Способ преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока и устройство для его реализации

 

Союз Советскик

Социалистическими

Республик

<„,88О809 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080677 (21) 2494571/27-11 (51)PA л3

В 60 . 7/16 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 151.181. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 151181 (З) >4К621.ЗЗ7 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б.Н.Тихменев, A.Â.Êàìåíeâ, З.М.Рубчин и A.Ï.Äîöåíêo

Рижский филиал Всесоюзного научноинститута вагонострое (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ЭНЕРГИЮ ПОСТОЯННОГО ТОКА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАГИИ

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено преимущественно для электроподвижного состава переменного тока.

Известен способ преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, преимущественно для электроподвижного состава переменного тока, заключающийся в поочередном подключении и отключении цепи нагрузки к секциям вторичной обмотки силового трансформатора (1) .

К недостаткам известного способа относится возможность возникновения колебательного процесса в трансформаторе и в тяговой сети при нарушении равенства токов в группах тяговых двигателей, что приводит к нарушению устойчивой коммутации преобра-. зователей и увеличению мешающего влияния на линии связи.

Способ осуществляют устройством для электроподвижного состава переменного тока, содержащим трансформатор, вторичная обмотка которого разделена на две равные магнитосвязанные полуобмотки, управляемый вентильный мост, два плеча которого выполнены с принудительной коммутацией, на вы. 3() ход которого включены тяговые двигатели 1) .

Цель изобретения — повышение устойчивости коммутации преобразователя, технико-экономических. показателей электроподвижного состава, а также уменьшение мешающего влияния на линии связи.

Цель достигается тем, что в каждый полупериод питающего напряжения первоначально подключают цепь нагрузки к половине вторичной обмотки питающего трансформатора и в момент достижения в первичной обмотке трансформатора в результате колебательного процесса величины тока, соответствующей полному току нагрузки, подключают цепь постоянного тока ко всей вторичной обмотке трансформатора, затем во второй части данного полупериода питающего напряжения первоначально отключают цепь нагрузки от одной из полуобмоток, и в момент, когда ток в первичной обмотке трансформатора в результате колебательного процесса спадает до величины принужденного тока, отключают всю вторичную обмотку трансформатора от цепи нагрузки.

В устройстве, осуществляющем способ, к выходным зажимам управляемого

880809

Формула изобретения мостового выпрямителя подключена цепочка управляемых вентилей, средняя точка которых соединена со средней точкой вторичной обмотки трансформатора и связана через блок принуди-. тельной .коммутации : с одним из зажимов цепи тяговых двигателей, параллельно каждой иэ вторичных полуобмоток трансформатора включен отдельный конденсатор.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы токов в вентилях устройства в режиме тяги.

Рассмотрим способ преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока на примере работы устройства для его реализации, представленного на фиг.1.

К выходным зажимам управляемого мостового выпрямителя, плечи 1-2 которого представляют из.себя импульс- 70 ные тиристорные ключи с принудительной коммутацией, а плечи 3-4 выполнены на тиристорах, подключены цепочка из тиристоров 5 и б, средняя точка которых соединена со средней точкой вторичной обмотки трансформатора

7, и цепь 8 нагрузки. Вторичная обмотка трансформатора разбита на две полуобмотки 9 и 10, параллельно каждой из которых подключены конденсаторы 11 и 12. Между точкой соединения полуобмоток 9 и 10 и одним из выходных зажимов выпрямителя подключен блок 13 принудительной коммутации.

В начале положительного полупериода напряжения цепь 8 нагрузки не связана с трансформатором 7, и ток двигателей замыкается через плечи 1 и 3 выпрямителя. В момент времени (фиг.2) включают тиристор б, тем са- 40 мым цепь 8 нагрузки подключают к полуобмотке 9 питающего трансформатора 7. В момент времени t„ во вторичной полуобмотке .9 скачком возрастает до значения, равного 0„533„ 4 в полуобмотке 10 — до значения, равного 0,5 38, где 3d — ток в цепи нагрузки. В первичной обмотке ток возрастает плавно по косинусоидальному закону. Через время Tg/2, равное полупериоду собственных колебаний тока Lc-контура, где L - индуктивность рассеяния трансформатора, С вЂ” экв валенуная входная емкость, Равная - = — ToK пеРвично обмотке трансформатора достигает значения 1 = 4, соответствующего установившемуся режиму работы преобразователя. В этот момент времени () включают вентильное плечо 4 и подключают цепь нагрузки ко всей 60 вторичной обмотке трансформатора 7.

В момент времени 1 ток во вторичной полуобмотке 9 скачком уменьшается на величину, равную 0„5 3$, а в полуобмотке 10 возрастает на эту 5 величину. В первичной обмотке трансформатора ток изменяется плавно и никаких скачков тока не наблюдается, что уменьшает мешающее влияние на линии связи. В момент времени t ток во вторичной полуобмотке 9 скачком уменьшаетсядо величины, равной 0,534, а в полуобмотке 10 возрастает до значения, Равного 1,53<, В первичной обмотке ток уменьшается плавно по косинусоидальному закону. Через время, равное Тр /2, ток в первичной обмотке уменьшается до значения принужденной составляющей. В этот момент времени (+4) с помощью блока

13 принудительной коммутации выклю чают вентильное плечо 5 и отключают цепь нагрузки от вторичной обмотки трансформатора 7. Ток нагрузки в интервале времени 4<-< замыкается через плечи 2 и 4 выпрямителя., Процессы в отрицательный полупериод сети протекают аналогично.

Устройство обеспечивает воэможность работы тяговых двигателей в рекуперативном режиме.

1. Способ преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, преимущественно для электроподвижного состава переменного тока, заключающийся в поочередном подключении и отключении цепи нагрузки к секциям вторичной обмотки силового трансформатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения устойчивости коммутации преобразователя, технико-экономических показателей электроподвижного состава, а также уменьшения мешающего влияния на линии связи, в каждый полупериод питающего напряжения первоначально подключают цепь нагрузки к половине вторичной обмотки питающего трансформатора и в момент достижения в первичной обмотке трансФорматора в результате колебательного процесса величины тока, соответствующей полному току нагрузки, подключают цепь нагрузки ко всей вторичной обмотке трансформатора, затем Во второй части данного полупериода питающего напряжения отключают цепь нагрузки от одной из полуобмоток, и в момент когда ток в первичной обмотке трансФорматора в результате колебательного процесса спадет до величины принужденного тока, отключают всю вторичную обмоткч трансформатора от цепи нагрузки.

2. Устройство для оеализации способа по п.1, содержащее силовой трансформатор, вторичная обмотка которого разделена на две равные магнитосвяэанные полуобмотки, управляе880809 мый вентильный мост, два плеча которого выполнены с принудительной коммутацией, на выход которого включены тяговые двигатели, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что к выходным зажимам управляемого мостового выпрямители подключена цепочка управляемых вентилей, средняя точка которых сое-. динена со средней точкой вторичной обмотки трансформатора и связана через блок принудительной коммутации с одним из зажимов цепи тяговых двигатилей, параллельно каждой иэ вторичных полуобмоток трансформатора включен отдельный конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 515674, кл. В 60 L 1976.

880809

Lg

Lg

Lg

3 fq т tg

Составитель Я. Гаврилов

Редактор М.Дылан Техред Ж.Кастелевич Корректор Н.Стец

Заказ 9831/27 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4