Тиристорный выпрямитель с искусственной коммутацией

 

(72) Автори изобретения

И. А. Нейн и Ю. С. Игольннков (71) Заявитель

I (54) ТИРИСТОРНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЪ С ИСКУССТВЕННОЙ

КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении выпрямителей с повышенным входным коэффициентом мощности.

Известно, что для повышения коэффициента мощности управляемых выпрямителей HcHoJlb- 5 зуется искусственная коммутация тирисгоров, осуществляемая с помощью предварительно заряженного конденсатора. При этом выпрямители снабжаются специаЛьными блоками принудительной коммутации f I l ..

Наиболее близким к предлагаемому является выпрямитель, содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными в звезду и нагруженными на силовой тиристорный мост, а также коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена к указанной нулевой точке вторичных обмоток трансформатора, а друтая через распределительные тирнсторы — к полюсам силового моста (2).

Недостатком такого преобразователя явля.ется зависимость начального напряжения на коммутирующем конденсаторе. от величины вы2 прямленного тока, что при регулировании выходного напряжения приводит ри росте тока нагрузки к недопустимым перенапряжениям на конденсаторе и тиристорах, а при уменьшении тока нагрузки — к сбоям в работе выпрямителя.

Цель изобретения — ограничение перенапряжений на элементах и повышение коммутационной устойчивости.

Для достижения поставленной цели в выпрямителе упомянутая нулевая точка вторичных обмоток трансформатора соединена через дополнительные тиристоры с полюсами силового моста, а между управляющим электродом и анодом каждого из этих тиристоров включена. ценопса, состоящая из резистора и встречно включенных диода н стабилитрона. Это позволяет ограничить перенапряжения на элементах выпрямителя и повысить его коммутационную устойчивость. На фиг. 1 изображена принцитпь альная схема предлагаемого устройства; на фнг. 2 — диаграммы фазных напряжений Q, напряжения на коммутирующем конденсаторе

U и токи тиристоров т .

98216

Тиристорный преобразователь с искусственной коммутацией состоит из трехфазного трансформатора 1, вторичные обмотки 2 — 4 которого соединены в звезду и нагружены на силовой тиристорный мост 5-10, а к его полюсам подсоединена активно-индуктивная .нагрузка 11.

Между полюсами тиристорного моста 5 — 10 включены два последовательно соединенных распределительных тиристора 12 и 13, к общей точке которых подключены коммутирующий конденса-10 тор 14. Ко второй обкладке конденсатора 14 подключены дополнительные тиристоры 15 и

16. Свободные аноды тиристоров 12 и 15 под. соединены к анодной группе тиристоров силового моста, а свободные катоды тиристоров - 15

13 и 16 — к катодной группе тиристоров моста. Между управляющим элемктродом и анодом каждого из тиристоров 15 и 16 включена цепочка, состоящая из резистора и встречно включенных диода и стабилитрона 17 или 18. зп

Устройство работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени работают силовые тиристоры 6 и 9, коммутирующий конденсатор 14 заряжен до начального напряжения Осо, необходимого для нормальной работы схемы (полярность конденсатора для этого момента времени указана без скобок). При этом напряжение на нагрузке, определяется линейкым напряжением вторичных обмоток трансформатора 1. (Первоначальный заряд ком- ЗО мутирующего конденсатора произведен от маломощного источника) .

В момент времени t> (фиг. 2) на тиристор

13 подают управляющий импульс, в результате чего конденсатор 14 начинает разряжаться по35 цепи: тиристор 13 — тиристор 6 — обмотка 2 трансформатора, уменьшая тем. самым ток нагрузки 1>., протекающий через тиристор 6.

Когда ток через тиристор 6 становится равным кулю, последний закрывается и ток нагрузки начинает протекать по цепи: нагрузка 11— тиристор 9 — обмотка 4 — конденсатор 14.

При этом происходит перезаряд конденсатора постоянным током нагрузки до напряжения противоположной полярности (знак заряда в

45 скобках), Когда напряжение на конденсаторе достигает по абсолютной величине значения Оео (момент времени tq, пробивается стабилитрон

18 и открывается тиристор 16. После того, как с помощью конденсатора 14 закроется тиристор 13, ток нагрузки переходит в цепь тиристора 16 и перезаряд конденсатора прекращается, В этот период времени к нагрузке приложено фазное напряжение.

В момент времени t3 подают управляющий импульс на тиристор 8, он открывается, а тиристор 16, благодаря тому, что напряжение вторичной обмотки 3 оказывается приложенным к нему в запирающем направлении, закрывается.

После закрытия тиристора 16 ток нагрузки протекает по цели: нагрузка 11 — тиристор

9 — — обмотка 4 и 3 — тиристор 8. При этом напряжение ка нагрузке вновь определяется линейным напряжением.

В момент времени t4 открывают тиристор

12, в результате чего с помощью конденсатора

14 закрывается тиристор 9, и ток нагрузки, протекая по цепи: нагрузка 11 — тиристор 12— конденсатор 14 — обмотка 3 — тиристор 8, перезаряжает конденсатор до напряжения противоположного знака (знак заряда конденсато)ра для. этого случая указан без скобок).

Когда напряжение на конденсаторе достигает по абсолютной величине U o (момент времени

tq) пробивается стабилитрон 17 и открывается тиристор 15. После того, как с помощью конденсатора 14 закрывается тирисгор 12, ток нагрузки протекает уже по цепи: нагрузка

11 — тиристор 15 — обмотка 3 — тирисгор 8, и перезаряд конденсатора 14 прекращается. В этот период времени к нагрузке вновь приложено фазкое напряжение. !

В момент времени tq открывают тиристор 5, а тиристор 15, благодаря тому, что напряжение, вторичной обмотки 2 трансформатора оказывается приложенным к нему в запирающем направлении, закрывается. После закрытия тиристора

15 ток нагрузки протекает по цепи; нагрузка

1l — тиристор 5 — обмотка 2 — обмотка 3— тиристор 5. При этом к нагрузке вновь приложено линейное напряжение вторичных обмоток трансформатора 1.

В дальнейшем все процессы повторяются.

Предлагаемый тиристорный выпрямитель работает как на активную, так и на активно — индуктивную нагрузку и может наити широкое применение в преобразовательной технике для получения регулируемого постоянного напряжения с высоким входным коэффициентом мощности.

Формула изобретения

Тиристорный выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными в звезду и нагруженными на силовой тиристорный мост, а также коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена к указанной нулевой точке вторичных обмоток трансформатора, а другая через распределительные тиристоры — к полюсам силового моста, отличающийся тем, что, с целью ограничения перенапряжений на его элементах и повышения коммутационной устойчивости, упомянутая нулевая точка вторичных обмоток трансформатора соединена через дополнительS ные тиристоры с полюсами силового моста, а между электродом и анодом каждого из этих тиристоров включена цепочка, состоящая из резистора и встречно включенных диода и стабилитр она. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

982166

1. Авторское свидетельство СССР Р 463209. кл, Н 02 М 7/155, 1972.

2. Зайцев А. И., Мишин В. Н.)(арактеристики одного класса тиристорных компенсационных преобразователей. — В сб. Устройства преобразовательной техники. Ч. 1, "Наукова думка", 1969.

982166

1

l !

) !

Составитель Г. Мыцык

Техред Ж.Кастелевич

Корректор И. Ватрушкина

Редактор К. Волощук

Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9731(77

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4