Способ регулирования выпрямленного напряжения

 

l72 907

СПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.Х1.1963 (№ 866316/24-7) с присоединением заявки ¹ 880151/24-7

Приоритет по п. 2 06.11.1964

Опубликовано 07Х11.1965. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17Х1П.1965

Кл. 21d -, 12юз

21d> 53оз

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК Н 02m

Н 02l

УДК 621.314.632(088.8)

621.314.214 (088.8) г ГЕССЮЗНАЯ ! ПА1сИП 0 - «, . те. >I i « ° пг ° г g

Авторы изобретения

С. Н. Засорин и В. М. Бабаева

Заявитель

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЬ1ПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Подггисная epynna № 98

Для регулирования напряжения в установках со статическими преобразователями применяют способ, основанный на изменении коэффициента трансформации преобразовательного трансформатора, и сеточное регулирование выпрямленного напряжения (при наличии управляющих сеток ионных вентилей). В настоящее время широко внедряют способ ступенчатого регулирования коэффициента трансформации под нагрузкой.

Однако выпускаемые отечественными заводами устройства для ступенчатого регулирования напряжения под нагрузкой обладают рядом недостатков. Интенсивный износ контактов, происходящий несмотря на то, что для ограничения тока применяют как активные, так и реактивные сопротивления, требует их частой замены и связан с загрязнением дугогасящей среды — трансформаторного масла.

Это, в свою очередь, вызывает необходимость частых ревизий, существенно затрудняет и удорожает эксплуатацию трансформаторов с устройствами регулирования напряжения и снижает эффективность их применения. Кроме того, недостатком известного способа является ступенчатое изменение напряжения.

При сеточном регулировании напряжения ухудшается коэффициент мощности установки, повышается содержание гармонических в кривой первичного тока, увеличивается вероятность возникновения обратных зажиганий вентилей.

Для улучшения работы устройств регулирования выпрямленного напряжения под нагрузкой путем последовательного подключения различного числа секций обмоток выпрямительного трансформатора, для упрощения переключающего устройства и получения

10 безынерционного ступенчатого регулирования предложено использовать в качестве коммутирующих элементов тиристоры (КУВ).

Применение КУВ дает следующие положительные результаты. Секции обмоток транс.

15 форматора в процессе переключения не закорачиваются, это избавляет устройство от токоограничивающих реакторов. Не возникает коммутационных перенапряжений, так как переключение вентилей происходит только при

20 н левом значении тока.

Регулирование напряжения осуществляют на вторичной стороне, в связи с чем отпадают ограничения, связанные с компенсацией по25 терь напряжения в самом трансформаторе, т. е. с компаундированием внешней характеристики выпрямителя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема узла регулирования трансформатора для

30 трех ступеней одной фазы (схема трехфазно172907

65 го регулирования аналогична приведенной на чертеже) .

На фиг. 2 дана принципиальная схема плавного регулирования выпрямленного напряжения тиристора, использованного для подключения выпрямителя к обмоткам трансформатора.

Необходимый уровень выпрямленного напря>кения определяет ступень тиристора, использованного для подключения выпрямителя к обмоткам трансформатора. Для этого в каждую положительную полуволну на тиристор идет отпирающий импульс управления.

При изменении ступени регулирования следует снять управляющие импульсы с работающего тиристора и подать их на тиристор той ступени, на которую происходит переключение. Для получения плавного регулирования выпрямленного напряжения и уменьшения искажений в форме кривых токов и напряжений преобразовательной установки предложено подключать каждую последующую секцию путем изменения момента подачи отпирающих импульсов на управляющие электроды тирис1оров регулируемой секции, а все предыдушие секции включать в работу в момент естественного зажигания выпрямителя.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять плавное регулирование напряжения включением в цепи управления диодов фазосдвигающего устройства (подобно сеточному регулированию) . Сдвигая момент подачи управляющего импульса, можно уравнять средние значения напряжений ступеней, между которыми будет происходить переключение, а затем осуществить переключение. В отличие от известных выпрямительных схем с сеточным регулированием предлагаемая схема обеспечивает значительно меньшие иска>кения первичного тока и напряжения и практически безынерционное, плавное и глубокое регулирование выпрямленного напряжения Uq.

На примере фазы I трансформатора выпрямителя рассмотрим работу схемы плавного регулирования.

Начало интервала работы фазы I определено моментом, когда мгновенное значение напряжения Uo, превышает мгновенные знаЧЕНИя НаПряжЕНИй UO — а H UO — аа ОбМОтОК других фаз при закрытых тиристорах КУВ, и

КУВ,. Ток протекает по цепи Π— а — c7I — Л2— д — Вц — R„— О, где Во — основной выпрямительный элемент схемы. При этом КУВ1 будет испытывать напряжением своей секции

Ь, в, приложенное в прямом направлении, и

КУВ2 — секции U, 2. В этом случае напряжение Uo,. основной обмотки трансформатора будет определять выпрямленное напряжение Uy.

Если в интервале работы фазы У открыт

КУ81 и закрыт КУВ, то ток будет протекать по цепи Π— а — б — КУВ,— в — Л2 — д — 8o—

R„— О. Диод all не будет проводить тока, так как к нему будет приложено напряжение

U, в секции в обратном направлении. Напряжение Uo;= Uo + Ьа --,, т. е. напря>кение, УВЕЛИЧЕННОЕ НанряжЕНИЕМ СЕКЦИИ Ua. — о, ОудЕT определять выпрямленное напряжение Ua.

Наконец, если открыты КУВ1 и КУВ,, то ток протекает по цепи Π— а — б — КУВ,— в— г — КУВ2 — д — В,— Яа — О, В этом случае выпрямленное напряжение (1, будет определено суммой напряжения основной обмотки трансформатора и напря>кений двух секций, т. е.

УΠ— 2 (0 — а + а — о 4 o —" ДИОДЫ ÄI II Д1 не будут проводить тока, так как к ним в ооратном направлении будут приложены напря>кения Uä —, и U,— 2.

Таким образом происходит комбинация ступенчатого регулирования безынерционным переключением отпаек обмоток трансформатора и плавного регулирования в пределах напряжения каждой секции обмотки по типу известного сеточного регулирования выпрямителей на ионных вентилях.

Так как мощность, необходим" ÿ для управления диодами, незначительна, автоматизации регулирующего устройства может быть выполнена на маломощных бесконтактных элементах, например транзисторах.

Предлагаемый способ регулирования напряжения может найти применение во всех преобразовательных установках, нуядающихся в широком регулировании напряжения, например на электровозах переменно-постоянного тока, тяговых подстанциях электрифицированного транспорта, промышленных предприятиях, использующих электролиз и др. Применение этого способа особенно эффективно в установках, вентили которых не имеют управляющих элементов (полупроводниковые диоды, ионные вентили без управляющих сеток) .

Предмет изобретения

1. Способ регулирования выпрямленного напряжения статических преобразователей под нагрузкой путем последовательного подключения различного числа секций обмоток выпрямительного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения переключающего устройства и получения безынерционного регулирования напряжения, переключение секций указанного трансформатора производят в бестоковую часть периода при гомощи тиристоров.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью получения плавного регулирования вь.— прямленного напряжения и уменьшения искажений в форме тока и напряжения преобразовательной установки, подключение каждой последующей секции производят с углом запаздывания путем изменения момента подачи отпирающих импульсов на управляющие электроды тиристоров регулируемой секции, в то время как все предыдущие секции включают в работу в момент естественного зажигания выпрямителя.

Приоритет по п. 2 исчислять с 6 февраля

1964 г. по заявке № 880151.