Тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное для активной нагрузки

 

Сею з Советски н

Сециалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву. (22)Заявлено 15.09.80 (21) 2981008/24-07 (53)h%. Кл. с присоеаинением заявки JвН 02 M 5/12

3Ъвударствапньй кемнтет

CCCP

h0 двлал нзабрвтеннй н открытки (23) Приоритет (53) УД (621. 316. .722(088.8) Опубликовано 15.05.82. Бюллетень М 18

Дата опубликованию описания 15.05.82 (72) Автор изобретения

А.А.Яценко

1 4

Отделение Всесоюзного электротехнического института им. В.И.Ленина

{7!) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯНЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ДЛЯ АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к полупроводниковым (тиристорным) преобразователям-регуляторам переменного напряжения и может быть использовано в качестве исполнительного устройства автоматизированных промышленных электронагревателей сопротивления в различных отраслях промышленности (например, в стройиндустрии, металлообработке, химии и т.д.)..

Известные тиристорные преобразователи переменного напряжения, содержа" щие пары параллельно-встречных тиристоров, включенных между входными вы" водами и нагрузкой, отличаются низким коэффициентом мощности при глубоком регулировании, Для повышения энергетических показателей тиристорных преобразователей переменного напряжения для активных нагрузок применяется секционирование нагрузок.

В таких преобразователях использование принципа зононепрерывного регулирования позволяет существенно повысить коэффициент мощности на всем диапазоне регулирования и в некоторых промежуточнцх точках регулировоч.ной характеристики получить значение коэффициента мощности равное единице 1 3.

НаиВолее близким к предлагаемому изобретению является тиристорный преобразователь переменного напря10 жения в переменное для активной нагрузки, содержащий два тиристора, анод одного из которых соединен с катодом другого и одним из входных выводов при этом катод nepeoro ти15 ристора соединен с первым выводом для подключения первого элемента (секции) нагрузки, анод второго тиристора соединен с первым выюлалм для подключения второго элемента нагрузки, второй. входной вывод соединен с общей точкой вторичных выводов для подключения каждого элемента нагрузки, а между первымй выводами для подключения первого и второго

3 92 элементов нагрузки включена тиристорная цепочка, образующая с первым и рторым тиристором замкнутый контур в приводящем направлении. Регулировочная характеристика известного преобразователя состоит из двух участков. На первом участке изменяют углы отпирания двух основных тиристоров при закрытом третьем тиристоре, а на втором участке изменяют углы отпирания третьего тиристора, отпирая два основных тиристора в моменты их естественной коммутации. На границе участков регулировочной характеристики коэффициент мощности равен единице(31.

Недостатком известного преобразователя является низкий коэффициент мощности на участках регулировочной характеристики, небольшой диапазон регулирования при доступном коэффициенте мощности.

Цель изобретения — повышение общего коэффициента мощности преобразователя, расширение диапазона регулирования преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что тиристорная цепочка содержит и согласно-последовательно включенных тиристоров, общие точки которых образую". выводы для подключения дополнительных элементов нагрузки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого тиристорного преобразователя; на фиг. 2 и 3 линейные диаграммы токов на втором и третьем участках регулировочной характеристики.

Преобразователь содержит два ти,ристора 1 и 2, которые один анодом, а второй катодом присосдинены к входному выводу (зажиму) устройства и два элемента (секции) нагрузки 3 и 4, соединенных последовательно с тиристорами 1 и 2 и присоединенных своей общей точкой ко второму входному выводу. Между общими точками тиристоров 1 и 2 и секций нагрузки 3 и 4 (в диагональ моста содержащего эти элементы) включена тиристорная цепочка, состоящая из последовательносогласно соединенных между собой тиристоров g и 6. Тиристоры 1,, 6 и 2 в своем проводящем направлении образуют замкнутый контур. Общая точка тиристоров 5 и 6 соединена с общей точкой секций нагрузки 3 и 4 через дополнительную секцию нагрузки 7.

Тиристоры 1 и 2 отпираются системой

8565 4 управления 8. Тиристоры 5 и 6 - системой управления 9. На первом участке регулировочной характеристики открываются только тиристоры 1 и 2аналогично прототипу. На втором участке регулировочной характеристики системой управления 9 на одном полупериоде - тиристор 6 (фиг. 2); при этом тиристоры 1 и 2 открываются при углах их естественной коммутации.

Ток сети в этом случае на одном полупериоде i равен сумме токов секций

3 и 7 (1З + iq) а на втором полупериоде iz сумме токов секций 4 и (л + 1 ). На конце второго участка регулирования (d>= 0) коэффициент мощности равен единице.

На третьем участке регулировочной характерисики на одном полупериоде тиристоры 1 и 5 открываются при угле естественной коммутации, а потребляемая мощность регулируется изменением угла отпирания тиристора 6; на втором полупериоде при угле естественной коммутации открываются тиристоры 2 и 6, а мощность регулируется изменением угла отпирания тирис" тора 5. На каждом из полупериодов ток сети i и i равен сумме токов всех секций нагрузки (i> i<+i>). В конце третьего участка (фиг. 3) при с . = О коэффициент мощности равен единице - потребляемая мощность максимальна. Предлагаемый преобразователь может быть выполнен на базе серийно выпускаемого однофазного преобразователя, содержащего четыре вентиля.

Положительный эффект предлагаемой схемы тиристорного преобразователя переменного напряжения для активных нагрузок по сравнению с известным достигается за счет повышения коэффициента мощности, увеличения числа участков регулировочной характеристики, на границах которых (участков) коэффициент мощности равен единице.

При этом в предлагаемом добавлении одного участка регулировочной характеристики достигается минимальным усложнением схемы преобразователя увеличением на единицу числа тиристоPQ8. формула изобретения

Тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное для активной нагрузки„ содержащий

5 9 два тиристора, анод одного из которых соединен с катодом другого и одним из входных выводов, при этом катод первого тиристора соединен с первым выводом для подключения первого элемента (секции) нагрузки, анод второго тиристора соединен с первым выводом для подключения второго элемента нагрузки, второй входной вывод соединен с общей точкой вторых выводов для подключения каждого элемента нагрузки, а между первыми выводами для подключения первого и второго элементов нагрузки включена тиристорная цепочка, образующая с первым и вторым тиристорами замкнутый контур в проводящем направлении, отличающийся тем, 28565 6 что, с целью расширения диапазона регулирования и энергетических показателей (коэффициента мощности) преобразователя, тиристорная цепочка содержит и согласно-последовательно включенных тиристоров, общие точки которых образуют выводы для подклю,,чения дополнительных элементов нагрузки. 0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельман И.B, Лохов С.ll. Гиристорные регуляторй переменного напря15 жения. И., "Энергия", 1975, с. 58, рис. 18.

2. Авторское свидетельство СССР

М 682987, кл. H 02 1"1 5/04, 1979.

Составитель И.Головинова

Редактор Н.Воловик Техред Т. Фанта Корректор А.ференц

Заказ 3278/72 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4