SU1064395A1 - Однофазный регул тор переменного напр жени - Google Patents

Abstract

ОДНОФАЗНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два тиристорных регулирующих ключа, каждый из которых включен между соответствующими входным и выходным выводами , первый выпр мительный мост, выполненный на диодах, вход которого соединен с цепью нагрузки, а параллельно его входу включен тиристор, второй выпр мительный мост, вход которого через дроссель соединен с входными выводами дл  подключени  питающей сети, а выход - с LC-фильтром, два зар дных и один коммутирующий тиристоры , блок управлени  тиристорами и цепочку искусственной когмутации, состо щую из последовательно соединенных дроссел  и конденсатора, причем первый зар д .ный тиристор включен в пр мом направле , а НИИ между общей точкой соединени  дроссел  и Ынденсатора фильтра и свободным выводом одной обкладки конденсатора цепочки искусственной коммутации, свободный конец дроссел  которой соединен с анодной группой диодов первого выпр мительного моста, второй зар дный тнристор анодом соединен с катодной группой диодов первого выпр мительного моста, а катодом - с анодной группой вентилей второго выпр мительного моста и катодом коммутирующего тиристора , анод которого соединен с катодом первого зар дного тиристора, отличающийс  тем, что, с целью снижени  установленной мощности и повышени  КПД, в качестве вентилей анодной группы второго выпр мительного моста использованы тиристоры и дополнительно введены датчик направлени  тока и блок логики, причем датчик направлени  тока включен между одним из входных выводов и соответствующим тиристорным регулирующим ключом, его выход соединен с одним входом блока логики, другой вход которого соединен с выходами блока управлени , а выход -. с управл ющими электродами тиристоров анодной группы второго выпр мительного моста. 8ко упраёпени 

Description

Изобретение относитс  к устройствам силовой преобразовательной техники и промышленной электроники, используемым дл  решени  задач стабилизации, регулировани  симметрировани  и коммутации переменных токов и напр жений.

Известно устройство дл  регулировани  переменного однофазного напр жени  импульсным способом, содержащее конденсатор и дроссель искусственной коммутации, зар дные и гас щие тиристоры 1.

Недостатками такого устройства  вл ютс  ограниченна  область применени  и низкий КПД.

Наиболее близок к предлагаемому однофазный регул тор переменного напр жени , содержащий два тйристорных регулирующих ключа, каждый из которых включен между соответствующими входными и выходными выводами, первый выпр мительный мост, выполненный на диодах, вход которого соединен с цепью нагрузки, а параллельно его входу включен тиристор, второй выпр мительный мост, вход которого через дроссель соединен с входными выводами дл  подключени  питающей сети, а выход - с LC-фильтром, два зар дйых и один коммутирующий тиристоры, блок управлени  тиристорами и цепочку искусственной коммутации , состо щую из последовательно соединенных дроссел  и конденсатора, причем первый зар дный тиристор включен в пр мом направлении между общей точкой соединени  дроссел  и конденсатора фильтра и

свободным выводом одной обкладки КОН-.

денсатора цепочки искусственной коммутации , свободный конец дроссел  которой соединен с анодной группой диодов первого выпр мительного моста, второй зар дный тиристор анодом соединен с катодной груп-. пой диодов первого выпр мительного моста, а катодом с анодной группой вентилей второго выпр мительного моста и катодом коммутирующего тиристора, анод которого соединен с катодом первого зар дного тиристора 2.

В-данном устройстве отключение нагрузки от сети питани  производитс  путем принудительного гащени  силовых тиристоров, вход щих в состав двух вентильных ключей, включенных последовательно в цепь питани  нагрузки. При этом импульс тока коммутации протекает одновременно по двум параллельным цеп м, включающим последовательно соединенные диод выпр мительного адоста, один из встречно-паралле ьно соединенных силовых тиристоров и один из диодов диодного моста. В результате этого осуществл етс  выключение одного силового тиристора вентильного ключа, дл  которого ток разр да коммутирующего конденсатора  вл етс  встречным. Тиристоры силовых вентильных ключей, дл  которых ток разр да коммутирующего конденсатора  вл етс  пр мым , ведут его одновременно с гас щим

тиристором до окончани  перезар да коммутирующего конденсатора, после чего все силовые и гас щие тиристоры выключаютс . Цепь нагрузки оказываетс  отключенной 5 от сети и закороченной шунтирующим вентильным к тючом. При следующем отпирании зар дных тиристоров и тиристоров силовых вентильных ключей происходит запирание тиристора, вход щего в состав щунтирующего вентильного ключа, и нагрузка вновь подключаетс  к питающей сети. Протекание импульса тока коммутации одновременно по двум параллельным цеп м приводит к необходимости завышать установленную мощность элементов цепи искусственной коммутации, чтобы добитьс  требуемой амплитуды тока коммутации в каждой из ветви. Это приводит к увеличению установленной мощности всего устройства и снижению его КПД.

Цель изобретени  - снижение установ0 ленной мощности, а также повышение КПД регул тора путем сокращени  числа элементов и параллельных ветвей, по которым одновременно протекает импульс тока коммутации .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что 5 в однофазном регул торе переменного напр жени , содержащем два тйристорных регулирующих ключа, каждый из которых включен между соответствующими входным и выходным выводами, первый выпр мительный мост, выполненный на диодах, вход которого соединен с цепью нагрузки, а парал лельно его входу включен тиристор, второй выпр мительный мост, вход которого через дроссель соединен с входными выводами дл  подключени  питающей сети, а выход - с LC-фильтром, два зар дных и один коммутирующий тиристоры, блок управлени  тиристорами и цепочку искусственной коммутации , состо щую из последовательно соединенных дроссел  и конденсатора, причем первый зар дный тиристор включен в пр мом направлении между общей точкой соединени  дроссел  и конденсатора фильтра и свободным выводом одной обкладки кон . денсатора цепочки искусственной коммутации , свободный конец дроссел  которой соединен с анодной группой диодов первого выпр мительного моста, второй зар дный тиристор анодом соединен с катодной группой диодов первого выпр мительного моста, а катодом - с анодной группой вентилей второго выпр мительного моста и катодом коммутирующего тиристора, анод которого соединен с катодом первого зар дного тиристора , в качестве вентилей анодной группы второго выпр мительного моста использованы тиристоры и дополнительно введены датчик направлени  тока и блок логики, причем датчик направлени  тока включен между одним из входных выводов и соответствующим тиристорным регулируюп1им клюМо.м, его выход сосдинср) с одним входо блока логики, другой вход которого соединен с выходами блока управлени , а выход - с управл ющими электродами тиристоров анодной группы второго выпр мительного моста. На фиг. I приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры импульсов, действующих на выходах блока управлени  (Ui и Uj), датчика тока (Uj), блока логики (U, U), последовательности импульсов, формируемых на выходе блока логики, на эпюре помечены цифрами в скобках, указывающими номера коммутирующих тиристоров, на которые они поступают; на фиг. 3 - эпюры напр жений питающей сети (Ug) и нагрузки (Ua), по сн ющие принцип работы регул тора . Регул тор однофазного переменного напр жени  содержит силовую цепь, включающую демпфирующий дроссель I, силовые регулирующие ключи, составленные из встречно-параллельно соединеннь1х тиристоров 2, 3 и 4, 5 и включенных последовательно между соответствующими входным и выходным выводами, к которым подключаютс  сеть питани  и нагрузка соответственно, 11 унтирующий вентильный ключ, включающий диодный выпр мительный мост 6, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами, и тиристор 7, замыкающий выводы посто нного тока Диодного моста 6, цепь коммутации, включающую коммутирующий тиристор 8 и два зар дных тиристора 9 и 10, коммутирующую цепочку, состо щую из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора Ц и коммутирующего дроссел  12, выпр мительный мост со сглаживающим фильт ром 13, анодна  группа ве(Пилей которого составлена из тиристоров 14 и 15. Выводы переменного тока выпр мительного моста подключены к сети питани , а выводы посто нного тока через сглаживающий фильтр к аноду зар дного тиристора 9 и общей точке соединени  катодов коммутирующего тиристора 8 и зар дного тиристора 10. Последовательно в цепь нагрузки введен датчик 16 направлени  тока, выход которого соединен с управл ющим входом блока 17 логики, через который управл ющие электроды тиристоров 14 и 15 дополнительно св заны с выходом блока 18 управлени , соединенного с управл ющими электродами всех тиристоров . Устройство работает следующим образом. Управл ющие импульсы гюдаютс  одновременно на тиристоры силовых вентильных ключей 2--5 и зар дные тиристоры 9 и 10. К нагрузке при этом прикладываютс  напр жение сети через отпертые тиристоры 2, 5 или 3, 4. Коммутирующий конденсатор И зар жаетс  от источника посто нного напр жени  (выпр мительный мост со сглаживающим фильтром 13) через зар дные Тиристоры 9 и 10, дроссель 12 и диодный мост б. Приобрета  пол рность, указанную на фиг. 1 без скобок. Принудительна  избирательна  коммутаци  силовых тиристоров осуществл етс  при включении коммутирующего тиристора 8 импульсом управлени  Uj (фиг. 2) и одного моста 13 U4 или Ug. Одновременно подаютс  импульсы управлени  на тиристор 7 шунтирующего вентильного ключа 6 и силовые тиристоры 2-5. Дл  принудительной коммутации тиристоров 3 (или 5) к нему в обратном направлении прикладываетс  запирающее напр жение через коммутирующий тиристор 8 и тиристор 14 (или 15) анодной группывентилей выпр мительного моста 13. После коммутации цепь нагрузки шунтируетс  силовым ключом, содержащим диодный мост 6 и тиристор 7. При включении тиристоров 8 и 14 (или 15) конденсатор 11 перезар жаетс  через выпр мительный и диодный мосты. приобрета  пол рность, показанную на фиг. 1 в скобках. Дл  принудительной коммутации шунтирующего диодный мост 6 тиристора 7 к нему в обратном направлении прикладываетс  запирающее напр жение через зар дные тиристоры 9 и 10. Избирательна  коммутаци  силовых тиристоров 3 ( или 5) обеспечиваетс  с помощью датчика тока 16 и блока 17 логики, которые дают разрешение на включение нужных тиристоров анодной группы вентилей выпр мительного моста 13. Включение тиристоров 2--5, так же как и тиристора 7, происходит периодически через равные отрезки времени, определ емые частотой коммутации. Принудительна  коммутаци  силового тиристора происходит путем приложени  к нему запирающего напр жени  через соответствующие тиристоры следующим образом. Пусть, например, в провод щем состо нии Е1аход тс  тиристоры 2 и 5 (или 3 и 4), тогда включаютс  тиристоры 8 и 15 (или 8 и 14) и тиристор 7. При этом Г1ротекает импульс тока, зар женный до пол рности. указаиной на фиг. 1 без скобок, через тирлсторы 8 и 15 (или 14), диод катодной группы вентилей диодного моста 6, тиристор 7, дроссель 12. Этот процесс приводит к перезар ду кондеисатора 11 до пол рности. указанной на фиг. I в скобках. Очередность включени  тиристороь по сн етс  эпюрами импульсов управлени  тиристоров , которые приведены на фиг. 2. При включении силовых ключей нагрузка подключаетс  к питающей сети, а при их -выключении она отключаетс  от сети и пJyнтиpyeтc  через шунтирующий ключ. В результате таких переключений, происход щих периодически, с частотой коммутации , а также путем регулировани  относительной длительности включенного состо ки  силовых ключей производитс  регулирование переменного напр жени  на выходе . устройства. 5«

Использование изобретени  позвол етв 1,5 раза и одновременно повысить КПД

снизить массогабаритные показатели эле-регул тора путем снижени  потерь в вентиментов коммутирующей цепочки примернол х цепи коммутации.

1064395

ж

TV

W

4г.J

Claims (1)

1. ОДНОФАЗНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два тиристорных регулирующих ключа, каждый из которых включен между соответствующими входным и выходным выводами, первый выпрямительный мост, выполненный на диодах, вход которого соединен с цепью нагрузки, а параллельно его входу включен тиристор, второй выпрямительный мост, вход которого через дроссель соединенс входными выводами для подключения питающей сети, а выход — с LC-фильтром, два зарядных и один коммутирующий тиристоры, блок управления тиристорами и цепочку искусственной коммутации, состоящую из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, причем первый зарядный тиристор включен в прямом направле- нии между общей точкой соединения дросселя и конденсатора фильтра и свободным выводом одной обкладки конденсатора цепочки искусственной коммутации, свободный конец дросселя которой соединен с анодной группой диодов первого выпрямительного моста, второй зарядный тиристор анодом соединен с катодной группой диодов первого выпрямительного моста, а катодом — с анодной группой вентилей второго выпрямительного моста и катодом коммутирующего тиристора, анод которого соединен с катодом первого зарядного тиристора, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности и повышения КПД, в качестве вентилей анодной группы второго выпрямительного моста использованы тиристоры и дополнительно введены датчик направления тока и блок логики, причем датчик на- ~ правления тока включен между одним из входных выводов и соответствующим тиристорным регулирующим ключом, его выход соединен с одним входом блока логики, другой вход которого соединен с выходами блока управления, а выход —. с управляющими электродами тиристоров анодной группы второго выпрямительного моста.

   /код управления