RU2035119C1 - Rectifier - Google Patents

Rectifier Download PDF

Info

Publication number
RU2035119C1
RU2035119C1 SU5037056A RU2035119C1 RU 2035119 C1 RU2035119 C1 RU 2035119C1 SU 5037056 A SU5037056 A SU 5037056A RU 2035119 C1 RU2035119 C1 RU 2035119C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
diode
additional
cathode
valves
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Никитович Панченко
Original Assignee
Виктор Никитович Панченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Никитович Панченко filed Critical Виктор Никитович Панченко
Priority to SU5037056 priority Critical patent/RU2035119C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2035119C1 publication Critical patent/RU2035119C1/en

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

FIELD: power conversion. SUBSTANCE: device has transformer which secondary winding 1 is connected to star connection and to alternating current output terminals of power bridge rectifiers. Common point of anodes of gates 3, 5, 7 and 9, 11, 13 of each rectifier is connected to anode of first controlled gate 18 (20) to anode of first diode 22 (24) and first output terminal for connection of loading. Common connection point of cathodes of bridge gates 2, 4, 6 and 8, 10, 12 is connected to cathodes of second controlled gate 19 (21), cathode of second diode 23 (25) and to second output terminal. One terminal of capacitor filter having circuit of two capacitors 14, 15 (16, 17), which are connected in series, is connected to cathode of first controlled gate 18 (20) and to anode of second diode 23 (25). another terminal of the capacitor filter is connected to anode of second controlled gate 19 (21) and to anode of first diode 22 (24). Each charging source 26 (27-29) is connected in parallel to one capacitor of capacitor filter, common point connecting capacitors of capacitor filters is connected to common point of star connection of secondary winding through chokes 30, 31. controlled gates are by-passed by diodes 34-37 which are connected in opposing. EFFECT: simplified design, increased functional capabilities, decreased weight and size, decreased cost, increased reliability, increased capabilities for use in high-power devices. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в выпрямителях с принудительной коммутацией, источниках реактивной мощности, электроприводах постоянного тока. The invention relates to a conversion technique and can be used in rectifiers with forced switching, reactive power sources, DC electric drives.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий мост силовых управляемых вентилей, к выводам переменного тока которого подключена вторичная обмотка трансформатора, а выводы постоянного тока моста соединены с выводами для подключения нагрузки [1] Преобразователь имеет низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании и оказывает значительное вредное воздействие на питающие сети. Known AC to DC converter containing a bridge of power controlled valves, the AC terminals of which are connected to the secondary winding of the transformer, and the DC terminals of the bridge are connected to the terminals for connecting the load [1] The converter has a low power factor with deep regulation and has a significant harmful effect to power networks.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий мост силовых управляемых вентилей, диодный мост, к выходу которого подключен конденсатор фильтра, выводы которого через диоды связаны с положительным и отрицательным выводами силового моста, два полностью управляемых вентиля, последовательно с которыми включены источники смещения, выполненные в виде конденсатора, зашунтированного источником подзаряда [2] Преобразователь имеет повышенную сложность, установленную мощность конденсаторов фильтра и узла коммутации, пониженную генерацию реактивной мощности и ухудшенные массогабаритные показатели. A known AC / DC converter containing a bridge of power controlled valves, a diode bridge, to the output of which a filter capacitor is connected, the terminals of which are connected through the diodes to the positive and negative terminals of the power bridge, two fully controlled valves, in series with which bias sources made in the form of a capacitor shunted by a recharge source [2] The converter has increased complexity, the installed capacity of the filter capacitors and the switching unit, pony ennuyu generation of reactive power and worsening weight and size parameters.

Наиболее близким к предлагаемому преобразователю по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к силовому мосту управляемых вентилей, а через дополнительную обмотку связана с выводами переменного тока диодного моста. Выводы постоянного тока диодного моста через полностью управляемые вентили связаны с одноименными выводами силового моста управляемых вентилей и непосредственно подключены к емкостному фильтру, выполненному в виде двух последовательно соединенных конденсаторов. Общая точка конденсаторов соединена с общей точкой звезды. Выводы постоянного тока силового моста соединены через диоды с разноименными выводами постоянного тока диодного моста [3]
Преобразователь относительно сложен, имеет пониженные массогабаритные показатели, ограниченные функциональные возможности, пониженную надежность и повышенную стоимость. Имеются значительные трудности при разработке надежных преобразователей большой мощности, что связано со следующим. В преобразователях большой мощности управляемые вентили включают параллельно. Известно параллельное включение двух полностью управляемых вентилей с введением делителей тока. Однако при этом необходимо использовать полностью управляемые вентили с минимальным разбросом параметров, что в условиях эксплуатации выполнить практически невозможно. В частности, при выключении полностью управляемых вентилей после запирания вентиля с меньшим временем выключения происходит заряд конденсатора его RCD-цепочки. Для полностью управляемых вентилей (тиристоров) типовое значение критической скорости нарастания напряжения равно 500 В/мкс, поэтому при выключении максимально допустимого тока конденсатор зарядится до предельно допустимого напряжения уже через несколько микросекунд. Однако делитель тока будет и дальше стремиться поддерживать равенство тока в ветвях, что приведет к повторному отпиранию по аноду вентиля с меньшим временем выключения, значительному выделению мощности в полупроводниковой структуре и снижению надежности. Дальнейшее увеличение мощности преобразователя связано с еще большими трудностями.
The closest to the proposed Converter in technical essence and the achieved result is an AC to DC converter containing a transformer, the secondary winding of which is connected to a star and connected to the power bridge of the controlled valves, and through an additional winding connected to the AC terminals of the diode bridge. The DC terminals of the diode bridge through fully controllable valves are connected to the eponymous terminals of the power bridge of the controlled valves and are directly connected to a capacitive filter made in the form of two series-connected capacitors. The common point of the capacitors is connected to the common point of the star. The DC terminals of the power bridge are connected through diodes to the opposite terminals of the DC current of the diode bridge [3]
The converter is relatively complex, has reduced overall dimensions, limited functionality, reduced reliability and increased cost. There are significant difficulties in developing reliable high power converters, which is associated with the following. In high-power converters, controlled valves are connected in parallel. It is known parallel connection of two fully controllable valves with the introduction of current dividers. However, it is necessary to use fully controllable valves with a minimum variation in parameters, which is practically impossible to perform under operating conditions. In particular, when turning off fully controlled valves after locking the valve with a shorter turn-off time, the capacitor of its RCD chain is charged. For fully controlled gates (thyristors), the typical value of the critical voltage rise rate is 500 V / μs, so when the maximum allowable current is turned off, the capacitor will be charged to the maximum allowable voltage in a few microseconds. However, the current divider will continue to strive to maintain equal current in the branches, which will lead to re-unlocking of the valve anode with a shorter turn-off time, a significant release of power in the semiconductor structure and a decrease in reliability. A further increase in converter power is associated with even greater difficulties.

Изобретение направлено на упрощение преобразователя, расширение функциональных возможностей, улучшение массогабаритных показателей, снижение стоимости, повышение надежности и обеспечение возможности разработки преобразователей большой мощности. The invention is aimed at simplifying the converter, expanding the functionality, improving the overall dimensions, reducing costs, increasing reliability and making it possible to develop high-power converters.

Сущность изобретения заключается в том, что, в отличие от известного преобразователя переменного тока в постоянный, содержащего трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к выводам переменного тока силового мостового выпрямителя на управляемых вентилях, два зарядных источника, емкостной фильтр, выполненный в виде цепочки из двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка соединения которых подключена к общей точке звезды вторичной обмотки, два диода и два полностью управляемых вентиля, причем общая точка соединения анодов вентилей силового выпрямителя соединена с анодом первого полностью управляемого вентиля, с анодом первого диода и с первым выходным выводом для подключения нагрузки, общая точка соединения катодов вентилей силового выпрямителя соединена с катодом второго полностью управляемого вентиля, катодом второго диода и с вторым выходным выводом, емкостной фильтр одним выводом цепочки конденсаторов соединен с катодом первого полностью управляемого вентиля и с анодом второго диода, а другим выводом с анодом второго полностью управляемого вентиля и с катодом первого диода, каждый из зарядных источников включен параллельно одному из конденсаторов указанного емкостного фильтра, в предлагаемом преобразователе переменного тока в постоянный введены, по крайней мере один дополнительный силовой мостовой выпрямитель на управляемых вентилях, емкостные фильтры по количеству дополнительных силовых выпрямителей, диоды, полностью управляемые вентили и зарядные источники в количестве, равном удвоенному числу дополнительных силовых выпрямителей и дроссели, количество которых на единицу больше числа дополнительных силовых выпрямителей, выводы переменного тока которых соединены с вторичной обмоткой трансформатора. Каждый емкостной фильтр выполнен в виде цепочки из двух последовательно соединенных конденсаторов. В каждом дополнительном силовом мостовом выпрямителе общая точка соединения анодов вентилей связана с анодом первого дополнительного полностью управляемого вентиля, с анодом первого дополнительного диода и с первым выходным выводом для подключения нагрузки. Общая точка соединения катодов вентилей моста соединена с катодом второго дополнительного полностью управляемого вентиля, катодом второго дополнительного диода и со вторым выходным выводом. Емкостной фильтр одним выводом цепочки конденсаторов соединен с катодом первого дополнительного полностью управляемого вентиля и с анодом второго дополнительного диода, а другим выводом с анодом второго дополнительного полностью управляемого вентиля и с катодом первого дополнительного диода. Каждый из зарядных источников включен параллельно одному из конденсаторов упомянутого емкостного фильтра. Общая точка соединения конденсаторов емкостных фильтров связана через дроссели с общей точкой звезды вторичной обмотки. The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to the known AC to DC converter containing a transformer, the secondary winding of which is connected to a star and connected to the AC terminals of the power bridge rectifier on controlled valves, two charging sources, a capacitive filter, made in the form chains of two series-connected capacitors, the common connection point of which is connected to the common point of the star of the secondary winding, two diodes and two fully controlled valves, m, the common point of connection of the anodes of the rectifier valves is connected to the anode of the first fully controlled valve, with the anode of the first diode and the first output terminal for connecting the load, the common point of connection of the cathodes of the valves of the rectifier is connected to the cathode of the second fully controlled valve, the cathode of the second diode and the second output terminal, the capacitive filter is connected to the cathode of the first fully controllable valve and to the anode of the second diode by one output of the capacitor chain and to the second to the anode of the second of a fully controlled valve and with the cathode of the first diode, each of the charging sources is connected in parallel to one of the capacitors of the specified capacitive filter, at least one additional power bridge rectifier on the controlled valves, capacitive filters according to the number of additional power rectifiers, diodes, fully controllable valves and charging sources in an amount equal to twice the number of additional power rectifiers and dross whether, the number of which is one more than the number of additional power rectifiers, the AC terminals of which are connected to the secondary winding of the transformer. Each capacitive filter is made in the form of a chain of two series-connected capacitors. In each additional power bridge rectifier, the common point of connection of the valve anodes is connected to the anode of the first additional fully controllable valve, to the anode of the first additional diode, and to the first output terminal for connecting the load. The common point of connection of the cathodes of the bridge valves is connected to the cathode of the second additional fully controllable valve, the cathode of the second additional diode, and to the second output terminal. A capacitive filter is connected to the cathode of the first additional fully controllable valve and the anode of the second additional diode by one output of the capacitor chain, and by the other output to the anode of the second additional fully controllable valve and the cathode of the first additional diode. Each of the charging sources is connected in parallel to one of the capacitors of the mentioned capacitive filter. The common connection point of the capacitors of the capacitive filters is connected via chokes to the common point of the secondary star.

Полностью управляемые вентили зашунтированы встречно включенными диодами. Fully controllable valves are shunted with on-board diodes.

На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя. The drawing shows a schematic diagram of a converter.

Преобразователь переменного тока в постоянный содержит трансформатор, вторичная обмотка 1 которого соединена в звезду и подключена к выводам переменного тока силовых мостовых выпрямителей на управляемых вентилях 2-12, емкостные фильтры по количеству силовых выпрямителей из двух последовательно соединенных конденсаторов 14, 15 и 16, 17, полностью управляемые вентили 18-21, диоды 22-25, зарядные источники 26-29 и дроссели 30-31. В каждом силовом мостовом выпрямителе общая точка соединения анодов вентилей связана с анодом первого полностью управляемого вентиля 18 (20), с анодом первого диода 22 (24) и с выходным выводом для подключения нагрузки. Общая точка соединения катодов вентилей моста соединена с катодом второго полностью управляемого вентиля 19 (21), катодом второго диода 23 (25) и со вторым выходным выводом. Емкостной фильтр одним выводом цепочки конденсаторов соединен с катодом первого полностью управляемого вентиля 18 (20) и с анодом второго диода 23 (25), а другим выводом с анодом второго полностью управляемого вентиля 19 (21) и с катодом первого диода 22 (24). Каждый из зарядных источников 26-29 включен параллельно одному из конденсаторов 14-17 емкостных фильтров. Общие точки соединения конденсаторов 14-15 и 16-17 связаны через дроссели 30 и 31 с общей точкой звезды вторичной обмотки 1. К выходным выводам подключены последовательно соединенные нагрузка 32 и дроссель 33. The AC to DC converter contains a transformer, the secondary winding 1 of which is connected to a star and connected to the AC terminals of the power bridge rectifiers on controlled valves 2-12, capacitive filters by the number of power rectifiers from two series-connected capacitors 14, 15 and 16, 17, fully controlled valves 18-21, diodes 22-25, charging sources 26-29 and inductors 30-31. In each power bridge rectifier, the common point of connection of the valve anodes is connected to the anode of the first fully controllable valve 18 (20), to the anode of the first diode 22 (24), and to the output terminal for connecting the load. The common point of connection of the cathodes of the bridge gates is connected to the cathode of the second fully controllable valve 19 (21), the cathode of the second diode 23 (25) and with the second output terminal. A capacitive filter is connected to the cathode of the first fully controlled valve 18 (20) and the anode of the second diode 23 (25) with one output of the capacitor chain, and the cathode of the first diode 22 (24) with the anode of the second fully controlled valve 19 (21). Each of the charging sources 26-29 is connected in parallel to one of the capacitors 14-17 capacitive filters. The common connection points of the capacitors 14-15 and 16-17 are connected through the inductors 30 and 31 to the common point of the star of the secondary winding 1. The load 32 and the inductor 33 are connected in series to the output terminals.

Для сброса накопленной энергии полностью управляемые вентили 18-21 зашунтированы встречно включенными диодами 34-37. To discharge the accumulated energy, fully controllable valves 18-21 are shunted with on-board diodes 34-37.

Полярность напряжения на конденсаторах фильтров указана на чертеже. The voltage polarity of the filter capacitors is shown in the drawing.

Преобразователь переменного тока в постоянный работает следующим образом. The AC to DC converter operates as follows.

Пусть открыты управляемые вентили 2, 3 и 8, 9. Ток нагрузки проходит по цепи: 32-3 фазы С и А обмотки 1-2 33-32, а также по цепи: 32-9 фазы С и А обмотки 1-8 33-32. Для выключения вентиля 2 отпирают полностью управляемый вентиль 19, а для выключения вентиля 8 полностью управляемый вентиль 21. Напряжение конденсатора 15 прикладывается через вентиль 2 к фазе А обмотки 1 и к дросселю 30, а напряжение конденсатора 17 прикладывается через вентиль 8 к фазе А обмотки 1 и к дросселю 31. Благодаря относительно низкой скорости нарастания тока в указанных выше контурах разброс во времени включения полностью управляемых вентилей 19 и 21 не оказывает влияния на работу и надежность преобразователя. Ток в фазе А обмотки 1 уменьшается. По окончании переходного процесса ток проходит по цепи: 32-3 фаза С обмотки 1-30-15-19-33-32, а также по цепи: 32-9 фаза С обмотки 1-31-17-21-33-32. К управляемому вентилю 2 прикладывается разность напряжений конденсатора 15 и фазы А обмотки 1, а к вентилю 8 разность напряжений конденсатора 17 и фазы А обмотки 1. Происходит разряд конденсаторов 15 и 17 половиной тока нагрузки 32. После выключения вентилей 2 и 8 запирают полностью управляемые вентили 19 и 21. Полностью управляемые вентили имеют разброс по времени выключения. При выключении более быстродействующего полностью управляемого вентиля 19 ток нагрузки проходит по цепи: 32-3 фаза С обмотки 1-30-14-23-33-32, а также по цепи: 32-9 фаза С обмотки 1-31-17-21-33-32. Дроссели 30 и 31 ограничивают скорость изменения тока в контуре: 14-30-31-17-21-23-14, что исключает подбор полностью управляемых вентилей по времени выключения. Let the controlled valves 2, 3 and 8, 9 be open. The load current passes through the circuit: 32-3 phases C and A of the winding 1-2 33-32, as well as the circuit: 32-9 phases C and A of the winding 1-8 33 -32. To turn off valve 2, a fully controlled valve 19 is opened, and to turn off valve 8, a fully controlled valve 21. The voltage of capacitor 15 is applied through valve 2 to phase A of winding 1 and to inductor 30, and the voltage of capacitor 17 is applied through valve 8 to phase A of winding 1 and to the inductor 31. Due to the relatively low slew rate of the current in the above loops, the spread in time of switching on the fully controlled valves 19 and 21 does not affect the operation and reliability of the converter. The current in phase A of winding 1 decreases. At the end of the transition process, the current passes through the circuit: 32-3 phase C of the winding 1-30-15-19-33-32, as well as the circuit: 32-9 phase C of the winding 1-31-17-21-33-32. The difference between the voltages of the capacitor 15 and phase A of the winding 1 is applied to the controlled valve 2, and the difference between the voltages of the capacitor 17 and phase A of the winding 1 is applied to the valve 8. Discharge of the capacitors 15 and 17 by half the load current 32. After turning off the valves 2 and 8, fully controlled valves are closed 19 and 21. Fully controllable valves vary in shutdown time. When you turn off the faster, fully controlled valve 19, the load current passes through the circuit: 32-3 phase C of the winding 1-30-14-23-33-32, as well as the circuit: 32-9 phase C of the winding 1-31-17-21 -33-32. Inductors 30 and 31 limit the rate of change of current in the circuit: 14-30-31-17-21-21-23-14, which excludes the selection of fully controllable valves according to the shutdown time.

После запирания полностью управляемого вентиля 21 ток нагрузки проходит по цепи: 32-3 фаза С обмотки 1-30-14-23-33-32, а также по цепи: 32-9 фаза С обмотки 1-31-16-25-33-32. Происходит заряд конденсаторов 14 и 16. С задержкой отпирают очередные вступающие в работу управляемые вентили 4 и 10. К фазе В обмотки 1 прикладывается напряжение конденсаторов 14, 16 и по обмотке начинает проходить ток. По окончании переходного процесса ток нагрузки проходит по цепи: 32-3 фазы С и В обмотки 1-4-33-32, а также по цепи: 32-9 фазы С и В обмотки 1-10-33-32. After locking the fully controlled valve 21, the load current passes through the circuit: 32-3 phase C of the winding 1-30-14-23-33-32, as well as the circuit: 32-9 phase C of the winding 1-31-16-25-33 -32. The capacitors 14 and 16 are charged. With the delay, the next controlled valves 4 and 10 come into operation. The voltage of the capacitors 14, 16 is applied to the phase B of the winding 1 and a current begins to flow through the winding. At the end of the transition process, the load current passes through the circuit: 32-3 phases C and B of the winding 1-4-33-32, as well as the circuit: 32-9 phases C and B of the winding 1-10-33-32.

Лавинные и среднечастотные диоды в сравнении с частотными диодами выпускаются на большие токи и более высокие напряжения, имеют более низкую стоимость и потери, однако имеют большее время обратного восстановления. Avalanche and mid-frequency diodes, in comparison with frequency diodes, are produced for high currents and higher voltages, have lower cost and losses, but have a longer reverse recovery time.

После уменьшения тока в диоде 23 до нуля, ток начинает увеличиваться в обратном направлении и протекает по цепи: 4-23-14-30 фаза В обмотки 1-4. После восстановления запирающей способности диода 23 в обратном направлении ток замыкается по цепи: 35-15-30 фаза В обмотки 1-4-35 и избыточная энергия обмотки и дросселя 30 передается конденсатору 15. Аналогично избыточная энергия обмотки и дросселя 31 передается конденсатору 17 через диод 37, что исключает перенапряжения. After reducing the current in diode 23 to zero, the current begins to increase in the opposite direction and flows through the circuit: 4-23-14-30 phase B of the winding 1-4. After restoring the locking ability of the diode 23 in the opposite direction, the current closes through the circuit: 35-15-30 phase B of the windings 1-4-35 and the excess energy of the winding and inductor 30 is transferred to the capacitor 15. Similarly, the excess energy of the winding and inductor 31 is transferred to the capacitor 17 through the diode 37, which eliminates overvoltage.

Регулируя задержку отпирания очередных вступающих в работу управляемых вентилей, поддерживают уровень напряжения на конденсаторах 14-17. Зарядные источники 26-29 обеспечивают первоначальный заряд конденсаторов 14-17 и обеспечивают требуемый уровень напряжения на конденсаторах при ошибках регулирования величины задержки отпирания очередных вступающих в работу управляемых вентилей. By adjusting the delay of unlocking the next controlled operation valves that come into operation, the voltage level on the capacitors 14-17 is maintained. Charging sources 26-29 provide the initial charge of the capacitors 14-17 and provide the required voltage level on the capacitors in case of errors in the control of the amount of delay in unlocking the next controlled valves that come into operation.

Для выключения управляемых вентилей анодной группы мостов отпирают полностью управляемые вентили 18 и 20. To turn off the controlled valves of the anode group of bridges, fully controlled valves 18 and 20 are unlocked.

Предлагаемый преобразователь переменного тока в постоянный обеспечивает потребление и генерирование реактивной мощности как в выпрямительном, так и в инверторном режимах, т.е. обеспечивает расширение функциональных возможностей. Значительное упрощение преобразователя позволяет улучшить его массогабаритные показатели, снизить стоимость и повысить надежность. В качестве управляемых вентилей силовых мостов могут быть использованы среднечастотные тиристоры с временем выключения до 250 мкс. Исключение подбора полностью управляемых вентилей, отсутствие перенапряжений, возможность увеличения мощности преобразователя путем параллельного подключения требуемого количества силовых мостовых выпрямителей с узлом коммутации является важным преимуществом предлагаемого преобразователя перед известными. Выравнивание тока силовых мостовых выпрямителей может быть обеспечено при помощи технических решений, применяемых для выравнивания тока параллельно включенных вентилей. The proposed AC to DC converter provides the consumption and generation of reactive power in both the rectifier and inverter modes, i.e. provides enhanced functionality. Significant simplification of the converter allows to improve its overall dimensions, reduce cost and increase reliability. Midrange thyristors with shutdown times of up to 250 μs can be used as controllable valves of power bridges. The exclusion of the selection of fully controllable valves, the absence of overvoltages, the possibility of increasing the power of the converter by parallel connection of the required number of power bridge rectifiers with a switching unit is an important advantage of the proposed converter over the known ones. The current equalization of power bridge rectifiers can be achieved using technical solutions used to equalize the current of parallel connected valves.

Преобразователи электроприводов должны допускать двухкратный номинальный ток в течение 15 с, поэтому при использовании полностью управляемых вентилей с импульсным выключаемым током 2000 А номинальный ток силового мостового выпрямителя равен 1000 А. При выходном напряжении 1000 В и 5 параллельно включенных силовых мостовых выпрямителях номинальная мощность преобразователя равна 5000 кВт. При совместной работе предлагаемого преобразователя с преобразователем равной мощности с естественной коммутацией обеспечивается коэффициент мощности близкий к единице как в установившихся, так и в переходных режимах, что уменьшает вредное воздействие электроприводов на питающие сети, исключает применение быстродействующих синхронных компенсаторов и благодаря этому позволяет снизить потери на 2-3%
При использовании преобразователя с естественной коммутацией мощностью 10000 кВт при пуске бросок реактивной мощности может достигать до 20000 кВАр, для компенсации которого необходимо использовать быстродействующие синхронные компенсаторы мощностью не менее 16000 кВАр. Небыстродействующий синхронный компенсатор КС-16-11 мощностью 16000 кВАр имеет массу 50 т, в то время как предлагаемый преобразователь мощностью 5000 кВт в сравнении с преобразователем с естественной коммутацией содержит дополнительно 10-ть полностью управляемых вентилей (тиристоров) с импульсным выключаемым током 2000 А, 10-ть среднечастотных или лавинных диодов на 500-800А, 20-ть частотных диодов 10-12 класса на 100-160 А и конденсаторы фильтра.
Electric drive converters must allow twice the rated current for 15 s, therefore, when using fully controlled valves with a switched off current of 2000 A, the rated current of the power bridge rectifier is 1000 A. With an output voltage of 1000 V and 5 parallel connected rectifiers, the rated power of the converter is 5000 kW When working together, the proposed converter with an equal-power converter with natural switching provides a power factor close to unity in both steady-state and transient modes, which reduces the harmful effects of electric drives on the supply network, eliminates the use of high-speed synchronous compensators and thereby reduces losses by 2 -3%
When using a converter with natural switching capacity of 10,000 kW at start-up, the reactive power surge can reach up to 20,000 kVAr, to compensate for which it is necessary to use high-speed synchronous compensators with a power of at least 16,000 kVar. A non-quick synchronous compensator KS-16-11 with a capacity of 16,000 kVar has a mass of 50 tons, while the proposed converter with a power of 5000 kW, in comparison with a converter with natural switching, contains an additional 10 fully controlled valves (thyristors) with a switched off current of 2000 A, 10 mid-frequency or avalanche diodes for 500-800A, 20 frequency diodes 10-12 class for 100-160 A and filter capacitors.

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого соединена в звезду и подключена к выводам переменного тока силового мостового выпрямителя на управляемых вентилях, два зарядных источника, емкостный фильтр, выполненный в виде цепочки из двух последовательно соединенных конденсаторов, два диода и два полностью управляемых вентиля, причем общая точка соединения анодов вентилей силового выпрямителя соединена с анодом первого полностью управляемого вентиля, с анодом первого диода и с первым выходным выводом для подключения нагрузки, общая точка соединения катодов вентилей силового выпрямителя соединена с катодом второго полностью управляемого вентиля, катодом второго диода и с вторым выходным выводом, емкостный фильтр одним выводом цепочки конденсаторов соединен с катодом первого полностью управляемого вентиля и с анодом второго диода, а другим выводом с анодом второго полностью управляемого вентиля и с катодом первого диода, каждый из зарядных источников включен параллельно одному из конденсаторов емкостного фильтра, отличающийся тем, что в него введены по меньшей мере один дополнительный силовой мостовой выпрямитель на управляемых вентилях, дополнительные емкостные фильтры по количеству дополнительных силовых выпрямителей, дополнительные диоды, полностью управляемые вентили и зарядные источники в количестве, равном удвоенному числу дополнительных силовых выпрямителей, и дроссели, количество которых на единицу больше числа дополнительных силовых выпрямителей, выводы переменного тока которых соединены с вторичной обмоткой трансформатора, каждый емкостный фильтр выполнен в виде цепочки из двух последовательно соединенных конденсаторов, причем в каждом дополнительном силовом мостовом выпрямителе общая точка соединения анодов вентилей связана с анодом первого дополнительного полностью управляемого вентиля, с анодом первого дополнительного диода и с первым выходным выводом для подключения нагрузки, общая точка соединения катодов вентилей моста соединена с катодом второго дополнительного полностью управляемого вентиля, катодом второго дополнительного диода и с вторым выходным выводом, емкостный фильтр одним выводом цепочки конденсаторов соединен с катодом первого дополнительного полностью управляемого вентиля и с анодом второго дополнительного диода, а другим выводом с анодом второго дополнительного полностью управляемого вентиля и катодом первого дополнительного диода, каждый из зарядных источников включен параллельно одному из конденсаторов емкостного фильтра, причем общая точка соединения конденсаторов каждого из емкостных фильтров соединена с общей точкой звезды вторичной обмотки через соответствующий дроссель. 1. AC to DC Converter, containing a transformer, the secondary winding of which is connected to a star and connected to the AC terminals of the power bridge rectifier on controlled valves, two charging sources, a capacitive filter made in the form of a chain of two series-connected capacitors, two diodes and two fully controllable valves, the common point of connection of the anodes of the rectifier valves connected to the anode of the first fully controlled valve, to the anode of the first diode and to the first output terminal for connecting the load, the common point of connection of the rectifier valve cathodes is connected to the cathode of the second fully controlled valve, the cathode of the second diode and to the second output terminal, the capacitive filter is connected to the cathode of the first fully controlled valve and the anode of the second diode by one output of the capacitor chain and with a different output with the anode of the second fully controlled valve and with the cathode of the first diode, each of the charging sources is connected in parallel to one of the capacitors three, characterized in that at least one additional power bridge rectifier on controlled valves, additional capacitive filters according to the number of additional power rectifiers, additional diodes, fully controlled valves and charging sources in an amount equal to twice the number of additional power rectifiers are introduced into it, and inductors, the number of which is one more than the number of additional power rectifiers, the AC terminals of which are connected to the secondary winding of the transformer, each capacitive filter is made in the form of a chain of two series-connected capacitors, and in each additional power bridge rectifier the common point of connection of the valve anodes is connected to the anode of the first additional fully controlled valve, with the anode of the first additional diode and with the first output terminal for connecting the load, a common point connecting the cathodes of the gate valves is connected to the cathode of the second additional fully controlled valve, the cathode of the second additional diode and with the second output terminal, the capacitive filter is connected to the cathode of the first additional fully controlled valve and the anode of the second additional diode by one output of the capacitor chain, and by the other output to the anode of the second additional fully controlled valve and the cathode of the first additional diode, each of the charging sources is connected in parallel to one of the capacitive capacitors filter, and the common point of connection of the capacitors of each capacitive filter is connected to the common point of the star of the secondary winding through corresponding throttle. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что полностью управляемые вентили зашунтированы встречно включенными диодами. 2. The Converter according to claim 1, characterized in that the fully controllable valves are shunted with on-board diodes.
SU5037056 1992-04-13 1992-04-13 Rectifier RU2035119C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5037056 RU2035119C1 (en) 1992-04-13 1992-04-13 Rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5037056 RU2035119C1 (en) 1992-04-13 1992-04-13 Rectifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2035119C1 true RU2035119C1 (en) 1995-05-10

Family

ID=21601731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5037056 RU2035119C1 (en) 1992-04-13 1992-04-13 Rectifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2035119C1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной техники. - М.: Высшая школа, 1974, с.49, рис.3.1.д. *
2. Авторское свидетельство СССР N 752686, Мкл.M3 H 02M 7/155, 1980. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1246290, кл. H 02M 7/155, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Soft-switching solid-state transformer (S4T)
US10491098B2 (en) Soft switching solid state transformers and converters
US8154896B2 (en) STATCOM system for providing reactive and/or active power to a power network
Nielsen et al. Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) in power systems with renewable energy sources
US20110242855A1 (en) Power Converter
CN102969882A (en) Starting method of modular multi-level flexible direct-current transmission converter
WO2020248651A1 (en) Off-line phase split device and inverter system
US4922124A (en) Arrangement for connecting plural self-commutated voltage type inverters to a utility grid
Chen et al. A modular isolated topology for instantaneous reactive power compensation
CN103580048A (en) Chained battery energy storage system integrated with active power filter
CN113474986B (en) Converter unit for MMC, MMC and control method thereof
US20230104735A1 (en) Fuel Cell Power System
CN113615066A (en) Full-bridge buck-boost converter unit for MMC
EP2525483A1 (en) Modular converter with energy storage capability
RU2035119C1 (en) Rectifier
Ismail et al. A review of recent HVDC tapping topologies
CN113992053B (en) Three-phase series hybrid MMC topological structure and control method
US20240014749A1 (en) Soft-switching current source inverters
SU900386A1 (en) Thyristorized converter of multiphase ac voltage into dc voltage
Chen et al. A soft-switching dynamic VAr compensator
RU2210166C1 (en) Method for switching currents in circuits of reversible converters built around gate- controlled diodes
SU756576A1 (en) Self-sustained series inverter
RU2419942C1 (en) System of static compensator for providing electrical network with reactive and/or active power
RU2438226C1 (en) Transistor chopper
SU1527694A1 (en) Self-excited serial inverter