RU1800573C - Трехфазный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Использование изобретени : в низковольтных источниках питани  дл  электротехнологических установок. Сущность изобретени : устройство состоит из трехфазного трансформатора с первичными об- уотками 1,2,3, начала которых подключены к питающей сети и вторичными обмотками

Description

СО

о о

СЛ VI W

ю

ff

&

tPvtf

+

10, 11, 12, а также три группы вентилей 5, 7, 9; 4, 6, 8 и 13, 14, 15. Вентили 13-15 совместно со вторичными обмотками образуют нулевую схему выпр млени . Начала первичных обмоток соединены с анодами вентилей 5, 7, 9, а их концы - с катодами вентилей 4, 6, 8. Свободные выводы электИзобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в низковольтных источниках питани  дл  электротехнологических установок.

Цель изобретени  - упрощение,конструктивного исполнени  первичной цепи выпр мител , а также обеспечение возможности несимметричного регулировани  напр жени  и упрощение системы управлени  тиристорами,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в трехфазном преобразователе переменного напр жени  в посто нное, содержащем три группы вентилей и трехфазный трансформатор с трем  первичными обмотками, .начала которых подсоединены с входным выводам дл  подключени  питающей сети, а также к одним электродам трех вентилей первой группы, а конца - к другим электродам трех вентилей второй группы, при этом вторичные обмотки трансформатора с подключенными к ним трем  вентил ми третьей группы образуют нулевую схему выпр млени , выход которой соединен с выходными выводами дл  подключени  нагрузки, свободные разноименные электроды вентилей первой и второй групп объединены между собой и образуют нулевую точку первичной цепи, .

С целью упрощени  при симметричном регулировании в качестве вентилей первой и второй групп использованы тиристоры, а третьей - диоды.

С целью упрощени  при несимметричном регулировании в качестве вентилей первой группы использованы тиристоры, а второй и третьей - диоды.

С целью дальнейшего упрощени  при симметричном регулировании в качестве вентилей первой и третьей групп использованы тиристоры, а второй - диоды.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы выпр мленного напр жени  Ud, состо щего из участков синусоидальных напр жений сети, трансформированных во вторичные обмотродов вентилей 4-9 объединены в общую точку первичной цепи. Изобретение позвол ет упростить конструктивное исполнение первичной цепи выпр мител , упростить систему управлени  и. обеспечить возможность несимметричного регулировани  напр жени . 3 з. п. ф-лы. 2 ил.

ки выпр мленного тока id, который при активной нагрузке повтор ет форму выпр мленного напр жени , а также тока диода, установленного на вторичной стороне

трансформатора, которому соответствуют заштрихованные площади.

Трехфазный выпр митель содержит трансформатор с трем  первичными обмотками 1-3, начала которых подключены соответственно к входным выводам А, В, С. а также к анодам трех вентилей 5, 7, 9 (перва  группа вентилей), а концы - к катодам трех других вентилей 4, 6, 8 (втора  группа вентилей ); вторичные обмотки 10-12 трансформатора вместе с подключенными к ним вентил ми 13-15 (треть  группа вентилей) образуют нулевую схему выпр млени . При этом неподключенные к первичным обмоткам катоды вентилей 5, 7, 9 первой группы,

а также аноды вентилей 4, б, 8 второй группы объединены между собой, образу  нулевую точку первичной цепи.

В симметричном варианте предлагаемой схемы в обеих группах вентилей 4-9

используют тиристоры. На фиг. 1 изображен несимметричный (полууправл емый) вариант этой схемы, когда в первой группе вентилей 5, 7,9 использованы тиристоры, а во второй группе 4, 6, 8 - диоды.

В обеих указанных вариантах схемы на вторичной стороне трансформатора включены диоды.

Возможен третий (комбинированный) вариант предлагаемой схемы с симметричным регулированием выходного напр жени  по сравнению с несимметричным ее вариантом вместо диодов 13-15, установленных на вторичной стороне, использованы тиристоры.

Рассмотрим вначале работу схемы, когда все вентили 4-9  вл ютс  тиристорами (полностью управл емый вариант схемы) при угле управлени , равном нулю.

Пусть в исходном состо нии включены

тиристоры 5 и 8. При этом линейное напр жение АС прикладываетс  к первичной об- мотке3, а следовательно, во вторичной цепи

ток нагрузки проводит диод 15. В момент vi (фиг. 2) - момент пересечени  синусоид линейных напр жений АС и ВС - подаетс  импульс управлени  на тиристор 7, после включени  которого и выключени  тиристо- ра 5 к той же обмотке 3 прикладываетс  напр жение ВС. Поэтому, как и в предыдущем интервале, в работе остаетс  диод 15.

После включени  в момент УЗ очередным импульсом управлени  тиристора 4 и последующего выключени  тиристора 8 наибольшее в данном интервале линейное напр жение ВА через работающие тиристоры 7 и 4 прикладываетс  к первичной обмотке 1, вследствие чего происходит коммутаци  тока нагрузки с диода 15 на диод 13.

После включени  в момент V4 тиристора 9 к той же обмотке 1 прикладываетс  ставшее наибольшим линейное напр жение СА, а следовательно, в очередном интервале V4-V6TOK нагрузки также проводит диод 13.

В последующем интервале ve-vy наибольшее линейное напр жение СВ через включенные тиристоры б и 9 прикладываетс  к обмотке 2. Поэтому в данном интервале ток нагрузки проводит диод 14. Затем в интервале VT-vg к той же обмотке 2 через тиристоры 5 и 6 прикладываетс  напр жение АВ, это значит, что во вторичной цепи остаетс  включенным, как и в предыдущем интервале , диод 14. После включени  в момент vg тиристора 8 работа схемы повтор етс . В результате на нагрузке выпр мител  формируетс , как и в прототипе, шестипульсное напр жение. При этом диоды 13-15, установленные на вторичной стороне трансформатора , так-же провод т ток нагрузки в течение 120 град эл.

Рассмотрим далее работу полууправл емого (несимметричного) варианта схемы, т. е. когда вентили 5, 7, 9  вл ютс  тиристора- ми, а вентили 4, 6, 8 - диодами (как изображено на фиг, 1). Следует отметить, что работа данного варианта схемы при нулевом угле управлени  не отличаетс  от работы полностью управл емого варианта, рассмотренной выше. Поэтому рассмотрим работу выпр мител  при угле управлени , равном 30 град эл. Пусть в исходном состо нии включен тиристор 5, при этом линейное напр жение АС через тиристор 5 и диод 8 прикладываетс  к первичной обмотке 3 и трансформируетс  во вторичную обмотку 12, обеспечива  протекание тока нагрузки через диод 15,

В момент V2 на тиристор 7 подаетс  импульс управлени , смещенный на угол управлени  а относительно точки пересечени  соседних синусоид линейных напр жений АС и ВС (момента vi). После

включени  тиристора 7 и последующего выключени  тиристора 5 наибольшее в данном, интервале линейное напр жение ВС через тиристор 7 и оставшийс  в работе диод 8

прикладываетс  в той же первичной обмотке 3, что и в предыдущем интервале. Поэтому ток нагрузки продолжает проводить диод 15. После сравнени  в момент УЗ линейных напр жений ВС и ВА происходит коммута0 ци  первичного тока с диода 8 на диод 4, а тиристор 7 остаетс  включенным. При этом линейное напр жение ВА прикладываетс  к первичной обмотке Т, в результате чего во вторичной цепи происходит коммутаци  то5 ка нагрузки с диода 15 на диод 13. После включени  в момент vs очередным импульсом управлени  тиристора 9 и выключени  тиристора 7 через оставшийс  в работе диод 4 к той же обмотке 1 прикладываетс  уже

0 напр жение СА. Поэтому ток нагрузки продолжает проводить диод 13 до момента ve, после которого происходит коммутаци  первичного тока с диода 4 на диод б, а следовательно , коммутаци  тока нагрузки с ди5 ода 13 на диод 14. После подачи в момент VB импульса управлени  на тиристор 5 работа схемы повтор етс . В результате на нагрузке формируетс  шестипульсное с несимметричным регулированием выпр мленное

0 напр жение, аналогичное выходному напр жению полууправл емой мостовой схеме выпр млени  или несимметричной схемы встречно-параллельного включени  вентилей на первичной стороне трансфор5 матора. При этом длительность работы всех вентилей схемы составл ет 120 град, эл,

На фиг. 2 заштрихованы дл  нагл дности площадки, соответствующие кривой тока диода 15, а толстой огибающей линией

0 отмечена крива  напр жени  (тока) на нагрузке .

Работа третьего (комбинированного) варианта схемы, когда тиристоры включены как на первичной стороне трансформатора

5 (вентили 5, 7, 9), так и на вторичной - вентили 13, 14, 15, а вентили 4, 6, 8  вл ютс  диодами, аналогична работе симметричного варианта схемы. Отличие заключаетс  лишь в том, что импульсы управлени  вместо вен0 тилей 4, 6, 8 подаютс  на вентили 13, 14, 15. Использование предлагаемого варианта подключени  вентилей на первичной стороне трансформатора позвол ет, по сравнению с прототипом, упростить конст5 руктивное исполнение первичной цепи выпр мител , так как по вл етс  возможность с использованием обращенных вентилей применить дл  них один общий групповой охладитель, что особенно предпочтительно при увеличении мощности выпр мител .

Применение полууправл емого (несимметричного ) варианта схемы предлагаемого устройства, по сравнению с прототипом, позвол ет , кроме того; заметно упростить систему управлени  тиристорами, так как вместо шестиканальной системы требуетс  трехканальна , а при неглубоком регулировании может быть использована однока- нальна  система. При этом вследствие объединени  катодов тиристоров допускаетс  применение одного двухобмоточного разделительного импульсного трансформатора .

Использование комбинированного управлени  предлагаемой схемой (одновременно как по первичной, так и по вторичной сторонам трансформатора), при необходимости глубокого симметричного регулировани  выходного напр жени  позвол ет, по сравнению с прототипом, также упростить систему управлени  тиристорами выпр мител . Дело в том, что дл  управлени  объединенных катодами трех тиристоров, установленных на вторичной стороне низковольтного выпр мител , не требуетс  применени  разделительных импульсных трансформаторов.

Использование предлагаемого устройства в выпр мителе на номинальный ток 100 А и напр жение 12В позволит снизить его стоимость за счет применени  общего охладител  вентилей и упрощени  системы управлени  тиристорами.

Claims (4)

1.,Трехфазный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий три группы вентилей и трехфазный трансформатор с трем  первичными обмотками , начала которых подсоединены к входным выводам дл  подключени  питающей

сети, а также к одним электродам трех вентилей первой группы, а концы - к другим электродам трех вентилей второй группы, при этом вторичные обмотки трансформатора с подключенными к ним трем  вентил ми

третьей группы образуют нулевую схему выпр млени , выход которой соединен с выходными выводами дл  подключени  нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью упрощени , свободные разноименные электроды вентилей первой и второй групп объединены между собой и образуют нулевую точку первичной цепи.

2. Преобразователь поп. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью упрощени  при симметричном регулировании напр жени , в качестве вентилей первой и второй групп использованы тиристоры, а третьей - диоды .,

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч a tout и и с   тем, что, с целью упрощени  при несимметричном регулировании напр жени , в качестве вентилей первой группы использованы тиристоры, а второй и третьей диоды .

4. Преобразователь по п. 1, о т л и ч a tout и и с   тем, что, с целью дальнейшего упрощени  при симметричном регулировании напр жени , в качестве вентилей первой и третьей группы использованы тиристоры, а второй - диоды.