответственно 1:2 COÆ 20:

:2 сое40о, что соответствует соотношению единицы с удвоенными значениями, (2к-1) принимаемыми фунипией пои где К=2,3,4, ... N,ïðè Н=З, Величины напряжения О, и 01, „секции зо а вторичной фазной обмотки соответственно между отводами 1,0 и К, К-1 определяются по формулам: . "4,О "О, -„ (3)

2а В(К -4) (4)) К,К-4 "О

Кривая 18-пульсного выпрямленного напряжения на нагрузке 50 формируется 4О сгибающей положительных полуволн 18-ти . выпрямляемых напряжений, сдвинутых друг относительно друга на 20 эл. град. (см. фиг, 4), В каждый данный момент времени ток 45 нагрузки протекает через один управляемый и два дополнительных вентиля, работающих в следующей последовательности: 26-46-45, 38-46-45; 30-46-45, 34-48-45, 42-48-45, 28-48-45, 32-48-47, 40-48-47, 36-48-47, 27-44»47, 39-44-47, 31-44-47, 35-44-49, 43-44-49, 29-44-49, .33-46-49, 41-46-49, 37-46-49 (см. фиг 3 и 4).

Допустим, что открыт управляемый вентиль 1 от прикладываемого к нему вьвпрямляемого напряжения,0цд >. При этом

Отметим, что независимо от величины

N угол проводимости каждого вентиля равен 120 эле град

Для построения 6 N-пульсного преобразователя, K типа, в частности, К-ый (где К 1, 2, 3, ..., и ) отвод каждой вторичной фаэн "";. обмотки должен быть подключен к двум парам встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с (N + 1 - К)-ми отводами других вторичных фазных обмоток!

Для управления 6 М-пульсными преобразователями достаточно запускать каждый управляемый вентиль одиночными управляющими импульсами с частотой напряжения питающей сети. Следует отметить, что с увеличением

N, то есть периодичности выпрямления, коэффициент превышения.,расчетной мощ-. ности трансформатора в преобразователе на фиг. 1 убывает, а на фиг. 3 - во растает. Однако при достаточно больших значениях М преобразователи по фиг. 1 и фиг. 3 равноценны .

Если к дополнительно введенным отводам вторичных обмоток подключить трехфазную нагрузку, соединенную в звезду (треугольник), то преобразователь можно испольэовать также в качестве регмля7 7348 тора трехфазного переменного напряжения с малой амплитудой высших гармоник.

В качестве эквивалента встречно-па - -" раллельного соединения тиристоров в преобразователе может найти. применение .симистор.

Формула изобретения 0

Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий управляемые вентили и трансформатор с тремя вторичными фазными обмотками, каждая из которых имеет Й отводов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, введены дополнительные вентили, собранные по трехфазной мостовой, схеме, вход переменного то20

F)2 8 ка которой подключен к дополнительно введенным отводам вторичных обмоток, причем управляемые вентили попарно объединены, образуя встречно-параллельные пары, каждая из которых включена между соответствующими отводами вторичных обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Абдулаев А. A. и,пр. Некоторые soпросы применения многопульсных выпрямителей в тиристорных электроприводах. - Краткие тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещанию.

Автоматическое управление электроприводами и электромеханическими системами. Ленинград, 1974, с. 83.

2. Авторское свидетельство СССР

No.50428..1, кл. Н 02 N 7/06, 1973.

734862 фиг. М

Заказ 2 10 1/5 6 Тираж 783

ЦНИИПИ Гос дарственного комитета СССР

У и по де елам изобретений и открыти аб 4/5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Филиал ППП Патент», г, Ужгород, ул, Проектная, t

Составитель Л. Устинкина

Редактор Т, Лошкарева Техред- М. Петко рр

Ко ектор M. Пожо