Устройство для искусственной коммутации

 

(72) Авторы иэобретеиия

M.Ý. Гольденталь, М.M.Äèêøòåéí, В.Д.Латышко и В.А.Орлов

Ленинградское проектно-экспериментальное, отделение института ВНИИПроектэлектромонтаж (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования н преобразователях с искусственной коммутацией вентилей.

Известно устройство для искусственной коммутации в вентильном преобразователе, выполненном по мостовой схеме, подключенном к сети через преобраэонательнь>й трансформатор с нулевым выводом, содержащее коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с нулевым выводом преобразовательного трансформатора, а другая через распределительные управляемые вентили подключена к общим точкам управляемых нентилей преобразователя !

1ринудительная коммутация тока нагрузки н фазах сети осущестнляется устройств<>м в два этапа. На первом зтalle т<»< нагрузки иэ ныключае- . мой фазы переводится н цепь конденсато!1<>, а н» нто!>ом — из цени конде>«;» <>р;< . <»»<»н>чаемую д>азу. !!а каждoM этапе коммутации изменение энер" гни коммутирулцего конденсатора определяется полной энергией, запасенной в индуктивности рассеяния одной фазы трансформатора, что обусловливает избыточную мощность коммутирующего конденсатора, его большие габариты и вес.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для искусственной коммутации и вентильном преобразователе, подключенном к сети через преобразовательный трансформатор, вентильные обмотки которого в каждой фазе раэ!

5 делены на две части, содержащее последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и управляемый вентиль, включенные между полуобмотками коммутируемых фаз трансформа20 тора. Устройство реализует способ двухступенчатой искуcc I вепн<>й коммутации, по которому»a первой ступени искусственной коммутации осущест3 91903 вляют одновременную коммутацию тока в одной части вентильных обмоток коммутируемых фаз, а на второй ступени — в другой части обмоток тех же коммутируемых фаз, В известном

5 устройстве изменение энергии комму— тирующего конденсатора на каждой ступени коммутации определяется энергией, запасенной в индуктивности рассеяния двух полуобмоток разных фаз.

Поскольку суммарная индуктивность этих полуобмоток в два раза меньше, чем индуктивность рассеяния целой обмотки одной фазы, изменение энергии коммутирующего конденсатора, а следовательно, его мощность в два раза меньше, чем в указанном устройстве (21 .

Недостаток известного устройства— необходимость в разделении вентильных. >О обмоток преобразовательного трансформатора на две части в каждой фазе, что усложняет его конструкцию, увеличивает габариты и стоимость.

Кроме того, недостатком рассмотрен- ных устройств также является невозможность их применения в преобразователях с преобразовательным трансформатором, вентильные обмотки которого включены в треугольник, или без преобразовательного трансформатора.

Цель изобретения — улучшение массо-габаритных показателей устройства для искусственной коммутации.

Поставленная цель достигается

3$ тем, что устройство, содержащее коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена через распределительные тиристоры к выводами постоян-" ного тока тиристорного моста преобьЩ разователя, а вторая его обкладка связана с выводами переменного -.îêà этого моста, снабжено уравнительным ðåактором, концы обмотки которого подключены к входным выводам моста преобразователя, а вторая обкладка комму. фЯ тирующего конденсатора подсоединена к среднему выводу обмотки этого реакт ора.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты предлагаемого устройства в однофазной @ и трехфазной мостовых схемах преобразователя", на фиг. 3 — контуры первой и второй ступени коммутации в катодной группе тиристоров преобразователя, на фиг. 4 — график, поясняющий работу устройства.

Устройство содержит коммутирующий конденсатор 1, уравнительный реак0 4 тор 2 и распределительные тиристоры

3. Одна обкладка коммутирующего конденсатора соединена со средним выводом реактора, а другая через pac— пределительные тиристоры 3 подключена к выводам постоянного тока тиристорного моста преобразователя.

Рассмотрим работу устройства на примере коммутации тиристоров 4 катодной группы преобраз ователя, Коммутацию тока нагрузки 38 начинают отпиранием распределительного тиристора 3, подключенного к общей точке коммутируемых тиристоров. При этом образуется контур первой ступени коммутации (фиг. 3), включающий в себя предварительно заряженный (полярностью, указанной без скобок) коммутирующий конденсатор, тиристоры 3 и 4 и полуобмотку уравнительного реактора. Коммутация происходит за счет превышения напряжения на коммутирующем конденсаторе U г (фиг. 4) над напряжением полуобмотки U уравнительного реактора. Это превьппение (коммутирующая ЭДС) вызывает в контуре первой ступени коммутации ток, увеличивающийся от

К1

13 до значения выпрямленного тока М в результате чего ток из цепи тиристора 4 переводится в цепь коммутирующего конденсатора. При, = I g пер к вая ступень коммутации заканчивается, Напряжение на разряжаемом током коммутирующем конденсаторе по окончанию первой ступени коммутации должно превышать напряжение на полуобмотке уравнительного реактора в течение времени, достаточного для восстановления запирающих свойств тиристора 4. Фазные ЭДС на фиг. 4 обозначены как 1,„, 1

Ф „ ь

В процессе первой ступени коммутации в контуре вентильной обмотки преобразовательного (или сетевого) трансформатора протекает ток 1, равный приведенному ко всей обмотке уравнительного реактора току i„, (т.е.

1„,= 2 1К, котОрый уменьшает ток 1А

° 1 ° ! в вентильной обмотке от значения дP (P»

Далее происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 1 током

1 . Когда напряжение на конденсаторе (полярностью, указанной в скобках) станет выше напряжения на полуобмотке уравнительного реактора, присоединенной к аноду включаемо5 9 го тиристора 4, последний отпирается и начинается вторая ступень коммут ации.

Контур второй ступени коммутации включает в себя коммутирунлций конденсатор 1, полуобмотку уравнительного реактора 2, присоединенную ко включаемому тиристору 4, тиристоры

4 и 3. Так же как и на первой ступени коммутации напряжение конденсатора, прикладываемое к полуобмотке уравнительного реактора, вызывает в контуре второй ступени коммутации ток 11,, который, увеличиваясь от 0 1 до значения 1ц, уменьшает ток в цепи коммутирующего конденсатора i от значения 1 до 0 и увеличивает ток во включаемом тиристоре 4 от 0 до 1 . При i =1 вторая ступень ком, 2. мутации заканчивает ся.

Току i соответствует приведенк ный ко всей обмотке реактора ток .1 i который уменьшает ток венНз. 2 тильной обмотки (потребляемый из сети) от значения до О. Аналогичным образом осуществляется принудительный перевод выпрямпенного тока в две ступени в тиристорах 4 анодной группы.

Рассчеты показывают, что установленная мощность реактора составляет

17Х от мощности коммутирующего конденсатора предлагаемого устройства или 8,57. от мощности коммутирующего конденсатора известного устройства, а суммарная установленная мощность реактора и конденсатора в предлагаемом устройстве составляет 58,57., 19030 6 от установленной мощности конденсатоI

1 ра известного устройства.

Таким образом, использование уравнительного реактора приводит к уменьшению ЭДС и индуктивности в контурах каждой ступени коммутации,,а следовательно, к сокращению требуемой мощности коммутирующего конденсатора и к улучшению массо-габаритных покаэате16 лей устройства.

Формула из обретения

15 Устройство для искусственной коммутации тиристоров мостового преобразователя, содержащее коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена через распределительные тищ ристоры к выводам постоянного тока тиристорного моста преобразователя, а вторая — связана с выводами переменного тока этого моста, о т л и ч а " ю щ е е с я тем, что, с целью улуч25 шения массо-габаритных показателей, оно снабжено уравнительным реактором, концы обмотки которого подключены к, входным выводам моста преобразователя, а вторая обкладка коммутирующе:О го конденсатора подсоединена к среднему выводу обмотки этого реактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 402999, кл. H 02 ll 5/42, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

ll 64160, кл. 21 d 12/03.