RU2172056C1 - Управляемый выпрямитель - Google Patents
Управляемый выпрямитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172056C1 RU2172056C1 RU2000115739/09A RU2000115739A RU2172056C1 RU 2172056 C1 RU2172056 C1 RU 2172056C1 RU 2000115739/09 A RU2000115739/09 A RU 2000115739/09A RU 2000115739 A RU2000115739 A RU 2000115739A RU 2172056 C1 RU2172056 C1 RU 2172056C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- rectifier
- outputs
- pulse
- power
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в мощных выпрямителях с ограниченным диапазоном регулирования выходного напряжения, в частности, для питания электролизеров и гальванических ванн. Техническим результатом является увеличение значения коэффициента сдвига, снижение уровня пульсаций и типовой мощности силового трансформатора за счет исключения задержки начала протекания тока по вступающему в работу полупроводниковому вентилю. Управляемый выпрямитель содержит входной силовой трансформатор, вентильный блок, выполненный на неуправляемых полупроводниковых вентилях с дросселями насыщения с тремя обмотками, тиристоры и блок импульсно-фазового управления. Кроме того, управляемый выпрямитель содержит дополнительный выпрямитель, образованный неуправляемыми полупроводниковыми вентилями, подключенными соответственно к третьим обмоткам дросселей насыщения, причем выходы постоянного тока дополнительного выпрямителя подключены согласно-параллельно к выходам постоянного тока управляемого выпрямителя. 1 ил.
Description
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в мощных выпрямителях с ограниченным диапазоном регулирования выходного напряжения, в частности, для питания электролизеров и гальванических ванн.
Известны управляемые выпрямители с регулированием выходного напряжения дросселями насыщения (См. Толстов Ю.Г., Мосткова Г.П., Ковалев В.И. Силовые полупроводниковые выпрямители, управляемые дросселями насыщения. М.: Наука, 1968, с. 80, 153, 224).
Недостатками данных управляемых выпрямителей являются низкое значение коэффициента сдвига (cos Φ ), обусловленное линейной зависимостью cos Φ от глубины регулирования напряжения, высокий уровень пульсаций выходного напряжения и, как следствие, завышенная типовая мощность силового трансформатора (определяемая произведением максимального выпрямленного напряжения на максимальный выпрямленный ток. Так, при изменении выпрямленного напряжения Ud от максимального значения Udmax до 0,75 Udmax coxΦ, без учета угла коммутации, изменяется от 1,00 до 0,75, а отношение амплитуды основной гармонической составляющей к максимальному выпрямленному напряжению изменяется от 0,25 до 0,50 для трехпульсных схем выпрямления и от 0,047 до 0,25 для шестипульсных схем выпрямления (см. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М. Л. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1974 г., с. 245, с. 253).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является управляемый выпрямитель, содержащий входной силовой трансформатор, вентильный блок, выполненный на неуправляемых полупроводниковых вентилях с дросселями насыщения с тремя обмотками, тиристоры и блок импульсно-фазового управления (см. патент РФ N 1781793, МКИ6 5 Н 02 М 7/04, опубл. БИ N 46, 1992 г.). Вторичные обмотки входного силового трансформатора данного управляемого выпрямителя подключены к входу вентильного блока, первые обмотки дросселей насыщения включены последовательно с соответствующими вентилями вентильного блока, вторые обмотки дросселей насыщения соединены последовательно и подключены к источнику тока смещения, а к третьим обмоткам дросселей насыщения подключены силовые электроды тиристоров, управляющие электроды которых соединены с соответствующими выходами блока импульсно- фазового управления, к выходам постоянного тока управляемого выпрямителя подключена нагрузка.
Недостатками данного управляемого выпрямителя являются низкое значение коэффициента сдвига (cos Φ ), обусловленное линейной зависимостью cos Φ от глубины регулирования напряжения, высокий уровень пульсаций выходного напряжения и, как следствие, завышенная типовая мощность силового трансформатора (определяемая произведением максимального выпрямленного напряжения на максимальный выпрямленный ток). Так, при изменении выпрямленного напряжения Ud от максимального значения Udmax до 0,75 Udmax cos Φ, без учета угла коммутации, изменяется от 1,00 до 0,75, а отношение амплитуды основной гармонической составляющей к максимальному выпрямленному напряжению изменяется от 0,25 до 0,5 для трехпульсных схем выпрямления и от 0,047 до 0,25 для шестипульсных схем выпрямления (См. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М. Л. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1974 г., с. 245, с. 253).
Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является увеличение значения коэффициента сдвига (cosΦ), снижение уровня пульсаций и типовой мощности силового трансформатора за счет исключения задержки начала протекания тока по вступающему в работу полупроводниковому вентилю.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в управляемом выпрямителе, содержащем входной силовой трансформатор, вторичные обмотки которого подключены ко входу вентильного блока, выполненного на неуправляемых полупроводниковых вентилях с дросселями насыщения с тремя обмотками, тиристоры и блок импульсно- фазового управления, согласно изобретению содержится дополнительный выпрямитель, образованный неуправляемыми полупроводниковыми вентилями, подключенными соответственно к третьим обмоткам дросселей насыщения, первые обмотки которых включены последовательно с соответствующими неуправляемыми полупроводниковыми вентилями вентильного блока, вторые обмотки всех дросселей насыщения соединены последовательно и подключены к источнику тока смещения, третьи обмотки дросселей насыщения подключены к силовым электродам соответствующих тиристоров, управляющие электроды которых соединены с соответствующими выходами блока импульсно-фазового управления, причем выходы постоянного тока дополнительного выпрямителя подключены согласно-параллельно к выходам постоянного тока управляемого выпрямителя.
В заявляемом управляемом выпрямителе содержание дополнительного выпрямителя, образованного неуправляемыми полупроводниковыми вентилями, обеспечивает коммутацию неуправляемых вентилей вентильного блока в точках естественной коммутации, т.е. без задержки относительно напряжения сети, при этом регулируется только часть напряжения, величина которого определяется отношением витков третьей и первой обмоток дросселя.
Таким образом, в заявляемом управляемом выпрямителе реализован фазоступенчатый способ регулирования напряжения, обеспечивающий высокий коэффициент сдвига (cosΦ) - при ограниченном диапазоне регулирования обеспечивается значение cosΦ, равное 1 в крайних точках диапазона при незначительном уменьшении значения cos Φ в середине диапазона, а также низкий уровень пульсаций выпрямленного напряжения - уровень пульсаций в крайних точках диапазона соответствует уровню пульсаций неуправляемого выпрямителя при незначительном повышении значения в середине диапазона.
На чертеже дана схема управляемого выпрямителя.
Управляемый выпрямитель включает входной силовой трансформатор 1, вторичные обмотки которого подключены к входу вентильного блока 2, выполненного на неуправляемых полупроводниковых вентилях 3 с дросселями насыщения 4, первые обмотки 5 которых включены последовательно с соответствующими неуправляемыми полупроводниковыми вентилями 3, вторые обмотки 6 всех дросселей насыщения 4 соединены последовательно и подключены к источнику тока смещения 7, третьи обмотки 8 дросселей насыщения 4 подключены к силовым электродам тиристоров 9, управляющие электроды которых соединены с соответствующими выходами блока импульсно-фазового управления 10, к третьим обмоткам 8 дросселей насыщения 4 подключены соответственно неуправляемые полупроводниковые вентили 11, образуя дополнительный выпрямитель 12, выходы постоянного тока 13, 14 которого подключены согласно-параллельно к выходам постоянного тока управляемого выпрямителя 15, 16, к выходам постоянного тока управляемого выпрямителя подключена нагрузка 17.
Управляемый выпрямитель работает следующим образом.
Перед началом коммутации тока вентилями 3 выпрямительного блока 2 источником тока смещения 7 при запертом тиристоре 9 задается исходное состояние дросселя 4 вступающей в работу фазы, определяемое максимальным значением индукции насыщения - Вm. С началом протекания тока в вентиле 3 вступающей в работу фазы, совпадающим с точкой естественной коммутации, дроссель 4 выводится из отрицательного насыщения и в обмотку 8 дросселя трансформируется напряжение, которое выпрямляется соответствующим вентилем 11 дополнительного выпрямителя 12. Напряжение на нагрузке 17 снижено на величину падения напряжения на обмотке 5 дросселя 4, задаваемого соотношением витков обмоток 8 и 5 дросселя 4: Кт = W8/W5. При открытых тиристорах 9 дроссели 4 шунтируются, и все напряжение силового трансформатора через вентили 3 выпрямительного блока 2 подается на нагрузку 17.
Максимальное напряжение на нагрузке равно:
Udmax = KcxU2ф,
где Кcx - коэффициент схемы выпрямления;
U2ф - фазное вторичное напряжение силового трансформатора.
Udmax = KcxU2ф,
где Кcx - коэффициент схемы выпрямления;
U2ф - фазное вторичное напряжение силового трансформатора.
Минимальное напряжение на нагрузке определяется следующими соотношениями:
Udmin = KcxU8;
Udmin = Кcx(U2ф - U5),
где U5, U8 - напряжение на соответствующих обмотках дросселя.
Udmin = KcxU8;
Udmin = Кcx(U2ф - U5),
где U5, U8 - напряжение на соответствующих обмотках дросселя.
Так как Кт = W8/W5 = U8/U5, то Udmin = KтUdmax/1 + Кт.
Изменяя посредством блока импульсно-фазового управления 10 время открытого состояния тиристоров 9 в проводящий период вентилей 3, можно регулировать напряжение на нагрузке 17 от Udmin до Udmax.
Использование заявляемого управляемого выпрямителя обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
- увеличение значения коэффициента сдвига (cosΦ) - при ограниченном диапазоне регулирования обеспечивается значение cos Φ, равное 1 в крайних точках диапазона при незначительном уменьшении значения cos Φ в середине диапазона,
- снижение уровня пульсаций выходного напряжения - уровень пульсаций в крайних точках диапазона соответствует уровню пульсаций неуправляемого выпрямителя при незначительном повышении значения в середине диапазона,
- снижение типовой мощности силового трансформатора,
- сокращение потерь в распределительных электрических сетях,
- сокращение стоимости силовых трансформаторов и сглаживающих реакторов,
- подключение большего числа токоприемников к имеющимся электрическим сетям,
- высокое быстродействие управляемого выпрямителя.
- увеличение значения коэффициента сдвига (cosΦ) - при ограниченном диапазоне регулирования обеспечивается значение cos Φ, равное 1 в крайних точках диапазона при незначительном уменьшении значения cos Φ в середине диапазона,
- снижение уровня пульсаций выходного напряжения - уровень пульсаций в крайних точках диапазона соответствует уровню пульсаций неуправляемого выпрямителя при незначительном повышении значения в середине диапазона,
- снижение типовой мощности силового трансформатора,
- сокращение потерь в распределительных электрических сетях,
- сокращение стоимости силовых трансформаторов и сглаживающих реакторов,
- подключение большего числа токоприемников к имеющимся электрическим сетям,
- высокое быстродействие управляемого выпрямителя.
Claims (1)
- Управляемый выпрямитель, содержащий входной силовой трансформатор, вторичные обмотки которого подключены к входу вентильного блока, выполненного на неуправляемых полупроводниковых вентилях с дросселями насыщения с тремя обмотками, тиристоры и блок импульсно-фазового управления, отличающийся тем, что содержит дополнительный выпрямитель, образованный неуправляемыми полупроводниковыми вентилями, подключенными к третьим обмоткам соответствующих дросселей насыщения, первые обмотки которых включены последовательно с соответствующими неуправляемыми полупроводниковыми вентилями вентильного блока, вторые обмотки всех дросселей насыщения соединены последовательно и подключены к источнику тока смещения, третьи обмотки дросселей насыщения подключены к силовым электродам соответствующих тиристоров, управляющие электроды которых соединены с соответствующими выходами блока импульсно-фазового управления, причем выход постоянного тока дополнительного выпрямителя подключен согласно параллельно к выходу постоянного тока управляемого выпрямителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115739/09A RU2172056C1 (ru) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Управляемый выпрямитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115739/09A RU2172056C1 (ru) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Управляемый выпрямитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2172056C1 true RU2172056C1 (ru) | 2001-08-10 |
Family
ID=36711293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000115739/09A RU2172056C1 (ru) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | Управляемый выпрямитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2172056C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648361C2 (ru) * | 2013-04-19 | 2018-03-26 | Абб Швайц Аг | Система и способ управления выпрямителем |
-
2000
- 2000-06-16 RU RU2000115739/09A patent/RU2172056C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648361C2 (ru) * | 2013-04-19 | 2018-03-26 | Абб Швайц Аг | Система и способ управления выпрямителем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5027264A (en) | Power conversion apparatus for DC/DC conversion using dual active bridges | |
US20050180175A1 (en) | Inverter topology for utility-interactive distributed generation sources | |
CN109687720B (zh) | 一种宽输入电压范围谐振型变换装置及其控制方法 | |
JPS5989576A (ja) | 高周波直列共振型直流−直流変換装置 | |
Wang et al. | A current-sharing method for interleaved high-frequency LLC converter with partial energy phase shift regulation | |
CN110350789A (zh) | 绝缘型dc/dc变换器及其控制装置、以及dc/ac转换装置 | |
RU2673250C1 (ru) | Полупроводниковый выпрямитель | |
US4695934A (en) | Multiple output resonant power supply | |
Chen et al. | Isolated series-capacitor-based full-bridge converter with reduced circulating losses and wide soft switching range | |
Vodovozov et al. | Power electronic converters | |
RU2172056C1 (ru) | Управляемый выпрямитель | |
EP0012648B1 (en) | Single-pole commutation circuit | |
Borst et al. | Voltage control by means of power thyristors | |
Jain | Resonant power conversion: Insights from a lifetime of experience | |
RU2367082C1 (ru) | Способ регулирования напряжения и устройство трехфазного выпрямителя | |
Sidorov | AC voltage regulators review | |
Sano et al. | Improving dynamic performance and efficiency of a resonant switched-capacitor converter based on phase-shift control | |
Sepehr et al. | High-voltage isolated multioutput power supply for multilevel converters | |
RU2106712C1 (ru) | Дроссель насыщения | |
RU2189688C1 (ru) | Многофазный управляемый выпрямитель | |
RU15944U1 (ru) | Управляемый выпрямитель | |
CN111614274A (zh) | 一种换流阀均压电极结垢试验用电源装置 | |
RU2660131C1 (ru) | Многоуровневый выпрямитель напряжения | |
RU2124263C1 (ru) | Вентильный преобразователь | |
RU2784926C2 (ru) | Способ распределения, суммирования и регулирования мощности потоков электрической энергии при преобразовании трехфазного напряжения в постоянное |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050617 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070620 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090617 |