Трехфазный вентильный преобразователь

Трехфазный вентильный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Сееетскнк

Сецнапнстнческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020969 (2I) 1360150/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано1510.78. 61оллетень № 38 (45) Лата опубликования описания 23087В

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М.А.Дубровин, В.Г.Давыдов, В.M.Áoãäàíoâ и В.Г.Кондратьев

Специальное проектное конструкторско-технологическое бюро Всесоюзного электротехнического института им. В.И.Ленина (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ВЕНТИЛЬН61Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к средствам улучшения режимов работы вентилей в преобразователях.

В преобразователях вероятность обратных .зажиганий увеличивается с

5 ростом скорости нарастания обратного напряжения и скорости спада тока вентиля к моменту погасания. При работе вентиля важно, чтобы при его погасании происходила достаточная деионизация плазмы в конце коммутации. Если ток в погасающем вентиле с.падает очень быстро, то плазма будет относительно сильно иониэирована в момент погасания, т.е. в момент скачко15 образного приложения к вентилю обратного напряжения, и может возникнуть обратное зажигание.

Известен трехфазный вентильный

М преобразователь, содержащий вентильную группу,три насыщающихся двухобмоточных реактора и трансформатор, каждая фазовая обмотка которого образует с двумя обмотками разных реакторов, включенными между собой встречно, последовательную цепочку,при этом все три цепочки соединены между собой в трехфазную систему, к выводам которой подключена вентильная группа.

При такой схеме соединения реакторов в момент коммутации между двумя вентилями в катодной или анодной группе моста ток погасающего вентиля протекает по одной обмотке реактора, а ток эажигающегося вентиля — по другой обмотке этого же реактора.

Таким образом,в реакторе действуют две магнитодвижущие силы (МДС), направленные встречно между собой.

Число витков обмоток реактора подобрано таким образом, что в конце коммутации МДС второй обмотки становится больше МДС первой обмотки.Реактор начинает перемагничиваться, и

ЭДС самоиндукции, возникающая во время перемагничивания реактора, препятствует дальнейшему уменьшению тока погасающего вентиля. Происходит затяжка горения этого вентиля при малом токе, имеющем величину порядка нескольких процентов от полного тока.

Таким образом, погасающий вентиль будет иметь малый ток в конце коммутации в течение времени перемагннчивания реактора, и, следовательно, этому вентилю предоставляется время на деионизацию плазмы перед приложением скачка обратного напряжения. Be357881 роятйость обратного зажигания значительно уменьшается.

Однако в описанной схеме обмотки каждого реактора необходимо изолировать друг от друга на полное линейное напряжение трансформатора.

Цель изобретения - снижение клас- 5 cB изоляции обмоток насыщающихся реакторов.

Это достигается тем, что указанная трехфазная система образована соединением между собой крайних выво-, 1р дов обмоток реакторов.При соединении этих цепочек в звезду вентильная группа подключена к несоединенным с реакторами выводам фазных обмоток трансформатора. При соединении цепочек в треугольник, вершины которого образованы одноименными выводами двух обмоток каждого из реакторов, вентильная группа подключена к вершинам треугольника. .Ю

На фиг ° 1 изображен предлагаемый преобразователь, цепочки из обмоток трансформатора и обмоток реакторов соединены в звезду; на фиг.2 — то же, цепочки соединены в треугольник; на фиг.3 — кривые токов, протекающих в фазах, и рабочих токов вентилей.

Из обмоток 1-6 трех насыщающихся двухобмоточных реакторов и фазных обмоток трансформатора 7 образованы три последовательные цепочки (фаза 30

A - обмотки 1 и 6, фаза  — обмотки

3 и 2, фаза С вЂ” обмотки и 4), соединенные в трехфазную систему крайними выводами обмоток реакторов. К выходу вентильного моста преобразо- 35 вателя на вентилях 8-13 подключена нагрузка 14.

Работа устройства, изображенного на фиг.1, описывается на примере реактора, образованного обмотками 1 4О и 2, с момента времени, когда горят вентили 8 и 13. В зто время ток 3 протекает по цепи; — фаза A трансформатора 7 — вентиль -8 — нагрузка 14 вентил- 13 — фаза С вЂ” обмотка 5 обмотка 4 - обмотка 6 — обмотка 1 фаза A.

Этим током сердечник реактора, образованного обмотками 1 и 2, насыщен в прямом направлении по отношению к току вентиля 8. В период коммутации тока с вентиля 8 на вентиль по обмотке 2 протекает ток Д9 вентиля 9, создающий МДС, противоположно направленную с МДС, созданной током протекающим по обмотке 1.. Таким образом, в сердечнике реактора, образованного обмотками 1 и 2, в момент коммутации вентилей 8 и 9 действуют два магнитных потока, направленных встречно. 60

В конце коммутации МДС обмотки

1 и 2 будут равны и скомпенсируют друг друга.

При дальнейшем уменьшении тока М в обмотке 1 МДС, созданная обмоткой 65

2, становится больше МДС обмотки 1, и результирующая МДС в реакторе, образованном обмотками 1 и 2, приниМает отрицательное значение. Начи" ается процесс перемагничивания сердечника реактора. Во время перемагничивания ЭдС самоиндукции Реактора препятствует уменьшению тока погасающего вентиля 8. Происходит затяжка горения вентиля 8 при токе, величиной порядка нескольких процентов от главного тока. После погасания вентиля 8 реактор, образованный обмотками 1 и

2> насыщается током вентиля 9,протекающим по обмотке 2. Таким образом, реактор, образованный обмотками 1 и

2, подготавливается к зажиганию вентиля 11, так как сердечник реактора намагничен в направлении, совпадающем с током этого вентиля.

В конце коммутации тока с вентиля

11 на вентиль 12 МДС, созданная током вентиля 12, в обмотке 2 становится больше МДС обмотки 1, по которой протекает ток вентиля,11. Начинается процесс повтбрного перемагничивания реактора, что приводит к затяжке горения погасающего вентиля 11. После погасания вентиля 11 сердечник реактора насыщается током вентиля 12 в направлении, совпадающем с током вентиля 8. Таким образом, с помощью реактора, образованного обмотками

1 и 2, осуществляется затяжка горения вентилей 8 и 11 к моменту их погасания, в то же время на процесс зажигания этих вентилей реактор практически не влияет.

Аналогично работают реакторы, образованные .обмотками 3 и 4; 5 и б, создающие затяжку горения соответственно в вентилях 9 и 12; 10 и 13. Отношение числа витков обмоток 2,4 и 6 к числу витков обмоток 1,3 и 5 выбирается таким, чтобы перемагничивание сердечника реактора начиналось в кбнце коммутации.

Работа схемы, изображенной на фиг.2, описывается с момента начала коммутации тока с вентиля 8 на вентиль 9 (t< на фиг.3) на примере реактора, образованного обмотками 1 и 4.

В этот момеит фазные токи(.g u Lq (см. фиг. 3), разность которых определяет рабочий ток вентиля 8 () g ), протекая по обмоткам, создают МДС одного знака, например положительного. В результате реактор, образованный обмотками 1 и 4, насыщается.

В середине периода коммутации тока с вентиля 8 на вентиль 9 (1 на фиг.3 ) фазный токi А становится равным нулю, в сердечнике реактора,образованного обмотками 1 и 4, действует один.магнитный поток, созданный током i p . Пройдя через нуль, фаз ный ток ip, меняет знак на обратный, т.е, принимает такое же направление, что

3Ь 881 и ток (С, а так как обмотки 1 и 4 соединены встречно, то в сердечнике реактора находятся магнитные потоки, направленные встречно. В определенный момент времени МДС обмоток 1 и 4 этого реактора будут равны и скомпенсируют друг друга.

При дальнейшем уменьшении фазного тока (,с МДС, созданная током ь становится больше МДС обмотки 4, поэтому результирующая ИДС в реакторе, образованном обмотками 1 и 4; принимает отрицательное значение. В момент начинается процесс перемагничивайия реактора, образованного обмотками 1 и 4,и ЭДС самоиндукции,вознн» кающая в нем, препятствует дальнейшему уменьшению тока погасающего вен- )5 тиля 8. Таким образом, происходит затяжка горения вентиля 8 при токе, составляющем несколько процентов от главного тока.

После погасания вентиля 8 реактор, 2() образованный обмотками 1 и 4, насыщается и подготавливается к зажиганию вентиля 11, так как он к этому, моменту перемагничен в направлении, совпадающем с направлением тока вентиля 11. В середине периода коммутации (t q на фиг. 3) тока с вентиля 11 на вентиль 12 фазный ток (.д снова проходит через нуль и принимает такое же направление, какое он имел до момента коммутации тока с вентиля 8 на вентиль 9. A сердечнике реактора, образованного обмотками 1 и 4, начинают действовать два магнитных пото.ка направленных встречно, при этом

:15 результирующая МДС уменьшается . В определенный момент врем ни (t 5 на фи г . 3 ) коммутации тока с вентиля 1 1 на вентиль 1 2 МДС обмотки 1 становитс я рав ной, а э ат ем и больше ИДС обмотки 4 от фаэ ного тока i. <, тем с амьен

41 реэультирукщая МДС в реакторе, образованном обмотками 1 и 4, принимает положительное значение, и начинается процесс повторного перемагничивания данного реактора.

Таким образом, происходит затяжка горения теперь уже вентиля 11. и одновременно реактор, образованный обмотками 1 и 4 подготавливается к зажиганию вентиля 8. Аналогичные процессы по затяжке горения при малом токе создаются в реакторах,образованных обмотками 3 и б, 5 и 2, соответствующими фаэными токами а и

1д panic и ь|

Каждый реактор создает затяжку горения последовательно в двух вентилях: реактор, образованный обмотка-, ми 1 и 4, в вентилях 8 и 11, реактор, образованный обмотками 3 и 6 в вентилях 9 и 12; реактор образованный обмотками 5 и 2, в вентилях 10 и 13.

Формула изобретения

1. Трехфазный вентильный преобразователь, содержащий вентильную группу три насыщающихся двухобмоточных реактора и трансформатор, каждая фазовая обмотка которого образует с двумя обмотками разных реакторов, включеннымк между собой встречно, последовательную цепочку, причем все три цепочки соединены между собой в трехфазную систему, к выводам которой подключена вентильная группа, отличающийся тем, что, с целью снижения класса изоляции обмоток насыш ающихся реакторов, указанная трехфазная система образована соединением между собой краЙних выводов обмоток реакторов.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, указанные цепочки соединены в звезду, а вентильная группа подключена к несоединенным с реакторами выводам фазных обмоток трансформатора.

З.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что указанные цепочки соединены в треугольник, вершины которого образованы одноимен(ными выводаьк двух обмоток каждого из реакторов, а вентильная группа подключена к вершинам треугольника.