Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

вфтел яо- т елФ Фсквя

О П И 7. А Н И Е

ИЗ ОБРЕТЕН ЙЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п767916

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (5f)V. Кл. (22) Заявлено 06.10.77 (21) 2529610/24-07 с присоединением заявки ¹

Н 02 М 7/155

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300980, Бюллетень ¹ 36 (З) УДК 621. 314. 61 (088.8) Дата опубликования описания 0310.80 (72) Автор изобретения

M.M.Äèêøòåéí (71) Заявитель

Ленинградское проектно-экспериментальное отделение

ВНИИПроектэлектромонтаж (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к тиристорным преобразователям переменного напряжения в постоянное, генерирую- щим реактивную мощность в питающую сеть, и предназначено для испольэо- 5 вания, например, в компенсированном электроприводе постоянного тока. боль-. шой мощности.

В известном преобразователе переменного напряжения с искусственной,10 коммутацией перевод тока из предыдущей .фазы сети в последующую осущест-вляется с помощьто коммутирутбщего конденсатора, напряжение на котором значительно превышает ЭДС комму-- 15 тируемых фаз. Перенапряжения при, коммутации, прикладываемйе †-K элементам преобразователя и к сети, приводит к увеличению габаритов преобразователя, так как требуют 2О последовательного,соединения ти- ристоров и установки дополнительной конденсаторной батареи фильтра для устранения вредного влияний перенапряжений на других потребителей (11 . 25

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное с двухступенчатой искус-. ственной коммутацией, содержащей груп-щ

2 пу силовых тиристоров, катоды которых соединены в общую точку; конденСатор фильтра, первый вывод которого связан с анодами силовых тиристоров через диоды, а второй - через тиристоры,и коммутирующий узел (2) .

Недостатком такого преобразователя является большая емкость конденсатора фильтра, .что приводит к увеличению массы и габаритов преобразователя.

Цель изобретения — улучшение массогабаритнйх показателей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, е что в преобразователе переменного напряжения в,постоянное, содержащем группу силовых тиристоров, катоды которых объединены, фильтровой конденсатор, выводы которого связаны, каждый, с анодами силовых тиристоров через коммутирующие тиристоры, и коммутирующий узел, последний содержит полностью управляемый вентиль и коммутирующий конденсатор, включенные последовательно между первым выводом фильтровбго конденсаТбра""и"общей точкой силовых тиристоров, и уравнительный цроссель, средний вывод обмотки кото767916

50 рого соединен с общей точкой силовых тиристоров, крайние выводы соединены с первым выводом фильтрового конденсатора через полностью управляемые вентили, а со вторым — через тиристоры.

Уравнительный дроссель может быть снабжен дополнительной обмоткой, связанной через выпрямитель с фильтровым конденсатором, На фиг.1 приведена схема:преобразователя, на фиг. 2 — временные диаграМмы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит группу силовых тиристоров 1,2 и 3, катоды которых объединены в общую точку, конденсатор 4 фильтра, коммутирукшие тиристоры 5-10, коммутирующий узел, состоящий из коммутирующего конденсатора 1 и полностью управляемого вентиля 12, уравнительный дроссель 13, крайние выводы обмотки которого свя- 20 заны с выводами конденсатора 4 через полнбстью управляемые вентили 14 и

15 и тиристоры 16 и 17. Уравнительный дроссель иглеет дополнительную обмотку 18, связанную с конденсатором

4 через выпрямитель 19.

Рассмотрим работу преобразователя на примере коммутации тока двух фаз

A и В при максимальных значениях выпрямленного тока и ЭДС в контуре 30 .коммутации. На фиг. 2 представлены графики изменения в процессе коммутации напряжения U и тока i конденсатора 4, напряжения U< конденсатора 11, тока ф2 выключаемой фазы

В, напряжения Up и тока ip дросселя 13, В исходном состоянии (до начала коммутации) весь выпрямленный ток 1а проходит через фазу А и силовой тиристор 1.Конденсатор 4 заряжен до 40 напряжения U<, а конденсатор 11до напряжения Ug с полярностью, показанной на фиг. 1 (зарядные источники не показаны).

Коммутацию тока фазы A в фазу В 45 начинают отпиранием коммутирующих тиристоров 5 и 9 и полностью управляемого вентиля 12. Под действием напряжения конденсатора 11 ток из цепи тиристора 1 переходит в цепь коммутирующего тиристора 5, вентиля

12 и конденсатора 11. После восстановления запиракщих свойств тиристора 1 (в момент времени 1) отпирают вентили 14 и 15 и.запирают вентиль

12. Выпрямленный ток при этом поровну распределяется между параллельно .включенными обмотками дросселя 13.

Конденсатор 4 включен между коммутирующими фазами через отпертые тиристоры 5 и 9.Под действием коммутирую- 60 щей ЭДС, равной превышению напряжения конденсатора 4 над ЭДС коммутируеьых фаэ, происходит переход первой четверти выпрямленного тока из фазы

A в фазу В (первая ступень коммута- 65 ции — интервал 0-2), После увеличения тока в фазе В и в конденсаторе 4 до величины, равной четверти выпрямленного тока, переключают полуобмотку дросселя к фазе В, для чего отпирают тиристор 16 и запирают вентиль 15 (момент времени 2), Ток в каждой полуобмотке дросселя 13 остается при этом неизменным и равныгл половине выпрямленного тока 0,5 gd,причем ток переключенной полуобмотки состоит из двух составляющих — тока фазы В и тока О, 5 jd — сф 1 фазы А, который проходит в полуобмотку через конденсатор

4.таким образом, направление тока в конденсаторе изменяется и напряжение на нем начинает увеличиваться. Под действием нарастающей коммутирующей

ЭДС ток фазы В продолжает увеличиваться, замещая в переключенной полуобмотке остаток тока фазы А, протекающий через конденсатор (вторая ступень коммутации — интервал 2-3) . В момент времени 3 ток фазы В увеличивается до значения 0,5Td, напряжение конденсатора 4 достигает максимума, а ток в нем становится равным нулю. В интервале 3-4 (третья ступень коммутации) под действием коммутирующей ЭДС ток фазы В (ф продолжает нарастать от значения

0,5 ld до 0,75 ld а в конденсаторе 4 от О до 0,25 Id .Часть тока фазы В, протекающая через конденсатор 4, замещает соответствующую часть тока фазы А в другой полуобмотке уравнительного дросселя 13.

В момент 4, когда ток в конденсаторе 4 станет равным 0,25 Id,отпирают тиристоры 17 и 2 и запирают вентиль

14. Оставшаяся в фазе А часть выпрямленного тока, равная в момент времени 4 0,25 Id переходит из отключенной цепи вентиля 14 в цепь конденсатора 4 и тиристора 17. Направление тока в конденсаторе 4 вновь изменяется, а напряжение на нем начинает нарастать. В интервале времени 4-5 под действием нарастающей коммутирующей ЭДС происходит коммутация оставшейся четверти выпрямленного тока.. Одновременно ток из цепи тиристора 9 и параллельно включенных через тиристоры 16 и 17 полуобмоток дросселя 13 под действием падения напряжения на этих элементах переходит в силовой тиристор 2. В интервале 2-4 напряжение на конденсаторе 4 через отпертые вентили 14 и 16 приложено к дросселю.

Индуктивность дросселя выбирают достаточно большой для того, чтобы ток намагничивания был мал. После эапирания тиристоров 16 и 17 в дросселе возникает- ЭДС самоиндукции, для ограничения которой предусмотрена дополнительная обмотка 18, связанная с конденсатором фильтра через выпрямитель 19.

767916

О Р Ь с, Благодаря уменьшению вдвое, по сравнению с известным, величины изменения тока в коммутируемых, фазах и в конденсаторе на одной ступени ком= мутации, емкость конденсатора фильтра, требуемая для успешной коммутации, уменьшается в четыре раза. Это позволяет существенно улучшить массогабаритные показатели преобразователя.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий группу силовых тиристоров, катоды которых объединены, фильтровой конден- 15 сатор, выводы которого связаны, каждый,с анодами силовых тиристоров через коммутирующие тиристоры, и коммутирующйй узел, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения мас- Щ согабаритных показателей, коммутирую-i щий узел содержит полностью управляемый вентиль и коммутирующий конденсатор, включенные последовательно между первым выводом фильтрового конденсатора и общей точкой силовых тиристоров, и уравнительный дроссель, средний вывод обмотки которого соединен с общей точкой силовых тиристоров, крайние выводы соединены с первым выводом фильтрового конденсатора через полностью управляемые вентили, а со вторым — через тиристоры.

2.Преобразователь по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что уравнительный дроссель снабжен дополнительной обмоткой, связанной через выпрямитель с фильтровым конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР

Р 478801, кл. Н 02 M 5/293, 19.05.71.

2.Авторское свидетельство СССР

9 453778, кл. Н 02 М 7/12, 04.05.71.

767916

Составитель A.Ñûòèí

Редактор И.Нанкина ТехредС.МигуноваКорректор Н.Стец

Заказ 7027/21 . Тираж 783 ПодпиСное

БНИИПИ РосударсФвенного комитета СССР * по делам изобретений и открытий

113035Иосква, Ж35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП"Патент", r.Óõ