Управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

Управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор. вторичные обмотки которого соединены в звезду, трехфазный выпрякштель, собранный на управляемых вентилях по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включены концы звезды вторичных обмоток, однофазный выпрямитель, собранный на управляеких вентилях по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включен конденсатор, причем по Выходу оба выпрямителя соединены параллельно , от л и ч а ю вх и и с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения величины коммутационных напряжений, дополнительно введены две пары встречно-параллельно включенных вентилей,., один из которых § полностью управляемый, причем одна пара вентилей включена между нулевой С/1 точкой звезды вторичных обмоток трансформатора и выводом одной из обкладок указанного конденсатора, другая пара вентилей включена между нулевойS точкой звезды вторичных обмоток сформатора и выводом другой обкладки конденсатора, а два несмежных вентиО 3 ля моста однофазного выпряМштеля выполнены полностью управЛЯ€№1МИ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) ПП,ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ

К АВТОРСКОМУ СОИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3513937/24-07 (22 ) 24. 11. 82 (46) 07.01 84. Бюл. В 1 (72) О.Г. Булатов и В.А. Шитов (71 ) .Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской революции энергетический институт (53 ) 621. 314. 5 (088. 8 ) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

Р 443448, кл. Н 02 М 7/155, 1974..

2. Авторское свидетельство СССР

В 519832, кл. Н 02 М 7/155, 1976.

3. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи, ч. 3,. М., Госэнергоиздат, 1956, с..439, рис. 5-41.

4. ПбпФег Msrz. Die XD3-Schaltung, ihre Eigenschiaften und ihre

Anwendung in der Leistungselektronik. - ETZ-А, 1972,. Bd.. 93, Н10

571 576.

5. Авторское свидетельство СССР

9 764067, кл. Н 02 М 7/12, 1980 г. -.

6. Авторское свидетельство СССР

В 752685, кл. Н 02 М 7/12 1980 r. (54)(57) УПРАВЛЯЕИЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО. HMlPKKRHHR В ПОСТОЯННОЕ ° содержавший трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в звезду, трехфазный выпрямитель, собранный íà управляемых вентилях по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включены концы звезды вторичных обмоток, однофаэный выпрямитель, собранный на управляемых вентилях по мостовой схеме„ в диагональ переменного. тока. которой включен конденсатор, причем по выходу оба выпрямителя соедийены параллельно, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения величины коммутационных напряжений, дополнительно введены две пари встречно-параллельно включенных вентилей, один иэ которыхЯ полностью управляемый, причем одна пара вентилей включена между нулево точкой звезды вторичных обмоток.тра сформатора и выводом одной из обкла док указанного конденсатора, другая пара вентилей включена между иулевойЯ точкой звезды вторичных обмоток тра сформатора и выводом другой обкладк конденсатора, а два несмежных венти ля моста однофазного выпрямителя вы полнены полностью управляемыми.

1066003

Изобретение относится к преобра= зовательной технике и предназначено для использования в зависимых преобразователях с улучшенными энергетическими показателями.

Известии схемы зависимых преобразователей, в которых улучшение энергетических показателей достигается за счет принудительной двухступенчатой коммутации. Включение вентилеЙ с опережающими углами регулирования позволяет осуществлять генерирование реактивной мощности. Схемы содержат два трехфазных моста (основной H вспомогательный), демпфирующий конденсатор и два ключевых элемента. !5

В этих схемах принудительная коммутация осуществляется в обеих группах одновременно. В результате в демпфирующий конденсатор вводится энергия, накопленная в двух фазах питающей сети, что приводит к повышению коммутационных напряжений (1) и $2) .

Известна схема Каганова»Сабба и ее модификации, в которых устройство принудителы.ой коммутации со- 25 единено с общей точкой вторичных обмоток питающего трансформатора, включенных по схеме "звезда", принудительная коммутация в каждой из групп происходит независимо. 30

Однако указанные схемы оказываются неработоспособными в области малых токов нагрузки, так как коммутирующий конденсатор перезаряжается постоянным током нагрузки, в резуль- З5 тате чего перезаряд конденсатора затягивается $3) и (41.

Известна также схема, в которой для принудительной коммутации тока в обеих вентильных группах должно

<иодержаться два конденсатора, что ®0 увеличивает ее массогабаритные показатели (5) .

Наиболее близким к предлагаемому является управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, 45 содержащий трехфазный трансформатор, вторичные .обмотки которого соедине« ны в звезду, трехфазный выпрямитель, собранный на управляемых. вентилях по мостовой схеме, в диагональ пере- 50 менного тока которой включены концы звезды вторичных обмоток, однофазный выпрямитель, собраннйй на управляемых вентилях по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой 55 включен конденсатор, причем по выходу оба выпрямителя соединены параллельно $6) .

В данном преобразователе узел принудительной коммутации выполнен 68 в виде однофазного моста с конденсатором в диагонали.

3а счет соединения одного конца конденсатора с общей точкой вторичных обмоток удается осуществлять принудительную коммутацию в каждой из вентильных групп в отдельности.

Поэтому на любом интервале коммута-: ,ции накопления энергия выводится только из одной фазы.

Недостатком прототипа является снижение надежности, что обусловлено повышением коммутационных напряжений. В схеме прототипа принудительная коммутация разбивается на три этапа: перевод тока нагрузки из ранее проводившей фазы сети в кон;денсатор, переэаряд конденсатора то-„ ком нагрузки, перевод тока нагрузки из конденсатора в очередную фазу ce" ти.

Для обеспечения надежной коммутации начальное напряжение на конденсаторе должно превышать амплитуду фазного напряжения на величину

hU а т<»Гь/с где,! - ток нагрузки; — индуктивность рассеяния одной фазы трансформатора, приведенная к первичной стороне, С вЂ” емкость конденсатора .

Наибольшая длительность второго этапа определяется выражением д "= си»,„/х>, где Ц»„„- амплитуда линейного напряжения на вторичной стороне трансформатора.

Прототип обладает противоречиемг для уменыазния величины напряжения

A U необходимо увеличивать емкость конденсатора С, но при этом возрастает длительность интервала At.

Увеличение длительности этого интервала отрицательно сказывается на режиме работы трансформатора и характеристиках преобразователя. Íàпример, если номинальная мощность преобразователя 50 кВА, напряжение на вторичной стороне трансформатора 220/380 В, напряжение короткого замыкания трансформатора составляет

53 номинального. При этих условиях фазная индуктивность рассеяния

400 мкГн. Для того, чтобы длительность второго этапа не превышала времени, соответствующего 10 эл.град.< емкость не должна превышать 100 мкФ.

Тогда наименьшая величина напряжения bU составляет 65% от амплИтуды

Фаэного напряжения на вторичной стороне трансформатора. На эту величину доляны быть рассчитаны все элементы схемы.

Цель данного изобретения - повышение надежности путем снижения величины коммутационных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый преобраэова10бб003 тель переменного напряжения в посто- естественной коммутации и осущестянное, содержащий трехфазный тран- вляется следующим образом. сформатор, вторичные обмотки которо- Пусть проводят вентили 2 и 7 трехго соединены в звезду, трехфазный фазного моста 1 (Фиг. 1). выпрямитель, собранный на управля- Необходимо принудительно перевесемых вентилях по мостовой схеме, в 5,ти ток нагрузки с вентиля 2, на вен,диагональ переменного тока которой тиль 4 Для этого в мом вклвчены концы звезды вторичных o6- to (фиг. 2) включают вентили 9 и 16. моток, однофазный выпрямитель, соб- Начальный уровень .напряжения íà кон ранный на управляемых вентилях по денсаторе 13 превышает амплитуду мостовой схеме, в диагональ перемен- 10 напряжения вторичных обмоток 8. В ре* ного тока которой включен конденса- зультате на интервале С t< ток на-. тор, причем по выходу оба выпрямите- грузки переходит из цепй вторичная ля соединены параллельно, дополни-. обмотка 8 фазы а - вентиль 2 в цепь тельно введены две пары встречнопараллельно включенных вентилей, 15 тиль 9. В момент С1, когда ток Фаодин из которых полностью управля- зы а достигнет нуля вык одна пара вентилей тили 9 и 16 и одновременно включают включена между нулевой точкой звезды вентиль 11. На интервале t<- t> ток вторичных обмоток трансформатора :нагрузки протекает по цепи диод 15 и выводом одной из обкладок указан- ъ конденсатор 13 — вентиль 11. П и ного кон енсато а %/

° РИ тилей д сатора, другая пара вен» этом конденсатор дозаряжает я В сато а» с . мозвез в включена между нулевой точкой мент Со включают вентиль 4 и ток нато а ды торичных обмоток трансформа- грузки начинает переходит одить в цепь р и выводом другой обкладки кон- вторичная обм r 8 Ф мо ка фазы Ъ вЂ” вентиль 4 денсатора, а два несмежных вентиля В момент t моста однофазного выпрямителя выпол- переходит т ток нагрузки полностьв

4. инте ва иены полностью управляемыми. одит в вентиль . На инте ва интервале ,t<- t< конденсатор 13 частично разна Фиг. 1 показана принципиальная РЯжаетсЯ, а на интеРвале сУ- с досхема устройства; на Фиг. 2 — диаг-. заряжается. Лбсолютные велйчинй прираммы, поясняющие работу устройства. 30 ращения напряжения на этих интервауправляемый преобразователь пере- лах не Равны междУ собой- РазниЦа менного напряжения в постоянное этих напряжений компенсируется на фиг. 1) содержит трехфазный мо т 1, интервале С(- С . Для этого либо

2собранный на управляе,,х вентилях вре-

-7. к зажимам переменного тока мос-.35 менно включают вентиль. 11 (Фиг. 2) та 1 подк,чены кон„ы звезды вторич "бо ОставлЯют вентили 9 и 16 откРыных обмоток 8 трехфазного питающего . тыми. В пеРвом слУчае конденсатоР 13 трансформатора. устройство принуди- ДОЗаРЯжаЕТСЯ На ИнтЕРВаЛЕ С- ф е а н тельной коммутации состоит из одно- а во втоРом — частичяо РазРЯжает . ф з ого моста на вентилях 9-12 и . на этом интеРвале. В момент С У тся конденсатора 13. Устройство принуди- 0 .Ройство коммутации вновь готово к 4О усттельной коммутации-соединено с общей точкой вторичных обмоток 8 с помощью пар вентилей 14-17. Вентили Использование предлагаемо о г уст. Управляемыми

1 являются полностью ройства позволяет. снизить комм T у ациуправля е э мыми, т.е. выклвчаемыми по 45 онные напряжения на венти х а

45 . ля з сче. ющ му электроду. B качестве .. увеличения емкости конденсатора . вентилей 15 и 1? и 17 могут быть исполь- : так для рассмотренного выше .случая

t зованы а ы диоды. на Фиг. 1 приняты по- . при емкости конденсатора 1500 мкФ .дожйтель ые н ц аправления тока и на- величина коммутационных напряжений, . 1: .пряжений: i - -вторичный ток Фазы 50 отнесенная к амплитуде Фазного на,трансформатора, Uz- напряжейие на пряжения вторичной стороны не п еРе q u Uq .- напряжения, : вышает 5В. При этом длительность всемежду общей точкой вторичных обмо» . го коммутационного интервале С ток 8 и на

О" 9 об з ши ми постоянного тока пре- . не превышает времени соответ тв

I с увщебразователя, a, b, с -Фазы трансфор-55. го 10 эл град. матора.

Работа предлагаемого

Р д ого устройства Снижение коммутационных напряжвзаключается во вкхиоч

one же и кхиочении .вентилей с ний на вентилях повышает наде но т ре н ем относительно -моментов . работы устройства. ж с ь

106БООЗ

1066003

Составитель Л. Устинкина

Редактор E. Кривина Техред A. Ац Корректор В. -Гирняк

«М«

Заказ 11056/57 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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