Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий основной и коммутирующий вспомогательный трехфазные тиристорные мосты подключенные к питающей сети, и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, в него введены две цепочки последовательно соединенных тиристоров , одна из которых подключена согласно-параллельно основному мосту, а другая - встречно-параллельно вспомогательному , и однофазный вентильный мост, в диагональ переменного тока которого включен указанный конденсатор , а зажимы постоянного тока подключены к обпщм точкам последовательно соединенных тиристоров, причем два накрестлежащих вентиля однофазного § моста являются двухоперационными, а (/) два других - неуправляемыми.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ц1) Н 02 M 7/155//Н 02 P 7/28 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 35981 96/24-07 (22) 31.05.83 (46) 07.08.84. Бюл. ¹ 29 (72) О.Г.Булатов и В.А.Шитов (7i) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621 ° 314.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 468342, кл. Н 02 М 7/12, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 752686, кл. Н 02 М 7/ 155, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 610284, кл. Н 02 M 7/145, 1976. (54)(57) ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ, содержащий основной и коммутирующий вспомогательный трехфазные тиристорные мосты подключенные к питающей сети, и конденсатор, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью его упрощения, в него введены две цепочки последовательно соединенных тиристоров, одна из которых подключена согласно-параллельно основному мосту, а другая — встречно-параллельно вспомогательному, и однофазный вентильныи мост, в диагональ переменного тока которого включен указанный конденсатор, а зажимы постоянного тока подключены к общим точкам последсвательНо соединенных тиристоров, причем два накрестлежащих вентиля однофазного ф моста являются двухоперационными, а два других — неуправляемыми.

1107235

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в зависимых преобразователях с улучшенными энергетическими показателями, B частности для злектроприводов постоянного тока.

Известны схемы зависимых преобразователей, в которых за: чет принудительной двухступенчатой коммутации осуществляется включение вентилей 10 с опережением относительно моментов естественной коммутации, Такое включение вентилей позволяет генерировать реактивную мощность в питающую сеть и, тем самым, улучшает энергетичес- 15 кие показ..тели системы электроснабжения в целом. Эти схемы содержат два трехфазных моста (основной и вспомогательный), демпфирующий конденсатор, два тиристорных ключа и 20 ряд дополнительных элементов (lg z(2J.

Однако в этих схемах принудительное запирание вентилей о< уществляется в обеих группах (анодной и катодной) одновременно. В результате в кри- вой фазного тока появляется провал, что ухудшает его гармонический состав.

Недостатком этих схем является также необходимость увеличивать емкость демпфирующего конденсатора, так как

30 он должен обеспечить вывод энергии, накопленной в двух фазах питающей сети.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из основного мостового управляемого выпрямителя, положительный полюс которого соединен через первый диод в непроводящем направлении с зажимом коммутирующего

40 узла, другой зажим которого соединен с полох<ительным полюсом вспомогательного неуправляемого мостового выпрямителя и с положительной обкладкой конденсатора фильтра, отрицательная обкладка которого подключена к поло45 жительному полюсу вспомогательного мостового выпрямителя, а также через второй диод, включенный в непроводящем направлении — к положительному полюсу основного выпрямителя. В цепь нагрузки включен датчик тока, гальванически связанный с управляющим входом системы импульсного управления, предназначенный для управления коммутирующими тиристорами, соединенными между собой последовательно и шунтирующими коммутирующую LC-цепь в составе коммутируюшего узла < 3 ).

В этом преобразователе принудительное запирание в каждой вентильной группе (анодной и катодной) осуществляется независимо. Для этого преобразователь снабжен двумя демпфирующими конденсаторами. усложняющими устройство.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Эта цель достигается тем, что в трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной и коммутирующий вспомогательный трехфазные тиристорные мосты, подключенные к питающей сети, и конденсатор, введены две цепочки последовательно соединенных тиристоров, одна из которых подключена согласно-параллельно основному мосту, а другая — встречно-параллельно вспомогательному, и однофазный вентильный мост, в диагональ переменного тока которого включен указанный конденсатор, а зажимы постоянного тока подключены к общим точкам последовательно соединенных тиристоров, причем два накрестлежащих вентиля однофазного моста являются двухоперационными, а два другихнеуправляемыми.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2-6 эквивалентные схемы, поясняющие работу устройства на интервалах коммутации; на фиг. 7 — схема устройства в реверсивном исполнении.

Устройство содержит два трехфазных тиристорных моста: основной 1 и вспомогательный 2, подключенные к трех,фазной трехпроводниковой сети пере-" менного тока А, В, С. Нагрузка должна подключаться к зажимам постоянного тока моста 1. Согласно-параллельно основному мосту 1 подключена цепочка из двух последовательно соединенных тиристоров 3 и 4. Встречно-. параллельно вспомогательпому мосту 2 включена цепочка из двух последовательно соединенных тиристоров 5 и 6. К общим точкам тиристоров 3,4 и 5,6 подключены зажимы постоянного тока однофазного вентильного моста 7. В диагональ переменного тока моста 7 включен конденсатор 8. Два накрестлежащих вентиля 9 и 10 однофазного моста 7 являются двухоперационными тиристорами, а два других вентиля 11 и 12 — диодами. Вместо двухоперационных тиристоров (вентилей 9 и 10) могут быть исз . 11072 пользованы однооперационные тиристоры, снабженные устройствами прину дительной коммутации. На фиг. 1 тиристоры 13-18 относятся к вспомогательному мосту 2, а тиристоры 19-24 — к основному мосту 1. На фиг. 2-6 представлена схема замещения источника 25 переменного тока. Считается, что каждая фаза питающей сети состоит из переменной ЭДС 26 и индуктивности 27. Эта индуктивность является эквивалентной и учитывает индуктив-" ности линии, фазные индуктивности рассеяния сетевого трансформатора и т.д. 15

Устройство обеспечивает включение тиристоров основного моста 1 с опережением относительно моментов естественной коммутации и работает следующим образом.

Пусть проводят тиристоры 19 и 24 основного моста 1. Необходимо включить тиристор 20 с опережением относительно момента его естественной коммутации. Исходное состояние схемы показано на фиг. 2. Считается, что напряжение фазы А больше напряжения фазы В, поэтому для включения тиристора 20 необходимо принудительно запереть тиристор 19.

i.

Весь процесс искусственной коммутации состоит из трех этапов. На первом этапе коммутации включают тиристоры

14 и 5, вентили 10 и 9, тиристор 3 (фиг. 3). Начальное напряжение на конденсаторе 8 выбирается выше разности фазных напряжений. Устройство заряда конденсатора 8 на фиг. 1 не показано, так как оно необходимо только для первоначального зарада 4О этого конденсатора. Если бы в фазах сети отсутствовали индуктивности 27, то ток нагрузки мгновенно перешел бы из фазы А в фазу В. Индуктивности 27 затягивают этот процесс: ток фазы 45

А спадает плавно, а ток фазы В так же плавно нарастает. Сумма этих токов в любой момент времени равна току нагрузки. Конденсатор 8 на этом этапе частично разряжается. На втором этапе коммутации (фиг.4) включают тиристор 13. В результате тиристор 19 попадает под обратное напряжение и запирается. Длительность этого интервала выбирается равной времени восста-. 5 новления вентильных свойств тиристора

35 4

19. На этом интервале конденсатор продолжает частично разряжаться. На третьем интервале коммутации (фиг.5) запирают двухоперационные тиристоры 9 и 10 и одновременно включают тиристор

20 основного моста 1. В результате тиристор 14 подает под обратное напряжение и запирается. Конденсатор 8 на этом интервале оказывается включенным встречно с ЭДС фазы А, поэтому ток фазы А плавно спадает до нуля.

Ток фазы В на этом интервале плавно нарастает до величины тока нагрузки.

Конечное состояние схемы показано на фиг. 6.

Таким образом, устройство коммутации выполняет две функции: припудительное запирание проводившего ранее вентиля и вывод энергии, nai:оплснной в индуктивностях 27 фаз питающей сети. Система управления (не показана) обеспечивает восстановление начальноro уровня напряжения на конденсаторе

8 к концу третьего интервала коммутации. Переключение остальных вентилей происходит аналогично, по описанному выше алгоритму. Существенным является то, что на первом коммутационном интервале конденсатор 8 оказывается включенным согласно с вступающей в работу фазой (как на фиг. 3), а на последнем коммутационном пцтервале — встречно с запираемой фазой (как на фиг. 5), поэтому на первом нн. тервале напряжение конденсатора складывается с ЭДС вступающей в работу фазы, а на втором — вычптывается из

ЭДС запираемой фазы.

Предлагаемое устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включения тиристоров основного моста с опережением относительно моментов естественной коммутации при одновременном упрощении электрической схемы, так как Использован только один конденсатор.

Соответственно упрощается и управление преобразователем, так как необходимо следить за уровнем напряжения только на одном конденсаторе. Кроме того, устройство может быть с минимальными схемотехническими затратами выполнено в реверсивном исполнении (фиг. 7), при этои дублируются комплект основных вентилей 1 и два тиристора 3 и 4, i 107235

1! 07235

Составитель Е.Мельникова

Редактор И.Николайчук Техред Л.Коцюбняк Корректор Н.Яцола

Заказ 5773/40 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4