Выпрямитель с искусственной коммутацией

Выпрямитель с искусственной коммутацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И!САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 681988 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) M. Кл,н

Н 02 М 7/155 (22) Заявлено 16.11.73 (21)1973584/24-07 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликоваио05.02.78. Бюллетень №5

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.314.57 (088.8) (45) Дата опубликования описания0 .03. т8. (72} Авторы изобретения

В. И. Ханцевич, С. А, Саньков и Г. Б. Фридман (71) Заявитель (54) ВЫГ1РЯМИТЕЛЪ С ИСКУССТВЕННОЛ КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к области преобра. зовательной техники и может быть использовано, например, при построении управляемых выпрямителей с улучшенным входным коэффициентом мощности или статических компенсаторов реактивной мощности, а также с целью защиты преобразователей.

Известны выпрямители с искусственной коммутацией (1).

Известен также выпрямитель, который является наиболее близким по технической сущности и;остигаемому результату к изобретению (2).

Этот выпрямитель содержит мост основных тиристоров и вспомогательный вентильный мост, входы которых объединены и образуют входные выводы преобразователя, а также за.рядный тиристор, одним из своих силовых электродов подсоединенный к одному из выходных выводов вспомогательного вентильного моста, вспомогат льные тиристоры и коммутирующий

LC-контур.

К недостаткам известных выпрямителей можно отнести их сравнительную сложность, обусловленную сложностью блока принудительной коммутации.

Цель изобретения — упрощение выпрямителя.

Это достигается тем, что коммутирующий

LC-контур выполнен параллельным, причем обмотка индуктивности контура выполнена со средней точкой, подключенной к другому выходному выводу вспомогательного вентильного моста, обе обкладки коммутирующего конденсатора подсоединены через вспомогательные тиристоры к одному из выходных выводов моста основных тиристоров, а одна из обкладок коммутирующего конденсатора связана с дру1о гим силовым электродом зарядного тиристора.

На фиг. 1 представлена схема выпрямителя с искусственной коммутацией; на фиг. 2 — вре-. менные диаграммы, поясняющие работу выпрямителя; на фиг. 3 — осциллограммы, поясняющие работу зарядного тиристора.

Выпрямитель содержит мост основных тиристоров 2 — 7, вспомогательный вентильный мост 8, соединенные napaëëåëüíî коммутирующие индуктивность (дроссель) 9 и конденсатор

10, зарядный тиристор 11, связывающий одну из обкладок конденсатора 10 через ограничивающий дроссель 12 (который не принципиален), вспомогательные тиристоры 13, 14, блок

15 управления зарядным и вспомогательными тиристорами, блок 16 управления тиристорами основного моста. Выходные выводы преобразователей подключены к нагрузке 17, а входние

591998 его выводы могут быть подключены .к сети непосредственно или через согласующий трансформатор 18.

Работу выпрямителя рассмотрим применительно к режиму.

Он работает следующим образом (см. временные диаграммы на фиг. 2). Для принудительного запирания силового тиристора 6 моста

1, работающего, например, с опережением точки естественного зажигания, в момент т1 подают отрицательное запирающее напряжение U,„„=U„nyxeM подачи с блока 15 импульса управления 1„, на вспомогательный тиристор 13. В результате происходит коммут,ция фазного тока i из цепи. тиристора 6 в следующую цепь: вспомогательный мост 8— дроссель 9 — тиристор 13.

Одновременно из блока управления 16 подается импульс управления i», на силовой тиристор 2 и в работу вступает фаза А. Ток в коммутирующем LC-контуре. превышает выпрямленный ток. Ввиду более высокой собственной частоты LC — контура, чем частота питающей сети, и ввиду достаточной индуктивности дросселя нагрузки, ток в нагрузке

17 за время. коммутации практически не меняется. Время, предоставляемое для запирания тиристора 6 t, â несколько раз больше времени его выключения t,„„) г„„, В момент

t; напряжение LC-контура U„ становится, больше линейного напряжения U„,. =,U„— U Ä и в результате начинается коммутация тока нагрузки из фазы А в цепь фазы С с тнристором 2, которая протекает в интервале времени t3 — tq.

Интервал времени ts — te равный времени, предоставляемому для запирания вспомогательного тиристора 13 t, также в несколько раз больше времени его выключения.

Таким образом, все коммутационные процессы заканчиваются в момент tq. LC-контур работает в режиме непрерывных колебаний. Для восполнения потерь энергии в LC-контуре периодически отпирают зарядный тиристор 11.

На фиг. 3 приведены осциллограммы, характеризующие процесс подзаряда и режим работы тиристора 11, снятые с работающего опытного образца преобразователя.

Зарядный ток через тиристор 11, измеренный с помощью. шунта Ш2 300А 75мВ, имеет форму, приближающуюся к полусинусоиде с амплитудой 308А и длительностью положительного полупериода 250 мкс, что соответствует расчетным параметрам. Одновременно отчетливо просматривается отрицательный выброс тока с амплитудой 45А и длительностью экспоненты 50 мкс.

Наиболее информативной является осциллограмма на фиг. 3 г, где показано напряжение на зарядном тиристоре 1 U t>.

В момент to зарядный тиристор 11 открывается управляющим ймпульсом le|,, в резуль.тате чего прямое. напряжение тиристора чадает с 71В до ЗВ, т. е. до падения напряжения на открытом тиристоре, В момент t, через тиристор заканчивается прохождение тока и к нему прикладывается обратное напряжение от коммутирующего параллельного LC-контура. Под действием этого напряжения тиристор 11 восстанавливает свои запирающие свойства.

Схемное. время, предоставленное для запирания зарядного тиристора, как следует из осциллограммы, достигает величины 320 мкс, а собственное время восстановления запирающих свойств тиристора, например ТБ-400-6, составляет 50 мкс, т. е. схемное время t,„, определяющее работоспособность и надежность работы схемы подзарядной цепи во всех режимах работы, в частности при пуске во много раз больше минимально допустимого времени. Как известно обычным решением считается запас схемного времени в 2 — 3 раза.

Амплитуда коммутирующего напряжения

13„достигала в опытном образце 112В при амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора U „76B.

При частоте питающей сети 50 Гц собствен25 ную частоту LC-контура выбирают /0,5 — 1/КГц.

Условия выбора параметров LC-контура можно найти в источнике информации (3).

Фор.иула изобретения

Выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий мост основных тиристоров и вспомогательный вентильный мост, входы которых объединены и образуют входные выводы преобразователя, а также зарядный тиристор, одним из своих силовых электродов подсоединенный к одному из выходных выводов вспомогательного вентильного моста, вспомогательные тиристоры и коммутирующий LC-контур, отличающийся

4О тем, что, с целью упрощения, коммутирующий

LC-контур выполнен параллельным, причем обмотка индуктивности указанного контура выполнена со средней точкой, подключенной к другому выходному выводу вспомогательного вентильного моста, обе обкладки коммутирую45 щего конденсатора подсоединены через вспомогательные тиристоры к одному. из выходных выводов моста основных тиристоров, а одна из обкладок коммутирующего конденсатора связана с другим силовым электродом зарядного

5В тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР М 519832, кл. Н 02 М 7/155.

2. Авторское свидетельство СССР № 463209, 55 кл Н 02 М 7/20.

3. Артым А. Д. Ключевые генераторы гармонических колебаний. Л.,«Энергия», 1972.

591998

Сеато

Риг т тоиг. о

11НИИНИ Заказ 608!50 Тираж 802 По и неное

Филиал flHI I «11атент>,. г. Ужгород, Ул 111 оектная, й