SU1066003A1 - Управл емый преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор. вторичные обмотки которого соединены в звезду, трехфазный выпр кштель, собранный на управл емых вентил х по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включены концы звезды вторичных обмоток, однофазный выпр митель, собранный на управл еких вентил х по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включен конденсатор, причем по Выходу оба выпр мител  соединены параллельно , от л и ч а ю вх и и с   тем, что, с целью повышени  надежности путем снижени  величины коммутационных напр жений, дополнительно введены две пары встречно-параллельно включенных вентилей,., один из которых § полностью управл емый, причем одна пара вентилей включена между нулевой С/1 точкой звезды вторичных обмоток трансформатора и выводом одной из обкладок указанного конденсатора, друга  пара вентилей включена между нулевойS точкой звезды вторичных обмоток сформатора и выводом другой обкладки конденсатора, а два несмежных вентиО 3 л  моста однофазного выпр Мштел  выполнены полностью управЛЯ€№1МИ.

Description

со

Изобретение относитс  к преобра-зевательной технике и предназначено дл  использовани  в зависимых преоб разовател х с улучшенными энергетическими показател ми. Известны схемы зависимых преобра зователей, в которых улучшение энер гетических показателей достигаетс  за счет принудительной двухступенча той коммутации. Включение вентилей с опережающими углами регулировани  позвол ет осуществл ть генерировани реактивной мощности. Схемы содержат два трехфазных моста (основной и вспомогательный), демпфирующий конденсатор и два ключевых элемента. В этих схемах принудительна  коммутаци  осуществл етс  в обеих группа одновременно. В результате в демпфи рующий конденсатор вводитс  энерги  накопленна  в двух фазах питающей сети, что приводит к повышению коммутационных напр жений f и 2. Известна схема Каганова-Сабба и ее модификации, в которых устройство принудительной коммутации соединено с общей точкой вторичных обмоток питающего трансформатора, включенных по схеме звезда, принудительна  коммутаци  в каждой из групп происходит независимо. Однако указанные схемы оказывают с  неработоспособными в области малых токов нагрузки, так как коммутирующий конденсатор перезар жаетс  посто нным током нагрузки, в резуль тате чего перезар д коиденсзатора за т гиваетс  Щ и 4. Известна также схема, в которой дл  принудительной коммутации тока в обеих вентильных группах должно Фодержатьс  два конденсатора, что величивает ее массогабаритные показатели sj. Наиболее близким к.предлагаемому  вл етс  управл емый преобразователь переменного напр жени  в посто нное содержащий трехфазный трансформатор вторичные .обмотки которого соединены в звезду, трехфазный выпр митель собранный на управл емых:: вентил х по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включены концы звезда вторичных обмоток, однофазный выпр митель, собранный на управл емых вентил х по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включен конденсатор, причем по выходу оба вЕзпр мител  соединены параллельно Гб . В данном преобразователе узел принудительной коммутации выполнен в виде однофазного моста с конденсатором в диагонали. За счет соединени  одного конца конденсатора с общей точкой вторичных обмоток удаетс  осуществл ть принудительную коммутацию в каждой из вентильных групп в отдельности. Поэтому на любом интервале коммута- ,ции накоплени  энерги  выводитс  только из одной фазы. Недостатком прототипа  вл етс  снижение надежности, что обусловлено повыглением коммутационных напр жений . В схеме прототипа принудительна  коммутаци  разбиваетс  на три этапа: перевод тока нагрузки из ранее проводившей фазы сети в конifleHcaTopJ перезар д конденсатора током нагрузки; перевод тока нагрузки из конденсатора в очередную фазу сети . Дл  обеспечени  надежной коммутации начальное напр жение на конденсаторе должно превышать амплитуду фазного напр жени  на величину А и Ij L/C , ТОК нагрузкиJ где jj индуктивность рассе ни  одной фазы трансформатора, приведенна  к первичной стороне, емкость конденсатора . Наибольша  длительность второго этапа определ етс  выражением At S с(д„,/1, : где амплитуда линейного напр жени  на вторичной стороне трансформатора. Прототип обладает противоречием: дл  уменьцБНи  величины напр жени  ли необходимо увеличивать емкость конденсатора С, но при этом возрастает длительность интервала At. Увеличение длительности этого интервала отрицательно сказываетс  на режиме работы трансформатора и характеристиках преобразовател . Например , если номинальна  мощность преобразовател  50 кВА, напр жение на вторичной стороне трансформатора 220/380 В, напр жение короткого замыкани  трансформатора составл ет 5% номинального. При этих услови х фазна  индуктивность рассе ни  400 мкГн. Дл  того, чтобы длительность второго этапа не превышала времени , соответствующего 10 эл.град.i емкость не должна превышать 100 мкФ. Тогда наименьша  величина напр жени  ли составл ет 65% от амплитуды фазного напр жени  на вторичной стороне трансформатора. На эту величину должны быть рассчитаны все элементы схемы. Цель данного изобретени  - повышение надежности путем снижени  величины коммутационных напр жений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в управл емый преобразователь переменного напр жени  в посто нное , содержащий трехфазный трансформатор , вторичные обмотки которого соединены в звезду, трехфазный выпр митель, собранный на управл емых вентил х по мостовой схеме, в ;диагональ переменного тока которой : включены концы звезды вторичных обмоток , однофазный выпр митель, соб ранный на управл емых вентил х по мостовой схеме, в диагональ переменJHoro тока которой включен конденсатор , причем по выходу оба выпр мител  соединены параллельно, дополни-, тельно введены две пары встречнопараллельно включенных вентилей, один из которых полностью управл емый , причем, одна пара вентилей включена между нулевой точкой звезды вторичных обмоток трансформатора и выводом одной из обкладок указанного конденсатора, друга  пара вентилей включена мезвду нулевой точкой звезды вторичных оеэмоток трансформатора и выводом другой обкладки конденсатора , а дванесмежных вентил  моста однофазного выпр мител  выполнены полностью управл емыми.

На фиг. 1 показана принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Управл емый преобразователь переменного напр жени  в посто нное (фиг. 1) содержит трехфазный мост 1, собранный на управл еквдх вентил х 2-7. К зажимам переменного тока моста 1 пойключены концы звезды вторичных обмоток 8 трехфазного питающего трансформатора. Устройство принудительной коммутации состоит из однофазного моста на вентил х 9-12 и конденсатора 13. Устройство принудительной колмутаций соединено с общей точкой вторичных обмоток 8с помощью пар вентилей 14-17. Вентилт 9, 12, 14 и 16  вл ютс  полностью управлйе влми, т.е. выключаемыми по управл ющему электроду. В качестве вентилей 15 и 17 могут быть использованы диоды. На фиг. 1 прин ты положительные направлени  тока и на:пр жений: i - вторичный ток фазы .трансформатора, %- Напр жение на конденсаторе, V и Uij - напр жени  между общей точкой вторичных обмоток 8 и шинами посто нного тока пре- образовател , а,Ъ, с -фаэы трансформатора .

Работа предлагаемого устройства заключаетс  во включении вентилей с опережением относительно- моментов

естественной коммутации и осуществл етс  следующим образом.Пусть провод т вентили 2 и 7 трех фазного моста 1 (фиг. 1).

Необходимо принудительно перевес5 ти ток нагрузки с вентил 2, на вентиль 4. Дл  этого в момент времени tg (фиг. 2) включают вентили 9 и 16. Начальный уровень напр жени  на кон- денсаторе 13 превышает амплитуду

0 напр жени  вторичных обмоток 8. В результате на интервале токнагрузки переходит из цепи вторична  обмотка 8 фазы а - вентиль 2 в цепь вентиль 16 - конденсатор 13 - вен5 9. В момент t , когда ток фазы а достигнет нул , выключают вентили 9 и 16 и одновременно включают |Вентиль 11. На интервале t,(- t ток ;нагрузки протекает по цепи диод 15 конденсатор 13 - вентиль 11. При

0 этом конденсатор дозар жаетс . В момент t включают вентиль 4 и ток нагрузки начинает переходить в цепь вторична  рбмоТка 8 фазы Ъ - вентиль 4.

5 В момент t ток нагрузки полностью переходит в вентиль 4. На интервале .tg- t конденсатор 13 частично разр жаетс , а на интервале t дозар жаетс . Абсолютные величины приращени  напр жени  на этих нтерва0 лах не равны между собой. Разница этих напр жений компенсируетс  на интервале t. Дл  этого либо выключают вентили 9 и 16 и одНовре- менно включают вентиль 11 (фиг. 2),

либо оставл ют вентили 9 и б открытыми . В первом случае конденсатор 13 дозар жаетс  на интервале tf-t , а во втором - частично разр жаетс  на этом интервале.. В момент t уст0 ройство коммутации вновь готово к

работе.

Использование предлагаемого устройства позвол ет снизить коммутационные напр жени  на вентил х зй счет увеличени  емкости конденсатора, так дл  рассмотренного выше случа  при емкости конденсатора 1500 мкФ величина коммутационных напр жений,

отнесенна  к амплитуде фазного напр жени  вторичной стороны, не превышает 5%. При этом длительность всего коммутационного интервале t не превышает времени/ соответствукхцего 10 эл.град.

Снижение коммутационных напр жеНИИ на вентил х повышает надежность работы устройства.

ew/

Claims (1)

1. УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в звезду, трехфазный выпрямитель, собранный на управляемых вентилях ¹ по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включены концы звезды вторичных обмоток, однофазный выпрямитель, собранный науправляемых вентилях по мостовой схеме, в диагональ переменного тока которой включен конденсатор, причем по Выходу оба выпрямителя соединены параллельно, от лич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения величины коммутационных напряжений, дополнительно введены две пары встречно-параллельно включенных вентилей,., один из которых § полностью управляемый, причем одна ' пара вентилей включена между нулевой Сл точкой звезды вторичных обмоток трансформатора и выводом одной из обкладок указанного конденсатора, другая пара вентилей включена между нулевой 3 точкой звезды вторичных обмоток транпГ' сформатора и выводом другой обкладки ммЬ конденсатора, а два несмежных вентиля моста однофазного выпрямителя выполиены полностью управляемыми.

   >