Способ коммутации тока вентилей

Способ коммутации тока вентилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и>920999

«» (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 221275 (2)) 2303439/24-07 с присоединением заявки ¹

{311М Кп з

Ч 02 М 7/155//

Н 02 М 7/515

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Г(риоритет

Опубликовано 15,0432.. Бюллетень ¹ 14

t 3) УДК 621 ° 314. . 58 (088. 8).

Дата опубликования описания. 15 . 04 . 82 аявитель

Всесоюзного государственного научно-исследоваТжтвсн и проектного института ВНИИПроектэлектромонтаж (54) СПОСОБ КОММУТАЦИИ ТОКА ВЕНТИЛЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис. пользовано в управляемых вентильных преобразователях переменного тока в постоянный с конденсаторной коьалутацией.

Известны способы одноступенчатой емкостной коммутации в управляемых вентильных преобразователях переменного тока в постоянный, в которых коммутирующий конденсатор подключают параллельно вентилю выклю- чаемой или включаемой фазы (1) .

Основным недостатком этих способов является большая установленная мощность коммутирующих конденсаторов.

Известен также способ двухсту пенчатой конденсаторной коммутации в управляемом вентильном преобразователе, у которого вентильные об-— мотки преобразовательного трансформатора разделены на две разные части, позволяющий сократить мощность коммутирующих конденсаторов, заключающийся в том, что для коммутации первой половины приведенного тока фазы (первая ступень коммутации) предварительно заряженный ком-. мчтирующий конденсатор подключают последовательно с первой полуобмоткой включаемой фазы, а для коммутации второй половины приведенного

5 тока фазы (вторая ступень коммутации) подключают тот же конденсатор, перезаряженный выпрямленным током, последовательно со второй полуобмоткой выключаемой фазы. Указанный способ предусматрйвает необходи- мость предварительного заряда (до начала первой ступени коммутации) коммутирующего конденсатора до максимального напряжения, обеспечивающего устойчивость наиболее тяжелого режима коммутации, соответствующего максимальному значению выпрямленного тока и углу регулирования, при котором мгновенное значение ЭДС вентильных полуобмоток в контуре коммутации максимально (2) .

При более легких режимах коммутации соответствующих другим углам регулирования и меньшим значениям тока, запас энергии коммутирующего конденсатора является иэбыточнЫм, что приводит к ухудшению использования конденсатора по мощности, увеличению потерь и к ухудшению внешних характеристик преобразователя. Кроме того, недостатком спо920999 ññà является наличие больших на— пряжений на вентилях, обусловленных тем, что к вентилям прикладывается сумма ЭДС вентильных полуобмоток и максимального напряжения конденсатора. 5

Цель изобретения — снижение устайовленной мощности коммутирующего конденсатора и уменьшение напряжения на вентилях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу коммутации тока вентилей,. каждый иэ которых включен между частями разделенной фазной обмотки трансформатора управ- 15 ляемого преобразователя путем последовательного перевода в цепь конденсаторов токов, каждый из которых равен половине фазного тока, одну половину фазного тока пропускают через конденсатор, подключаемый па— раллельно вентилю выключаемой фазы, а другую половину — через тот же конденсатор, подключаемый параллельно вентилю включаемой фазы.

Коммутацию начинают выключением вентиля работающей фазы с помощью включенного параллельно этому вентилю предварительно заряженного конденсатора, после чего перезаряжают конденсатор выпрямленным током до ЗО напряжения, превышающего ЭДС в контуре коммутации, коммутируют первую половину тока, переключают конденсатор параллельно вентилю включаемой фазы и коммутируют оставшуюся поло- 35 вину тока . Вентиль включаемой. фазы отпирают после перезаряда конденсатора выпрямленным током до исходного уровня напряжения.

Согласно предлагаемому способу 4() напряжение конденсатора до и после коммутации невелико и выбирается иэ условия запирания вентиля. На первой ступени коммутации (коммутации первой половины приведенного тока 45 фазы) конденсатор заряжают током выключаемои фазы до напряжения, зависящего от значения коммутирующего тока и угла регулирования. Вто, рую ступень коммутации (коммутацию второй половины приведенного тока фазы) осуществляют за счет энергии, запасенной в конденсаторе на первой ступени. Поскольку индуктивности коммутируемых фаз В конту рах первой и второй ступеней коммутации одинаковы, а выпрямленный ток эа время коммутации не изменяется, в конденсаторе на второй ступени коммутации расходуется ровно столько энергии, сколько запасается на первой.

Предлагаемый способ коммутации может быть реализован в преобразователях с искусственной коммутацией с помощью различных устройств, осу- 65 ществляющих поочередную коммутацию по половине приведенного тока фазы.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема трехфазного нулевого преобразователя, в которой реализуется предлагаемый способ конденсаторной коммутации;на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие процесс коммутации.

На фиг. 1 обозначено: основные тиристоры 1 — 3, соответственно разделенные вторичные 4 — 9 и первичные 10 — 12 обмотки трансформатора 13, коммутирующие тиристоры 14

17, коммутирующий конденсатор 18, коммутирующие тиристоры 19 — 22, коммутирующий конденсатор 23, коммутирующие тиристоры 24 — 27, коммутирующий конденсатор 28.

Процесс коммутации в преобразователе с искусственной коммутацией, в котором поочередная коммутация приведенного тока фазы осуществлена с помощью разделения вентильных обмоток, трансформатора в каждой фазе на две равные части происходит следующим образом.

При протекании тока нагрузки, например, по вентильным полуобмоткам 4 и 5 фазы А и тиристору 1 для коммутации тока с тиристора 1 на тиристор 2 сначала отпирают тиристоры 14 и 15. При этом под действием напряжения конденсатора 18 тиристор

1 запирается, ток переходит в цепь

14, 18.и 15, и конденсатор 18 заряжается током нагрузки. Когда напряжение на тиристоре 16 становится положительным на него подается отпирающий импульс, после чего начинается этап перевода тока из цепи

14, 18, .15 и 5 в цепь 14, 16 и 7.

По окончании этого этапа отпирают тиристор 17, при этом ток из цепи .4 и 14, переводится в цепь 6, 17 и 18, т. е. протекает по контуру 6, 17, 18, 16 и 7. По окончании коммутации конденсатор разряжается током нагрузки до прежнего (начального) напряжения. Затем отпирают тиристор 2, и процесс работы преобразователя продолжается.

На диаграммах обозначено: 1- ток тиристора 1; Ц®,у - напряжение и ток конденсатора 18; i — ток тиристора 14; i a- ток тиристора 15;

i< - ток тиристора 16; 1 7 — ток тиристора. 17; ij — ток тиристора 2.

Коммутация тока в других фазах происходит аналогичным образом.

Отсутствие избытка энергии в коммутирующем конденсаторе, а также низкий уровень напряжения конденсатора вне зоны коммутации приводит к снижению установленной мощности коммутирующего конденсатора, потерь

920999!

13 в нем и к повышению жесткости, внешних характеристик.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить класс вентилей.

Это обусловлено тем, что к запертым вентилям схемы не может быть приложена сумма максимального напряже ния конденсатора и ЭДС фазных обмоток, так как при наличии максимального напряжения на конденсаторе

его полярность направлена встречно полярности ЭДС фаэных обмоток..!

Формула изобретения

Способ коммутации тока вентилей, каждый иэ которых включен между частями разделенной фаэной обмотки трансформатора управляемого преобразователя путем последовательного перевода в цепь конденсаторов токов, каждый из которых равен половине фаэного тока, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения установленной мощности конденсаторов и уменьшения напряжения на вентилях, одну половину фаэного тока пропускают через конденсатор, подключаемый,параллельно вентилю выключаемой фазы, а другую половину— через тот же конденсатор, подключаемый параллельно вентилю включаемой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 766169, кл. 21 d 12/03, 1954.

2. Авторское свидетельство СССР

М 402999; кл-. Н 02 N 5/42, 1976.

920999

U18 гг

ôûã. Г

Составитель A. Сытин

Редактор Л. Плисак Техред A. Бабинец Корректор Е. Рошко

Дакаэ 2374/70 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, -д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4