Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в зависимых преобразователях (выпрямителях и ведомых сетью инверторов) с улучшенными энергетическими и динамическими показателями , в частности для электроприводов постоянного тока. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности . Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включения вентилей основного моста 1 с опережением относительно моментов естественной коммутации. В случае возникновения аварийной ситуации необходимо быстро отключить цепь нагрузки от питающей сети, для чего достаточно включить тиристоры 4, 5, 18, 19. В результате конденсатор. 22 подключается к выходным выводам и ток нагрузки начинает плавно переходить из фаз питающей сети, в конденсатор. После его разряда ток нагрузки протекает в нулевом контуре через тиристоры 4, 5 и параллельные цепочки из тиристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21. 1 3.п. ф-лы. 3 ил. (Л / о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И»

А1 (5D H 02 М 7/162

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4041771/24-07 (22) 24.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. У 29 (71) Московский энергетический ин.ститут и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) О.Г.Булатов и В.А.Шитов (53) 621.314.632 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 86233?, кл. Н 02 М 7/162, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 443448, кл. Н 02 М 7/162, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 983941, кл. Н 02 М 7/162, 198 1.

Авторское свидетельство СССР

Р 1.107235» кл. Н 02 С 7/162, 1983. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в зависимых преабразователях (выпрямителях и ведомых сетью инверторов) с улучшенными энергетическими н динамическими показателями, в частности для электроприводов постоянного -.îêà. Цель изобретения — упрощение и повышение на" дежности. Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включения вентилей основного моста 1 с опережением относительно моментов естественной коммутации. В случае возникновения аварийной ситуации необходимо быстро отключить цепь нагрузки от питающей сети, для чего достаточно включить тиристоры 4, 5, 18, 19. В результате, g конденсатор. 22 подключается к выходным выводам и ток нагрузки начинает плавно переходить иэ фаз питающей сети.в конденсатор. После его разря- С да ток нагрузки протекает в нулевом контуре через тиристоры 4, 5 и параллельные цепочки из тиристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21.

1 з и. ф лы. 3 ил.!

328904

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в зависимых преобразователях (выпрямителях и ведомых сетью инверторов) с улучшенными энергетическими и динамическими показателями, в частности для электроприводов постоянного тока.

Цель изобретения — упрощение и повьппение надежности °

На фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 — реверсивный вариант преобразователя.

15

Устройство (фиг. 1) содержит ос новной и коммутирующий трехфаэные тиристорные мосты 1 и 2, подключен- 20 ные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост 3, выводы постоянного тока которого подключены к разноименным выводам постоянного тока коммутирующего моста 2 - 25 непосредственно и к одноименным выводам постоянного тока основного моста 1 - с помощью коммутирующих тиристоров 4 и S причем катод коммутирующего тиристора 4 соединен с по- 30 ложительным выводом постоянного тока основного моста I, а анод коммутирующего тиристора 5 соединен с отрицательным выводом постоянного тока основного моста 1. Основной мост 1 35 собран на тиристорах,6-11, коммутирующий иост 2 - на тиристорах 12" 17, Однофазный мост 3 содержит два накрестлежащих двухоперационных вентиля 18 и 19 и два диода 20 и 21. В 40 диагональ переменного тока однофазного моста 3 включен конденсатор 22.

В качестве двухоперационных вентилей tS и 19 могут быть использованы либо двухоперационные тиристоры, либо однооперационные тиристоры, снабженные устройствами принудительного эапирания. В реверсивном варианте преобразователя (фиг.3) в качестве второго основного моста 23 использу- 50 ется такой же трехфазный тиристорный мост, что и первый основной мост 1.

Основные мосты 1 и 73 включены встреч но-параллельно. Выводы постоянного тока однофазного моста 3 подключены к одноименным выводам постоянного тока второго основного иоста 23 с по((ощью коммутирующих тиристоров 24 и 25.

На фиг.1-3 взедены обозначения:

А, В, С вЂ” Фа--ы i тающей сетиу iÀ — токи соответствующих фаз; а

I> — сглаженный ток нагрузки, ток конденсатора 22; U(. — напряжение на конденсаторе 22; U< — выходное напряжение преобразователя.

Устройство позволяет генерировать реактивную мощность в питающую сеть за счет опережающего включения вентилей и работает следующим образом.

Пусть первоначально проводят тиристоры 6 и 11 основного моста 1.

Необходимо принудительно (с опережением относител:ьно момента естественной коммутации} перевести ток наг» рузки с фазы А на фазу В, т.е. выключить тиристор 6 и включить тиристор 7. Для этого в момент времени t опережающий соответствующий тиристорам 6 и 7 момент естественной коммутации на величину (((l (где 4 - опережающий угол регулирования, ((— круговая частота питающей сети), включают тиристоры 4, 16, 18 и 19. В результате напряжение конденсатора 22 складывается с напряжением вступающей в работу фазы В, Начальное напряжение на конденсаторе 22 выбирается несколько вьппе разности фазных напряжений. Устройство заряда конденсатора 22 необходимо только для первоначального заряда этого конденсатора. В качестве такого устройства может быть использован, например, маломощный сетевой выпрямитель. Под действием напряжения на конденсаторе

22 ток нагрузки Ig начинает плавно переходить из фазы A в фазу В. Плавный переход тока нагрузки обусловлен наличием в фазах питающей сети сопротивлений индуктивного характера {индуктивности линии, рассеяния обмоток сетевого питающего трансформатора, защитные токоогра(=.ичивающие дроссели и т.д.). Если бы в фазах сети отсутствовали эти индуктивности, то ток нагрузки мгновенно переходил бы из одной фазы в другую. В момент времени t„ ток нагрузки I < полностью переходит в фазу В. Начиная с этого момента проводивший ранее тиристор ч попадает под обратное напряжение и восстанавливает свои вентильные свойства. Длительность интервала выбирается достаточной для восстановления его вентильных свойств. Поскольку на интервалах t,-t„ и t„ — t

1328904

20

55 конденсатор 22 частично заряжается, то для подготовки схемы к очередному такту коммутации необходимо восстановить напряжение на этом конденсаторе до начального уровня. Для этого в момент t запирают двухоперационные вентили 18 и 19. 3а счет энергии, накопленной в индуктивностях цепи нагрузки (например, в сглаживающем дрос- 10 селе), ток нагрузки продолжает протекать на противо-ЭДС, создаваемую конденсатором 22. При этом в работу вступают диоды 20 и 21. Ток через конденсатор 22 меняет свое направление, s результате конденсатор 22 дозаряжается. В момент времени t нап9. ряжение на конденсаторе 22 достигает своего начального уровня. В этот момент включают очередной тиристор 7 и ток нагрузки I переходит в этот тиристор. Принудительная коммутация остальных вентилей моста 1 происходит аналогично по описанному выше алгоритму переключения. Для запирания какого-либо тиристора катодной группы моста 1 включают тиристор 4 и тот тиристор катодной группы моста 2, который подключен анодом к очередной вступающей в работу фазе. Для запирания тиристора анодной группы моста 1 включают тиристор 5 и тот тиристор анодной группы моста 2, который подключен катодом к очередной вступающей в работу фазе. Алгоритм переключения вентилей однофазного моста 3 тот же, что и на фиг ° 2. Существенным является то, что на первом коммутационном интервале напряжение конденсатора 22 складывается с напряжением очередной вступающей в работу фазы, а на последнем коммутационном интервале происходит восстановление начального напряжения на конденсаторе 22.

Реверсивный вариант устройства (фиг.3) позволяет получить на выходе преобразователя напряжение Б„ обратной полярности. Для этого в схему преобразователя введен второй основной мост 23, который отличается от первого основного моста 1 только направлением включения по постоянному току. Для принудительной коммутации вентилей моста 23 используются коммутирующий трехфазный мост 2, однофазный вентильный мост 3 и два коммутирующих тиристора 24 и 25. Для запирания какого-либо тиристора катодной группы моста 23 .включают тиристор 25 и тот тиристор катодной группы моста 2, который анодом подключен к очередной вступающей в работу фазе. Для запирания тиристора анодной группы моста 23 включают тиристор 24 и тот тиристор анодной группы моста 2, который катодом подключен к очередной вступающей в работу фазе. Алгоритм переключения вентилей моста 3 тот же, что и при коммутации тиристоров моста 1.

Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включения вентилей основного моста с опережением относительно моментов естественной коммутации. Кроме того, использование принудительной коммутации позволяет повысить динамические показатели преобразователя, поскольку переключение фаз сети возможно в любой заданный момент времени. В результате частота пропускания преобразователя с принудительной коммутацией выше 50 Гц.

Если в случае возникновения аварийной ситуации необходимо быстро отключить цепь нагрузки от питающей сети, то в устройстве достаточно включить тиристоры 4, 5, 18 и 19.

В результате конденсатор 22 подключен к выходным зажимам преобразователя и ток нагрузки начинает плавно переходить из фаз питающей сети в этот конденсатор. Затем конденсатор разрядится до нуля, после чего ток активноиндуктивной нагрузки протекает в ну-. левом контуре через тиристоры 4 и 5 и две параллельные цепочки из тиристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21.

Формула. изобретения

1. Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной и коммутирующий трехфазные тиристорные мосты, подключенные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост, два накрестлежащих вентиля которого являются двухоперационными, а два других — диоды, конденсатор, включенный в диагональ переменного тока однофазного вентильного моста, два коммутирующих тиристора, катод одного из которых подключен к положительному выводу постоянного тока основного моста, а анод другого—

5 1328904 6 к отрицательному выводу этого моста, 2. Преобразователь по п.1, о т— отличающийся тем, что, с л и ч а ю шийся тем, что, с цецелью упрощения. и повышения надеж- лью получения на выходе напряжения ности, положительный и отрицательный обратной полярности, введены второй выводы постоянного тока однофазного 5 основной трехфазный тнристорныи мост, вентильного моста подключены к разно- включенный встречно-параллельно с именным выводам постоянного тока ком- первым, и два дополнительных коммумутирующего моста непосредственно и тирующих тиристора, включенные между к одноименным выводам постоянного то- одноименными выводами постоянного ка основного моста с помощью коммути- 10 тока второго основного и однофазного рующих тиристоров. мостов.

1328904

Составитель Е.Мельникова

Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор M,Шароши

Заказ 3495/55 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4