CS243960B1 - Řízený usměrňovač - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je vytvořit usměrňovač umožňující získat velký počet napěťových stupňů s celovlnným odběrem proudu s použitím malého počtu tyristorů. Tohoto cíle sé dosáhne řízeným usměrňovačem sestávajícím nejméně ze dvou nesymetrických usměrňovačích můstků, které jsou vzájemně propojeny diodovou částí tak, že jedna dioda, je vždy společná dvěma po sobě následujícím můstkům. V diagonále každého můstku je zapojena jedna samostatná sekce sekundárního vinutí napájecího transformátoru, kde začátek je připojen vždy ke společnému bodu diod můstku a konec ke společnému bodu tyristorů můstku. Počet závitů jednotlivých sekcí je různý. Řešení lze použít například pro střídavé elektrické lokomotivy se stejnosměrnými trakčními elektromotory·

Description

(54)

Řízený usměrňovač

Účelem řešení je vytvořit usměrňovač umožňující získat velký počet napěťových stupňů s celovlnným odběrem proudu s použitím malého počtu tyristorů. Tohoto cíle sé dosáhne řízeným usměrňovačem sestávajícím nejméně ze dvou nesymetrických usměrňovačích můstků, které jsou vzájemně propojeny diodovou částí tak, že jedna dioda, je vždy společná dvěma po sobě následujícím můstkům. V diagonále každého můstku je zapojena jedna samostatná sekce sekundárního vinutí napájecího transformátoru, kde začátek je připojen vždy ke společnému bodu diod můstku a konec ke společnému bodu tyristorů můstku. Počet závitů jednotlivých sekcí je různý. Řešení lze použít například pro střídavé elektrické lokomotivy se stejnosměrnými trakčními elektromotory·

243 960

243 960

Vynález se týká řízeného usměrňovače, tvořeného nejméně dvěma nesymetrickými usměrňovačimi můstky, jehož uspořádání umožňuje dosáhnout co největšího počtu výstupních napěíových stupňů při hospodárném řízení a celovlnném odběru střídavého proudu.

Dosud známé usměrňovače s řízeným výstupním napětím jsou uspo řádány tak, že usměrňovači můstek je napájen z odbočkového transformátoru nebo s použitím tyristorů řízením úhlu jejich otevření.

V prvním případě je nutno použít mnoho spínacích prvků a usměrňovač je navíc choulostivý na meziodbočkové zkraty v okamžiku přepínání vinutí transformátoru. Druhý způsob uspořádání usměrňovače v

dovoluje sice plynulou regulaci výkonu usměrňovače řízením úhlu otevření tyristorů, avšak vznikají při něm nespojité průběhy proudů, které indukují velká napětí v okamžiku změn a způsobují rušení radiokomunikačních zařízení a vyšší ztráty v rozvodu.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje řízený usměrňovač podle vynálezu, který sestává nejméně ze dvou nesymetrických usměrňovav cích můstků. Jeho podstatou je, že tyto nesymetrické usměrňovači můstky jsou navzájem propojeny svou diodovou částí, kdy jedna dioda můstku je vždy společná dvěma po sobě následujícím, za sebou zapojeným, můstkům. V diagonále každého můstku je zapojena vždy jedna samostatné sekce sekundárního vinutí napájecího transformátoru. Jednotlivé sekce mají různý počet závitů* a proto i napětí jednotlivých nesymetrických usměrňovačích můstků jsou různá a jejich velikost se dá pomocí sekcí měnit podle požadavků. Jednotlivé sekpe sekundárního vinutí napájecího transformátoru jsou v nesymetrickém usměrňovacím můstku zapojeny vždy svým začátkem ke společnému bodu diod můstku a koncem ke společnému bodu tyristorů můstku.

-3 243 960

Výhodou řízeného usměrňovače podle vynálezu je také jeho spolehlivost. Funkce usměrňovače nemůže být znemožněna selháním jednotlivých tyristorů. Ojedinělé nevypnutí, prohorení nebo nezapálení tyristoru může jen zvětšit nebo zmenšit výkon v dané půlperiodě. Prorazí-li se některý tyristor, může být při vhodném jišv tění včas odpojen pojistkou a zbytek usměrňovače může nouzově s omezeným počtem napěťových stupňů pracovat dál. Rozdělení celkového výstupního napětí na několik vzájemně napěťově se neovlivňujících sekcí umožní vyloučit nutnost řazení několika tyristorů do série, což je z hlediska spolehlivosti také výhoda. Diody pak kromě usměrňování plní současně funkci nulové diody a zlepšují tak komutaci při indukční zátěži.

Řízený usměrňovač podle vynálezu odstraňuje nevýhody dosud známých řešení tím, že pracuje s celými půlvlnami střídavého proudu a požadované velikosti výstupního napětí se dosahuje sériovým řazením dvou nebo více samostatných nestejných sekcí sekundárního vinutí napájecího transformátoru v různých kombinacích.

* v

Příklad nejjednoduššího zapojení řízeného usměrňovače podle vynálezu je uveden na obr. 1. Na obr. 2 je naznačena činnost tohoto zapojení při různém napětí v obou půlvlnách a na obr. 3 je příklad se čtyřmi sekcemi sekundárního vinutí napájecího transformátoru.

Řízený usměrňovač na obr. 1 je tvořen dvěma nesymetrickými usměrňovacími můstky 1, 2, napájenými z napájecího transformátoru 2.· V diagonále prvního nesymetrického usměrňovacího můstku 1, tvořeného diodami 4, 2 ^a tyristory 9, 10,je zapojena jedna sekce 3Q sekundárního vinutí napájecího transformátoru 2, jejíž začátek je připojen ke společnému bodu diod 4, 2 ^a konec ke společnému bodu tyristorů 9, 10. V diagonále druhého nesymetrického usměrňovacího můstku 2 je zapojena druhá sekce 40 sekundárního vinutí napájecího transformátoru 2· Nesymetrické usměrňovači můstky 1,

2. jsou navzájem propojeny svou diodovou částí tak,, že dioda 2 J® společná oběma můstkům 1,2 a druhý usměrňovači můstek 2 je tedy tvořen diodami 2, 6 ^a tyristory 11, 12. Začátek sekce 40 sekundárního vinutí napájecího transformátoru 2 j® pak připojen mezi společný bod diod 5, 2 ^a tyristorů 11, 12.

243 960

Má-li napájecí transformátor j Ρ^Γν^ί sekci 50 sekundárního vinutí s napětím 100 V a druhou sekci 40 sekundárního vinutí s napětím 200 V, dostaneme samostatné napětí 100 V, 200 V a součtové napětí 500 V, tedy tři napěťové stupně. V případě potřeby lze počet napěťových stupňů zvýšit pomocí odboček na sekcích sekundárního vinutí, avšak jednodušší je rozdělit sekundární vinutí na více sekcí o velikostech odpovídajících požadovaným výstupním napětím.

Zvolíme-li otevření usměrňovačích cest tak, aby usměrněné napětí bylo jiné v obou půlvlnéch, obr. 2, dostaneme ještě několik dalších mezistupňů· Tímto způsobem lze získat při dvou sekcích 50, 40 sekundárního vinutí napájecího transformátoru £, čtyřech tyristorech a třech diodách 4, 2» sečím hospodárných napěťových stupňů s přibližně stejným odstupem. Při čtyřech vinutích 50« 40« 50« 60, osmi tyristorech 10, 11, 12, 15, 14, 15, 16 a,pěti diodách 4, 5, 6, 7, 8 lze získat již 50 napěťových stupňů. Použijeme-li tento řízený usměrňovač zároveň s příslušným spínacím programem, např. pro napájení dvou stejnosměrných motorů 70, s možností jejich přepínání do série a paralelně pomocí diody 17 a tyristorů 18, 19, obr· 5, zvýší se tím počet hospodárně řízených stupňů již přes padesát. Princip činnosti je stejný jako u řízených usměrňovačů se dvěma nesymetrickými usměrňovacími můstky a požadované výstupní napětí podle účelu je určeno počtem závitů jednotlivých sekcí sekundárního vinutí napájecího transformátoru.

Při použití řízeného usměrňovače podle vynálezu lze silové obvody na všech stupních včetně úplného rozpojení ovládat bezkontaktně řídícími obvody tyristorů s přirozenou komutací při průchodu střídavého proudu nulou. Otevírání tyristorů je vzhledem k půlvlnné regulaci velmi jednoduché a může být realizováno elektronicky impulsem na počátku každé půlperiody nebo i pomocí kontaktů pelé, zrychlovače či kontroléru s nastaveným programem postupného spínání jednotlivých stupňů jako např. na obr. 5. Pomocí kontaktů se spínají řídící elektrody tyristorů přes diody v prostupném směru k jejich anodám nebo zdroji otevíracích impulsů po celou dobu chodu na příslušném napěťovém stupni.

243 960

- rŘízený usměrňovač podle vynálezu se velmi dobře hodí pro vý v

koňové usměrňovače, zejména pro střídavé elektrické lokomotivy se stejnosměrnými trakčními elektromotory, kde se s výhodou využije možnost hospodárné jízdy na všech stupních a malé rušení. Zmenší se pořizovací i provozní náklady na lokomotivy, zlepší se jejích jízdní vlastnosti a zvýší provozní spolehlivost.

- 6 PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. 243 960

   Řízený usměrňovač sestávající nejméně ze dvou nesymetrických usměrňovačích můstků, vyznačující se tím, že tyto nesymetrické usměrňovači můstky jsou vzájemně propojeny diodovou částí, kdy jedna dioda /5/ je vždy společná dvěma po sobě následujícím můstkům /1, 2/ a v diagonále každého nesymetrického, usměrňovacího můstku /1, 2/ je zapojena vždy jedna samostatná sekce /30, 40/ sekundárního vinutí napájecího transformátoru /3/, jejíž začátek je připojen ke společnému bodu diod /4, 5/ nesymetrického usměrv ňovacího můstku A/ resp» diod /5, 6/ nesymetrického usměrnovacího můstku /2/ý a konec >ke společnému bodu tyristorů /9, 10/ nesymetrického usměrňovacího můstku /l/_f resp. tyristorů /11, 12/ nesymetrického usměrňovacího můstku /2/, přičemž počet závitů jednotlivých sekcí /30,40/ je různý.

   1 výkres