SU1140213A1 - Преобразователь переменного тока в посто нный - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий по крайней мере одну управл емую и одну неуправл емую вентильные группы, под4 ключенные по переменному току к обощм входным вьшодам, узлы искусствен-. ной коммутации, равные количеству управл емых вентильных групп и включенные между одноименными выводами соответствующих управл емых и неуправл емых вентильных групп, а также конденсатор фильтра, подключенный к выходным вьшодам неуправл емой вентильной группы, причем каждый из узлов искусственной коммутации содержит зар дный дроссель, диод и объединенные в общую точку коммутирующий конденсатор, зар дный тиристор и коммутирующий тиристор, свободным выводом подключенный к управл емой вентильной группе встречно, отличающийс  тем, что, « с целью снижени  установленной мощ (Л ности путем уменьшени  перенапр жений на конденсаторе фильтра, в кажс дом из узлов искусственной коммутации свободный вывод зар дного тиристора подключен к выходу неуправл емой вентильной группы согласно, зар дный дроссель включен между свобод о to ным выводом коммутирующего конденсатора и выводом той же пол рности конденсатора фильтра, а диод подключен параллельно коммутирующему кбнденсатору согласно с коммутирук цим со ; тиристором.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к компенсированным преобразовател м переменного тока в посто нный, и может быть использовано в системах тиристорного электропривода дл  улуч шени  его коэффициента мощности, в качестве тиристорного источника реактивной мощности и др. Известен преобразователь переменного тока в посто нный, который со- держит диодный и тиристорный мосты, два узла принудительной коммутации и дроссель, включенный на выходе тиристорного моста П . Недостатками этого преобразовател  вл ютс  несинусоидальность кривой переменного тока, а также завьдшенна  установленна  мощность дроссельного оборудовани . Известен также преобразователь переменного тока в посто нный, который содержит полууправл емый и тиристорный мосты, узлы коммутации и общий коммутирующий конденсатор боль шой емкости. Коммутирующий конденсатор служит одновременно ограничителем коммутационных перенапр жений 2j Недостатками такого преобразовател   вл ютс  наличие большого числа вентилей, в том числе управл емых, что приводит к усложнению системы управлени , а также завышенна  мощность коммутирующего конденсатора. I. . . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  пре образователь переменного тока в посто нный , которьй содержит управл емые и неуправл емые вентильные группы , подключенные по переменному току К общим входным выводам, узлы искусственной коммутации, а также конденсатор фильтра подключенный к выходу неуправл емой вентильной группы. Каж дый из узлов искусственной коммутации содержит дроссель, диод и объеди ненные в общую точку коммутирунмций конденсатор, зар дный тиристор и ком мутирующий тиристор. Свободным вьшодом коммутирующий тиристор подключен встречно к управл емой вентильной группе. Параллельно каждому коммутирующему конденсатору подключены последовательно соединенные тиристор и дроссель, а точка их соединени  подключена к соответствующему выходному выводу управл емой вентильной группы з . 1 3 Основным недостатком описанного преобразовател   вл етс  отсутствие устройства отвода энергии коммутационных перенапр жений от конденсатора фильтра, вследствие чего после каждой коммутации напр жение этого конденсатора увеличиваетс  и через несколько циклов достигает недопустимых значений. Только при весьма малых токах нагрузки от конденсатора фильтра отводитс  Небольша  мощность дл  подзар да коммутирующих конденсаторов , однако при малых нагрузках коммутационные перенапр жени  практически не возникают. Наличие значительных перенапр жений приводит к необходимости завышать установленную мощность оборудовани  преобразовател , в частности конденсатора фильтра и вентилей Неуправл емой группы. Целью изобретени   вл етс  снижение установленной мощности путем уменьшени  перенапр жений на конденсаторе фильтра. Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе переменного тока в посто нный, содержащем по крайней мере одну управл емую и одну неуправл емую вентильные группы, подключенные по переменному току к общим входным выводам, узлы искусственной Коммутации, равные количеству управл емых вентильных групп и включенные между одноименными вывода-, ми соответствующих управл емых и неуправл емых вентильных групп, а также конденсатор фильтра, подключенньй к выходу неуправл емой вентильной группы, причем каждый из узлов искусственной коммутации содержит зар дный дроссель, диод и объединенные в общую точку коммутирующий конденсатор , зар дный тиристор и коммутирующий тиристор, свободным выводом подключенный к управл емой вентильной группе встречно, в каждом из узлов искусственной коммутации свободный вывод зар дного тиристора подключен к выходу неуправл емой вентильной группы согласно, зар дный дроссель включен между свободным выводом коммутирукщего конденсатора и выводом той же пол рности конденсатора фильтра, а диод подключен параллельно коммутирующему конденсатору согласно с коммутирующим тиристором . На фиг.1 представлена схема преобразовател , содержащего две вентильиые группы, выполненные по нулевой схеме; на фиг.2 - схема преобра .зовател , содержащего четыре вентиль ные группы, объединенные в два моста . . Преобразователь (фиг.1) содержит управл емую вентильную группу 1, неуправл емую вентильную группу 2, подключенные к обищм входным выводам А, В, С, узел искусственной коммутации с зар дным дросселем 3, диодом 4, коммутирующим конденсатором 5, зар дным тиристором 6 и коммутирующим тиристором 7. К выходу неуправл емой вентильной группы 2 подключен конденсатор 8 фильтра. Коммутирующий конденсатор 5, зар дный тирис тор 6 и коммутирующий тиристор 7 объединены в общую точку 9. Коммутирующий тиристор 7 свободным выводом |Подключен к управл емой вентильной группе 1 встречно. Свободный вывод зар дного тиристора 6 подключен к вы ходу неуправл емой вентильной группы 2 согласно. Зар дный дроссель 3 включен между свободным выводом коммутирующего конденсатора 5 и выводом той же отрицательной пол рности конденсатора 8 фильтра. Диод 4 подключен параллельно коммутирующему конденсатору 5 согласно с коммутирующим тиристором 7. Преобразователь (фиг.2) содержит две управл емые вентильные группы, объединенные в мост 10, две неуправл емые вентильные группы, объединенные в мост 11, подключенные к общим входным выводам А, В, С, два узла ис кусственной коммутации, один из кото рых содержит зар дный дроссель 12, диод 13, коммутирукиций конденсатор 14, зар дный тиристор 15 и коммутирующий тирис.тор 16. Другой узел искусственной коммутации содержит зар дный дроссель 17, диод 18, коммути рукиций конденсатор 19, зар дньШ тиристор 20 и коммутирующий тиристор 21. К выходу неуправл емого моста 11 подключен конденсатор 22 фильтра Коммутирующий конденсатор 14, зар д ный тиристор 15и коммутирующий тиристор 16 объединены в общую точку 23. Коммутирующий тиристор 16 свобод ным выводом подключен к мосту 10 встречно. Свободный вывод зар дного тиристора 15 подключен к выходу мост 11 согласно. Зар дный дроссель 12 включен между свободным выводом коммутирующего конденсатора 14 и выводо 13 той же отрицательной пол рности конденсатора 22 фильтра. Диод 13 подключен параллельно коммутирующему конденсатору 14 согласно с коммутирующим тиристором 16. Коммутирующий конденсатор 19, зар дный тиристор 20 и коммутирующий тиристор 21 объединены в общую точку 24. Коммутирующий тиристор 21 свободным выводом подключен к мосту 10 встречно. Свободный вывод зар дного тиристора 20 подключен к выходу моста 11 согласно. Зар дный дроссель 17 включен между свободным выводом коммутирующего, конденсатора 19 и выводом той же положительной пол рности конденсатор 22 фильтра. Диод 18 подключен параллельно коммутирующему конденсатору 19 согласно с коммутирующим тиристором 21. Работа схемы, изображенной на фиг.1, осуществл етс  следующим образом . За некоторое врем  до начала коммутации включаетс  зар дный тиристор 6, в результате чего осуществл етс  зар д коммутирукицего конденсатора 5 . от конденсатора 8 фильтра. Так как зар д происходит через зар дный дроссель 3, коммутирующий конденсатор 5 зар жаетс  до напр жени , которое при пренебрежении потер ьш энергии в контуре зар да вдвое больше напр жени  конденсатора 8 фильтра, зар женного до напр жени , несколько превышающего амплитуду фазового напр жени  питакщей сети. При последующем включении коммутирующего тиристора 7 коммутирующий конденсатор 5 разр жаетс  на нагрузку преобразовател , при этом открытый до зтого вентиль управл емой вентильной группы 1 запираетс , а ток нагрузки переходит в цепь: отрицательный полюс нагрузки (соединенный с нулевым проводом питающей сети) - зар дный дроссель 3 коммутирующий конденсатор 5 - коммутирующий тиристор 7 - положительный полюс нагрузки. В результате этого начинаетс  разр д коммутирующего конденсатора 5, причем после полного его разр да ток нагрузки начинает протекать «через включенный параллельно коммутирующему конденсатору 5 диод 4. Включение очередного вентил  управл емой вентильной группы 1 осуществл етс  при положительном напр жении соответствующей фазы питаю-: щей сети, поэтому переход тока на5

грузки из цепи коммутирукицёго тирис тора 7 в цепь очередной фазы вентильной группы 1 происходит естественным путем.

. Зар д коммутирующих конденсаторов 14 и 19 в схеме на фиг.2 осуществл етс  аналогично описанному, однако процесс коммутации несколько отличаетс . Пусть перед коммутацией ток нагрузки протекал через вентиль катодйой вентильной группы моста 10, св занный с входным вьтодом (фазой) А питалс цей сети. После отпирани  коммутирующего тиристора 16 ток нагрузки переходит в цепь: вывод А - диод катодной вентильной группы моста 11, св занньй с выводом А - конденсатор 22 .фильтра - зар дный дроссель 12коммутирующий конденсатор 14 - коммутирующий тиристор 16 - положительный полюс нагрузки. В этой цепи последовательно включены два конденсатора: конденсатор 22 фильтра, напр жение которого, несколько превышаюи;ее амплитуду линейного напр жени  питающей сети, действует встречно току, и коммутирукиций конденсатор 14, напр жение которого действуем согласно току и вдвое больше напр жени  конденсатора 22 фильтра. Так как результирующее напр жение указанных конденсаторов действует согласно току в этой цепи, последний нарастает, что приводит к запиранию вентил  в катодной вентильной группе моста 10. Далее, как и в схеме на фиг.1, после полного разр да коммутирующего конденсатора 14 ток нагрузки начинает проходить через диод

402136

13. В момент отпирани  диода 13 потенциал положительного вьгоода моста 10 благодар  напр жению конденсатора 22 фильтра оказываетс  ниже потен5 отрицательного вывода этого моста 10, что позвол ет включить любой вентиль его катодной вентильной группы и перевести ток нагрузки из цепи коммутирующего тиристора 16 в

10 цепь соответствующей фазы (моста 10) естественным путем.

.Процесс коммутации силовых вентилей анодной вентильной группы (моста 10) осуществл етс  аналогично описанному.

Таким образом, коммутирующие конденсаторы в преобразовател х после каждой коммутации, отдава  запасенную энергию в нагрузку, полностью разр жаютс . Поэтому в процессе последующего зар да они отбирают от конденса ,тора фильтра порции энергии, равные

- .А ,

5 где Су/ и Uj,,j - соответственно емкость коммутирующего конденсатора и его напр жение в конце зар да. Расчеты показывают, что при относительно небольшой индуктивности питающей сеQ ти (при напр жении короткого замыкани  питающего трансформатора не более 3-4%) коммутирующие конденсаторы при их минимальной емкости, рассчитанной из услови  обеспечени  требуемого времени восстановлени  запирающих свойств тиристоров управл емого выпр мител , обеспечивают отвод от конденсатора фильтра всей энергии коммутационных перенапр жений.

Н 1

Siy

л в с

1

i

ч

иг.1

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий по крайней мере одну управляемую и одну неуправляемую вентильные группы, под-* ключенные по переменному току к общим входным выводам, узлы искусствен-.

   ной коммутации, равные количеству управляемых вентильных групп и включенные между одноименными выводами соответствующих управляемых и неуправляемых вентильных групп, а также конденсатор фильтра, подключенный к выходным выводам неуправляемой вентильной группы, причем каждый из узлов искусственной коммутации содержит зарядный дроссель, диод и объединенные в общую точку коммутирующий конденсатор, зарядный тиристор и коммутирующий тиристор, свободным выводом подключенный к управляемой вентильной группе встречно, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности путем уменьшения перенапряжений на конденсаторе фильтра, в каждом из узлов искусственной коммутации свободный вывод зарядного тиристора подключен к выходу неуправляемой вентильной группы согласно, зарядный дроссель включен между свободным выводом коммутирующего конденсатора и выводом той же полярности конденсатора фильтра, а диод подключен параллельно коммутирующему конденсатору согласно с коммутирующим тиристором.

   .. SU ... 1140213

   1 1140213