Управляемый выпрямитель

 

О П И С Д Н И Е пи Бзв4вб

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаявлЕно 19.11.73 (21) 1971471/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.76. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 10.0577 (51) Я. Кл.>

Н 02 М 7/155

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэаоретеннй и открытий (53) УДК

621.314.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Игольников и И. А, Нейн (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Предлагаемое изобретение относится к управляемым выпрямителям с искусственной коммутацией, содержащим трансформатор, управляемые вентили, например тиристоры, и узел искусственной коммутации. Нагрузка выпрямителя — активно — индуктивная.

Известны управляемые выпрямители с искусственной коммутацией, работающие в режиме потребления или генерирования реактивной мощности (1,4).

Известное устройство (2), обеспечивая регулирование выпрямленного напряжения при генерации реактивной мощности, недостаточно надежно при повышенных выпрямленных напряжениях, когда требуется применение последовательного соединения тиристоров в одном плече.

Если же для получения требуемого значения высокого выпрямленного напряжения соединить последовательно два таких выпрямителя, то силовая схема и схема управления усложняются. Кроме того, поскольку каждый из конденсаторов обеспечивает коммутацию только одной труппы тиристоров, использование конденсаторов будет менее эффективно, по сравнению с тем, где конденсатор обеспечивает коммутацию обеих грутпт.

Другое устройство (3) предназначено для работы при низких выпрямленных напряжениях, где стремятся уменьшить падение напряжения на вентильных элементах.

5 Устройство (4) — управляемый мостовой выпрямитель на тиристорах с искуственной коммутацией; оно содержит один коммутирующий конденсатор и два вспомогательных тиристора. Конденсатор обеспечивает коммутацию тока как в анодной, 10 так и в катодной тиристорных группах. Однако эта схема мало надежна при повышенных выпрямленных напряжениях. Применение двух последовательных соединенных одинаковых устройств для получения требуемого высокого напряжения связа15 но с усложнением силовой части и системы управления.

Ближайшим аналогом является управляемый выпрямитель, выполненный по схеме двойного питания и содержащий трансформатор с двумя груп20 нами вторичных обмоток, силовые тиристоры, коммутирующие конденсаторы и два вспомогательных тиристора, направление проводимости которых совпадает с направлением проводимости силовых тиристоров, образующих последовательную цепочку, 2б включенную параллельно выходным зажимам (1) .

538465

Отличие предлагаемого выпрямителя от известного состоит в том, что он снабжен третьим вспомогательным тиристором, включенным последовательно с двумя другими, причем его анод соединен через конденсатор с нулевой точкой первой группы вторичных обмоток трансформатора, а катод через другой конденсатор — с нулевой точкой второй группы обмоток. Это отличие позволяет упростить устройство и повысить надежность его работы при выпрямленных напряжениях. Кроме того, пред- 10 лагаемьй выпрямитель отличается также тем, что встречно-параллельно третьему вспомогательному тири стору подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных дополнительного тиристора и реактора, Это отличие позволяет упростить запуск выпрямителя и повысить его надежность при малых токах нагрузки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы выпрямленного напряжения Ц1, напряжения на коммутирующей емкости Ц и импульсов управления основных и вспомогательных тиристоров.

Предлагаемьй управляемый выпрямитель с двойным питанием собран по схеме с девятью управляемыми вентилями. К нулевым точкам вторичных обмоток трансформатора, имеющих фазовьй сдвиг относительно друг друга на 180 эл/град, присоединены два конденсатора 1,2, ко вторым обкладкам которых подключены два вспомогательных тиристора 3 и 4. Вторыми концами эти тиристоры подсоединены к анодной и катодной группам вентилей моста, причем анод тиристора3 подсоединен к анодной группе, а катод тиристора 4 к катодной группе. Между точками соединения тиристора 3 с конденсатором 1 и тиристора 4 с конденсатором 2 включен тиристор 5, встречно — параллельно которому включена цепочка из последовательно соединенных тиристора 6 и реактора 7, 8 — 13 — тиристор ы вьгпрямительного моста.

Представленные на фиг, 2 диаграммы, относящиеся к работе тиристоров 8 — 13, поясняют принцип действия вьптрямителя.

Предположим, что в начальньй момент времени проводят тристоры 8, 9, 10, а конденсаторы 1, 2 с помощью внешнего источника заряжены до потенциала, необходимого для-пуска выпрямителя (знак заряда указан без скобок) .

В момент т, управляющим импульсом Uy

-отпирается тиристор 5. При этом суммарное напряжение двух конденсаторов подключается параллельно работающему тиристору 8 средней группы тиристоров выпрямителя и двум связанным с ним фазным обмоткам трансформатора.

Если суммарное напряжение конденсаторов превышает суммарное- напряжение этих двух фаз, то тиристор 8 выключается, и ток нагрузки начинает проходить через вспомогательный тиристор 5, конденсаторы 1, 2 и две фазные обмотки, связанные с работающими тиристорами 9 и 10. При этом конденсаторы перезаряжаются током нагрузки до

60 напряжения противоположного знака (на фиг. 1 знак заряда конденсаторов для этого момента указан в скобках) . В момент времени 1 управляющий импульс U> отпирает тиристор среднего ряда 11, после чего ток нагрузки начинает проходить через него и продолжающие работать тиристоры 9 и 10.

При этом тиристор 5 запирается, и перезаряд конденсаторов 1, 2 заканчивается.

В момент времени t3 управляющий импульс иу, открывает вспомогательные тиристоры 3 и 4. При этом напряжение конденсаторов 1 и 2 прикладывается соответственно к силовым тиристорам9, 10 через фазные обмотки трансформаторов. Если напряжение на конденсаторах 0с превышает напряжение фазной обмотки, то тиристоры 9, 10 закрываются, и ток нагрузки начинает проходить через вспомогательные тиристоры 3, 4 и две фазные обмотки и конденсаторы. При этом конденсаторы 1, 2 перезаряжаются током нагрузки до первоначального знака. В момент t4 управляемьй импульс U > отпирает очередные тиристоры 12, 13 в крайних группах выпрямителя, после чего ток нагрузки начинает проходить через них, а вспомогательные вентили 3 и

4 закрываются. Далее процессы повторяются.

Для облегчения запуска выпрямителя и повышения надежности работы устройства при малых значениях индуктивности в цепи нагрузки и малых токах нагрузки встречно — параллельно вспомогательному тиристору 5 подключается дополнительный тиристор 6, последовательно с которым вводится зарядный реактор 7. Импульсы управления на тиристор 6 подаются одновременно с импульсами управления вспомогательных тиристоров 3 и 4. В результате отпирания тиристора 6 заряд конденсатора 1, 2 происходит как током нагрузки, так и двойным фазным напряжением, приложенным через работающий тиристор средней группы тиристоров выпрямителя, зарядный реактор7 и вспомогательньй тиристор 6 к этим конденсаторам.

В остальном электромагнитные процессы протекают аналогично описанным выше.

Предлагаемьй выпрямитель целесообразно использовать в возбудительных агрегатах, которые по условиям форсировки возбуждения работают в номинальном режиме с низким значением коэффициента мощности, а наличие их в цепи большой индуктивности способствует перезаряду коммутир ующих конденсаторов.

Фор мула изобр етения

1. Управляемый выпрямитель, выполненный по схеме двойного питания и содержащий трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, силовые тиристоры, коммутирующие конденсаторы и два вспомогательных тиристора, направление проводимости которых совпадает с направлением проводимости силовых тиристоров, образующих последовательную цепочку, включенную параллель538465 но выходным зажимам, о т лича ющийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности работы при повышенных выпрямленных напряжениях, он снабжен третьим вспомогательным тиристором, включенным последовательно с двумя другими, причем его анод соединен через конденсатор с нулевой точкой первой группы вторичных обмоток трансформатора, а катод через другой конденсатор — с нулевой точкой второй группы обмоток.

2. Выпрямитель по п, 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения запуска выпрямителя и повышения надежности при малых токах нагрузки, встречно — параллельно третьему вспомогательному тиристору подключена цепочка; состоящая из последовательно соединенных дополнительного тиристора и реактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции У 1434046, кл. Н02 1966г., (прототип).

2. Каганов И. Л. "Электронные и ионные преобразователи", ч. 111, Госэнергоиздат 1956г. стр.

348-357, 3. Николаев А. Г., Третьяк Т. П, "Выпрямитель на управляемых вентилях" а.с. СССР, Р216101, Н02М7/12, 1970г.

4. Журнал Proceedings of the institution of JEEE, том116 N 5, 1969.

Составитель Л. Устинкина

Техред М. Ликовнч

Редактор И. Тимофеева

Корректор Н. Ковалева

Заказ 5728/33

Тираж 874 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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