Трехфазный тиристорный регулятор переменного напряжения

Трехфазный тиристорный регулятор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалнстическив

Республик

К 4ВТОеСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополйительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 14.02.77 (21) 2452494/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.04. 82. Бюллетень рй 16

Дата опубликования описания 03.05.82 (5l )NL. Кл.

Н 02 М 5/04

H 02 P 13/30

Гоеударстккиый квинтет

СССР вв делам кзабрвтевив н аткрыткй (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) А. А. Брожат

1 - (f

/

Институт механики металлополимерных систем зт1 Белорусской ССР; (72) Автор изобретения (7I) Заявитель (64) ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕИЕННСГО

НА ПРЯЖЕ НИЯ

Изобретение относится к преобразова. тельной технике, в частности к трехфаз,ным тиристорным регуляторам переменного напряжения с применением фаэо-импульсного метода управления тиристорами.

Известны тиристорные регуляторы трех- фазного переменного напряжения, содержащие в качестве силовых и регулируктщих элементов включенные встречно-параллельно диоды и тнристоры (или только тиристоры) Ill.

1О

Недостатками устройств являются сложность схемы управления, что снижает экс-. плуатационную надежность устройства в целом, сложность настройки для обеспечения заданного диапазона регулирования, чувствительности к чередованию фаэ питающей сети, необходимость заземления нулевой точки нагрузки, если ее элементы соединены в звезду, а также часто невозможность применения нх без изменения

36 схемы управления для нагрузок, имеющих схему соединения элементов в звезду нли треугольник.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехфазный тиристорный регулятор переменного напряжения, содержащий цепочки из встречно-параллельно соединенных силовых диода и тиристора, каждая из которых включена между входным н выходным выводами соответствующей фазы, вспомогательные тиристоры, каждый из которых включен через резистор между анодами и управляющим электродом тиристора соответствующей . цепочки, формирователи импульсов, выполненные каждый в виде разрядного конденсатора, включенного через разделительный диод и пороговый элемент параллельно переходам управляющий электрод-катод тиристора. одной из цепочек и соответствующего ему вспомогательного тиристора P2).

Недостатками этого регулятора являются невозможность его применения без рассечки нулевой точки нагрузки, какой является, например, статор асинхронного электродвигателя, а также для нагрузго ему вспомогательНого тиристора, введе3 92 ки, элементы которой соединены в треI угольник. Недостаточен диапазон регулирования выходного напряжения. Кроме того, сложна схема, например, в случае применения регулятора по цепи статора, что в свою очередь снижает эксплуатационную надежность.

Цель изобретения — упрощение регулятора, повышение надежности и расширение диапазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазный тиристорный регулятор переменного напряжения, содержащий цепочки из встречно-параллельно соединенных силовых диода и тиристора, каждая, из которых включена между входным и выходным выводами соответствующей фазы, вспомогательные тиристоры, каждый из которых включен через резистор между анодами и управляющим электродом тиристора соответствующей цепочки, формирователи импульсов, выполненные каждый в виде разрядного конденсатора, включенного через разделительный диод и пороговый элемент параллельно переходам управляющий электрод-катсщ тиристора одной из цепочек и соответствующены пять групп дополнительных диодов по три диода в каждой группе, дополнительные переменные резисторы, шунтирующие диоды и интегрирующие конденсаторы, причем параллельно разрядному конденсатору каждого из формирователей импульсов через два дополнительных резистора, каждый из которых зашунтирован одним из шунтирующих диодов в на» правлении, обратном зарядному току разрядного конденсатора, включены два интегрирующих конденсатора, общая точка соединения одного из которых с катодом шунтирующего диода и анодом соответствующего диода первой группы через соответствующий переменный резистор соединена с катодом одного as диодов второй группы, в которой аноды всех диодов объединены и их точка соединения через другой переменный резистор и comseT ствующий дополнительный резистор соединена с общей точкой соединения катодов диодов третьей группы, анод каждого из которых соединен с катодом соответствующего диода четвертой группы и одним из выходных выводов, общая точка соединения указанных переменного и дополнительного резисторов через другие дополнительные резисторы подключена к анодам диодов четвертой группы, а общая точка соединения катодов диодов первой

4807 4 группы через соответствующий дополнительный резистор соединена с общей точ, кой соединения анодов диодов пятой группы, катод каждого из которых подключен к одному из входных выводов.

На чертеже представлена электрическая схема трехфазного тиристорного регулятора напряжения.

Регулятор содержит силовые диоды

10 1-3, каждый из которых образует с, одним из силовых тиристоров 4-6 встречно-параллельную цепочку, включенную между соответствующим входным и выходным выводами. д Нагрузка 7 может быть соединена как в треугольник, так и в звезду без заземления. нулевой точки. Аноды и управляющие электроды силовых тиристоров через резисторы 8-10 соединены вспо могательными маломощными тиристорами

11-13. Схема фазоимпульсного управления содержит формирователи импульсов, разрядные конденсаторы 14- 16 которых через пороговые элементы, например, 2s динисторы 17-1 9 и разделительные диоды 20-22 подключены параллельно переходам управляющий электрод — катод силовых и вспомогательных тиристоров.

Параллельно разрядным конденсаторам

З через дополнительные резисторы 23-28, шунтированные в обратном направлении по отношению к зарядному току разрядных конденсаторов шунтирующими диодами 29-34, подключены интегрирующие конденсаторы 35 -40. Дополнительные диоды 41-55 объединены в пять групп, первая из которых включает диоды 4143, вторый — диоды 44-46, третьядиоды 47 -49, четвертая — диоды 5052 и пятая — диоды 53-55.

Точки соединения интегрирующих конденсаторов 36, 38, 40 и катодов шунтируюших диодов 30, 32, 34 соединены с анодами диодов 41-43, образующих вспомогательную схему перезаряда конденсаторов, причем катоды этих диодов через дополнительный резистор 56 подключены к анодам дополнительных диодов 53-55 катоды которых подключены к входным выводам для подключения

se трехфазной сети переменного тока. Кроме того, точки соединения интегрирующих конденсаторов 36, 38, 40 и катодов шунтирующих диодов 30, 32, 34 через переменные резисторы 57-59 под5S ключены к катодам развязывающих цепи заряда конденсаторов диодов 44-46, анодная группа которых через переменный резистор 60, ограничивающий дополнитель.

5 0248 ный резистор 6 1 подключена к катодной группе дополнительных диодов 47 -49, подключенных анодами к выходным вывоI дам для подключения трехфазной нагрузки 7. Общая точка соединения переменно- 5 го резистора 60 и резистора 61 подключена через дополнительные резисторы

62-64 к анодам дополнительных диодов

50-52, катоды которых в свою очередь подключены к выходным выводам для подключения трехфазной нагрузки.

Тиристорный регулятор работает следующим образом.

Когда напряжение на разрядных конденсаторах 14-16 не успевает достиг нуть напряжений переключения динисторов 17-19, управляющие импульсы на вспомогательные тиристоры не подаются, и все три силовых тиристрра и три неуправляемых диода. заперты в течение 20 всего периода частоты питания сети, поскольку нулевая точка схемы соединения элементов нагрузки изолирована.

Появление управляющих сигналов мож- но рассмотреть на примере включения силового тиристора 4. Заряд положитель ным напряжением разрядного конденсатора 14, включенного параллельно переходам управляющий электрод - катод силового тиристора 4 и вспомогательного 30 тиристора 11, начинается по цепи: входной вывод одной из фазы питающей сети (в зависимости от чередования фаз), силовой диод 2, дополнительный диод 48, резистор 61, переменный резистор 60, являющийся развязывающим дополнительный диод 44, переменный резистор 57, к которому подключены обкладка интегрирующего конденсатора 36, резистор 24, к которому, в свою очередь, подключена 1» обкладка второго интегрирующего конденсатора 35, резистор 23. Когда напряжение на емкости 14 достигает напряжения переключения динистора 17, на управляющий электрод вспомогательно-,ц го тиристора ll подается импульс тока, последний включается и включает силовой тиристор 4. Аналогичным образом происходит включение силовых тиристоров

5 и 6. При этом перезаряд разрядных и интегрирующих, например разрядной емкости 14, интегрирующих емкостей 35 и 36 происходит по цепи: шунтирующие диоды 29 и 30, диод 43 вспомогательной схемы перезарядка емкостей, резистор 56, диод 54 или 55 в зависимости от чередования фаз питающей сети. После включения, например, силового тиристора

4, переменный резистор 60 и схема

07 6 управления шунтируется резистором 64 и диодом 52 (сопротивление резисторов 6264 выбирается значительно меньшим, чем переменного резистора 60), чем устраняется ненужное рассеивание мошности на переменном резисторе 60 и схеме управления. Фазу управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электродысиловых тиристоров, а следовательно, и выходное напряжение регулятора, регулируют при помощи переменного резистора 60, симметрия выходного напряжения по фазам устанавливается при помощи переменных резисторов 5, -59. При этом интегрирующие емкости 35-40 играют роль фильтров, но основное их назначение — обеспечение возможности плавного регулирования минимального напряжения на нагрузке, т.е. они увеличивают постоянную времени заряда разрядных конденсаторов, обеспечивая требуемую глубину регулирования выходного напряжения, начиная с нуля и до номинального значения. Подключение вспомогательной схемы перезаряда разрядных и интегрирующих емкостей (диоды 41-55, резистор 56) позвопяет четко ограничить угол управления тиристорами в пределах

0 < d. (120 и исключить появление скачка напряжения на нагрузке при максимальном угле управления (устраняет аварийный режим).

Подключение, как показано на схеме, параллельно разрядным конденсаторам

14-16 интегрирующих емкостей 35-40 через резисторы 23-28, шунтированные диодами 29-34 и далее соединение обкладок интегрирующих емкостей 36, 38, 40 через переменные резисторы 57 -59 с катодами дополнительных развязывающих диодов 44-46, аноды которых через переменный резистор 60 и резистор

6l подключены к катодной группе дополнительных диодов 47 -49, аноды которых соединенй с выходными выводами для подключения нагрузки 7, является преимушеством предлагаемого технического решения. Схема управления тиристорами значительно упрощается, что повышает ее надежность. Шунтирование схемы уп равления при открытии силовых и вспомогательных тиристоров резисторами 6264 и диодами 50-52 устраняет рассеивание энергии на элементах схемы управления и при индуктивном характере нагрузки обеспечивается требуемая ширина импульсов .управления, что также повышает надежность работы устройства в целом. 924807 8

Одним из полезных применений трехфазного тиристорного регулятора может быть применение его для плавного пуска асинхронных электродвигателей большой мощности, параметрического регулирования скорости их вращения и повышения

c0S 4, Кроме того, тиристорный регулятор не чувствителен к чередованию фаз и может быть применен при любой нагрузке, элементы которой могут быть соединены как в звезду, так и в треугольник. Обеспечение плавного регулирования выходного напряжения в широких пределах позволяет применить предлагаемое устройство в тех областях, техники, где требуется регулируемое трехфазное переменное напряжение

Фор мула изобретения

Трехфазный тиристорный регулятор переменного напряжения, содержащий цепочки иэ встречно-параллельно соединенных силовых диода и тиристора, . каждая иэ которых включена между входным и выходным выводами соответствующей фазы, вспомогательные тиристоры, каждый из которых включен через резистор между анодом и управляющим электродом тиристора соответствующей цепочки, формирователи импульсов, выполненные каждый в виде разрядного конденсатора, включенного через разделительный диод и пороговый элемент параллельно переходам управляющий электрод - катод тиристора одной из цепочек и соответствующего ему вспомогательного тиристора, о т» л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и расширения диапазона регулирования выходного напряжения, введены пять групп дополнительных диодов по три диода в

1О

ЗЮ каждой группе, дополнительные и переменные резисторы, шунтируюшие диоды и интегрирующие конденсаторы, причем параллельно разрядному конденсатору каждого из формирователей импульсов через два дополнительных резистора, каждый из которых зашунтирован одним из шунтирующих диодов в направлении, обратном зарядному току разрядного конденсатора, включены два интегрирующих конденсатора, общая точка соединения одного из которых с катодом шунтирующего диода и анодом соответствующего диода первой группы через соответствующий переменный резистор соединена с катодом одного иэ диодов второй группы, в которой аноды всех диодов объединены и их точка соединения через другой переменный резистор и соответствующий дополнительный резистор соединена с общей точкой соединения катодов диодов третьей группы, анод каждого из которых соединен с катодом соответствующего диода четвертой группы и одним из выходных выводов, общая точка соединений указанных переменного и дополнительного резисторов через другие дополнительные резисторы подключена к анодам диодов четвертой группы, а общая точка соединения катодов диодов первой группы через соответствующий дополнительный резистор соединена с общей тбчкой соединения анодов диодов пятой труппы, . катод каждого из которых подключен к одному из входных выводов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гельман М. В. и др. Тиристорные регуляторы переменного напряжения, М., "Энергия, 197 5.

2. Иванчук Б. Н. и др. Тиристорные усилители в схемах электропривода. М., Энергия", 1966, с. 61, рис.23.

924807

Составитель Ю. Андреев

Редактор Е. Лушникова Техред И. Гайду Корректор А. Дзитко

Заказ 2834/72 Тираж 719 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушскаи наб., д. 4/5

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