Регулятор переменного 3-х фазного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.06.80 (21) 2940997/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Ул.

Н 02 М 5/257

Гасударственные комитет

СССР (53) УДК 621.316..722 (088.8) Опубликовано 23.02.82. Бюллетень №7

Дата опубликования описания 05.03.82 па делам изобретений и аткрмтий (72) Авторы изобретения

О. П. Ильин, В. П. Беляев и О. А. Головач (54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике в частности, к тиристорным преобразователям переменного тока для фазового управления асинхронным двигателем, а также к устройствам регулирования накаломощных ламп, промышленных печей сопротивления и т. д.

Известно устройство для фазового управления асинхронным дви гателем, содержащее встречно-параллельные тиристоры, коммутирующие конденсаторы, диоды и сис- 1р тему управления (1).

Однако имея общий узел коммутации устройство не позволяет многократно закрывать тиристоры в фазах нагрузки по выбранному закону к широтно-импульсной модуляции в силу того, что тиристоры в фазах работают с сдвигом 120 эл. град.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор переменного 3-фазного напряжения, содержащий включенные между входными и выход- 2р ными выводами соответствующих фаз три коммутирующих элемента, каждый из которых состоит из пары встречно-параллельно включенных тиристоров и присоединенного параллельно к ним узла коммутации, содержащего последовательно соединенные конденсатор, коммутирующий тиристор и три диода, каждый из которых соединен с входным выводом соответствующей фазы (2).

Недостатком указанного устройства является то, что один из встречно-параллельно включенных тиристоров может быть принудительно выключен только один раз за период питающего напряжения. Это происходит из-за того, что коммутирующий конденсатор тиристора перезаряжается обратной полярностью напряжения. Получение необходимой полярности заряда конденсатора происходит только после изменения полярности прикладываемого к тиристорной паре напряжения.

При фазовом управлении величиной напряжения переменного тока, его гармонический состав является плохим. Существенное улучшение гармонического состава дает использование широтно-импульсной модуляции при регулировании выходного напряжения, а известное устройство не позволяет это осуществить.

907730

Кроме того, общим недостатком рассматриваемых устройств является также отсутствие цепей сброса реактивной энергии нагрузки в момент принудительной коммутации тиристоров. В результате энергия запасается в коммутирующих конденсаторах и ограни- s чивающих реакторах, поэтому эти элементы имеют большие габариты и вес. Вследствие колебательного процесса перезаряда ком-. мутирующих конденсаторов на них возникают напряжения в несколько раз превышающие амплитудное напряжение сети, что может привести к выходу из строя других элементов схемы.

Цель изобретения — осуществление качественной широтно-импульсной модуляции

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Асинхронный двигатель 1, встречно-параллельные тиристоры 2 и 3, коммутирующий и дополнительные 5 и 6 тиристоры и конденсатор 7 образуют узел 8 коммутации фазы А, при этом тиристоры 4 — 6 и конденсатор 7 формируют коммутирующий элемент.

Кроме того, устройство содержит узлы

9 и 10 коммутации фаз В и С соответствен- зр но, конструкция которых аналогична конструкции узла 8 группу 11 дополнительных диодов, катод каждого из которых соединен с выходным выводом соответствующей фазы, группу 12 диодов, анод каждого из которых соединен с входным выводом соответствующей фазы.

Устройство работает следующим образом. трехфазного на пряжения, питающего нагрузку с индуктивным характером, при одновременном ограничении напряжения на коммутирующих конденсаторах, т. е. расширение функциональных возможностей, уменьшение весогабаритных показателей и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены три дополнительных диода и каждый узел коммутации снабжен двумя дополнительными тиристорами, при этом диоды, связанные с входными выводами, подключены к упомянутым выводам анодами, а их катоды соединены между собой, каждый из дополнительных диодов соединен катодом с выходным выводом соответствующей фазы, а их аноды соединены между собой, первый дополнительный тиристор узла коммутации подключен катодом к общей точке коммутирующего тиристора и конденсатора, а анодом к точке соединения катодов диодов, второй дополнительный тиристор подключен катодом к другому выводу конденсатора и точке соединения анодов дополнительных диодов, катод коммутирующего тиристора соединен с входным выводом соответствующей фазы, а анод второго дополнительного тиристора с входным выводом соответствующей фазы. зо зз

К двигателю приложено напряжение U A

Для прохождения положительного полупериода этого напряжения необходимо включить тиристор 2 в фазе С и тиристор 3 в фазе А. Одновременно с подачей импульса управления на тиристоры 2 и 3 подается команда на включение тиристора 6. Осуществляется заряд конденсатора 7 с полярностью указанной на фиг. 1. После заряда конденсатора 7 тиристор 6 закроется. Для получения широтно-импульсной модуляции указанного полупериода напряжения необходимо закрывать и открывать тиристор 3 по определенному закону. Закрыть тиристор 3 можно, включив тиристоры 4 и 5. При этом к открытому тиристору 3 прикладывается напряжение обратной полярности, что приводит к его гашению. Конденсатор 7 под действием прикладываемого напряжения U

После спадания тока тиристор 5 закроется.

Через промежуток времени, определяемый законом широтно-импульсной модуляции, снова подаются импульсы на включение тиристоров 2, 3, 6. Открытие тиристора 6 приводит к перезарядке конденсатора 7 напряжением с полярностью, необходимой для следующей коммутации тиристора 3 и т. д. в течение всего положительного полупериода питающего напряжения U A. Для получения широтно-импульсной модуляции отрицательного полупериода напряжения UqA следует выполнить такое же управление тиристором 3 фазы С. Поскольку коммутирующий конденсаор 7 заряжается от мостовой трехфазной схемы выпрямления, то независимо от момента включения зарядного тиристора 6 конденсатор 7 заряжается до напряжения, близкого.к амплитудному, что достаточно для устойчивой коммутации тиристора 3.

Работа других фаз аналогична описанной.

Таким образом, устройство позволяет выполнить широтно-импульсную модуляцию выходного напряжения при регулировании его величины и тем самым улучшить его гармонический состав. Причем снижаются габариты и вес коммутирующих элементов, уменьшается влияние нагрузки на форму выходного напряжения.

Формула изобретения

Регулятор переменного трехфазного напряжения содержащий три коммутирующих элемента, включенных между входными и выходными выводами соответствующих фаз, каждый из которых состоит из пары встречно-параллельно включенных тиристоров и присоединенного параллельно к ним узла коммутации, содержащего последовательно соединенные конденсатор, коммутирующий тиристор и три диода, каждый из которых соединен с входным выводом соответствующей фазы; отличающийся тем, что, с целью расц1ирения функциональных возможностей, улучшения весогабаритных показателей и повышения надежности, в него введены три дополнительных диода, и каждый узел коммутации снабжен двумя дополнительными тиристорами, при этом диоды, связанные с входными выводами, подключены к упомянутым выводам анодами, а их

07730 6 катоды соединены между собой, каждый из дополнительных диодов соединен катодом с выходным выводом соответствующей фазы, а.их аноды соединены между собой, первый дополнительный- тиристор узла коммутации подключен катодом к общей точке коммутирующего тиристора и конденсатора, а анодом к точке, соединения катодов диодов, второй дополнительный тиуистор подключен катодом к другому выводу конденсатора и точке соединения анодов дополнительных дио1ð дов, катод коммутирующего тиристора соединен с входным выводом соответствующей фазы, а анод второго дополнительного тиристора — с выходным выводом соответствующей фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 50 — 24426, 5890

1975.

2: Патент ГД1 № 113672, кл. Н 02 М 1/08, 1976.

Редактор Н. Джуган

Заказ 612/б7

Составитель И. Головинова

Техред А. Войкас Корректор У. Пономаренко

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4