SU1244771A1 - Тиристорно-конденсаторный преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области .преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитани  с характеристиками источника тока. Цель изобретени  - повышение надежности. Устройство содержит трехфазный выпр митель, входом подключенный к питающей сети, две пары встречно-параллельно включенных вентилей 8,9 и 10,11, тиристоры 5,6, катодами подключенные к одному из выходных выводов, цепочку из последовательно соединенных обратных диодов 12,13, включенную между выходными выводами, и конденсаторы 4,7. Конденсатор 4 включен между анодами тиристоров 5,6. Конденсатор 7 включен между общей точкой, соединени  ука- занных пар вентилей 8,9 и 10, 11 и общей точкой соединени  обратных диос (/) К} 4 hU - -Ч

Description

дов 12,13. Выпр митель включает анодную г руппу 1 вентилей на диодах 14- 16, подключенную к другому выходному, выводу, и две катодные группы 2,3 на тиристорах 17-19 и 20-22 соответственно . Катоды тиристоров 17-19 соединены со свободными выводами вентилей 8,9. Катоды тиристоров 20-22 соединены со свободными выводами вен-тилей 10.11. Аноды тиристоров 17-22 объединены ,и соединены с катоИзобретение относитс  к преобразоательной технике и предназначено л  использовани  в системах электропитани  с характеристиками источн ; - .

ка тока, в частности дл  электротехнологии .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности.

На фиг.1 представлена принципиальна  электрическа  схема преобразовател  на фиг.2 и 3 - его эквивалентные схемы на фиг.4 - диаграммы, по сн ющие принцип действи .

Преобразователь (фиг.1) включает в себ  .полууправл емый выпр митель, аподна  группа 1 которого вгэгаолнена на диодах и образует первый выходной вывод, а катодна  группа вы.полнепа в виде двух тиристорных секций 2 и 3. Выходы секций 2 и 3 подк.гаочены к разным обкладкам коммутирующего конденсатора 4 и анодам двух основных

тиристоров 5 и 6, катоды которых объединены и образуют второй выходной вывод. Дополнительньш конденсатор 7 одпой обкладкой подключен к,

разным обкладкам коммутирующего конденсатора 4 с помощью двух пар встречно-параллельных вентилей 8, 9 и 10, 11, причем вентили 8, Ю,- диоды, а вентили 9, 11 - тиристоры, К выходным выводам подключена цепочка из двух последовательно вклю- че.нных обратных диодов 12, 13, к общей точке которых подключена друга  обкладка дополнительного конденсатора 7.

На фиг. 1, 2, 3 прин ты следующие обозначени ;

дами диодов 14-16. Вентили 8,10 выполнены неуправл емыми. Введение обратных диодов 12, 13, выполнение вентилей 8,10 неуправл емыми и указанное соединение элементов устройства обеспечивают снижение коммута- ционн1 1х напр жений, без датчика напр жени  на коммутирующем конденсаторе 4 и уменьшают количество используемых управл емых вентилей. Этим достигаетс  поставленна  цель.4 ил.

14,15,16 - диоды анодной группы 1; 17,18,19 - тиристоры катодной секции 2,

20,21,22 - тиристоры секции 3, и/, - напр жение на коммутирующем конденсаторе 3 сети 23;

Uy - напр жение на дополнительном конденсаторе 7J

I - сглаженный ток нагрузки, А,В,С - фазы питающей сети,

Uf - линейное напр жение между фазами А и С.

Рассмотрим работу устройства,использу  эквивалентные схемы (фиг.2 и 3).

На фиг.2 - показан принцип действи  преобразовател . В начале, одного полупериода импульсы управлени  подают на один из тиристоров сек- дни 2 и на тиристор 6, а в начале следующего полупериода - на один из тиристоров секции 3 и на тиристор .5. Таким образом, на интеррале каждого полупериода привод т накрест лежащие тиристоры, и коммутирующий конденсатор 4 всегда включен последовательно с цепью нагрузки. В конце каждого полупериода конденсатор 4 зар жаетс  до величины напр жени  ис- точника питани  и проводившие тиристоры вык:г1ючаютс . Поскольку конденсатор 4 всегда включен последовательно с цепью нагрузки, то преобразователь з с тойчив к резким набросам тока нагрузки и даже к короткому замыканию выходных выводов. Б последнем случае конденсатор 4 перезар жаетс  с наибольшей скоростью и проводившие тиристоры выключаютс . Недостат

3

ком .этого преобразовател , как и

любой схемы с принудительным запиранием вентилей,  вл ютс  значительные коммутационные напр жени  на элементах схемы. Дело в том, что фазы промышленной сети обладают внутренним сопротивлением индуктивного характера . Это могут быть индуктивное- ти рассе ни  фаз питающего трансформатора , индуктивности линии, защитные токоограничивающие дроссели и т.д. Принудительное прерывание тока в цепи с индуктивност ми приводит к пб влению дополнительных коммута- ционньпс напр жений. В данном случае (фиг.2) на конденсаторе 4 возникает дополнительное напр жение, которое можно ориентировочно оценить выражением

ли I

L/Ci,

где 1с/ - ток нагрузки,

L - индуктивность сети, . Сц - емкость конденсатора 4. Дл  снижени  коммутационных напр жений необходимо выводить накопленную в индуктивност х фаз питающей сети энергию в дополнительный конденсатор , как это и осуществл етс  в предложенном преобразователе (фиг.1), эквивалентна  схема которого дл  одного из полупериодов работы показана на фиг.З.

Пусть в начальный момент времени to (фиг.4) одновременно импульсы управлени  на тиристоры 17, 6, 9. Начальные напр жени  на конденсаторах 4 и 7 таковы, что | Ui| |

- и, и.

АС

UY -и. До момента t,

ток нагрузки I d замыкалс  по нуле- вому контуру через диоды, 12, 13. Поскольку начальное напр жение на конденсаторе 7 превышает величину линейного напр жени  U , то тиристор 17 не включаетс . Ток нагрузки переходит с нулевого контура, образованного диодами 12, 13, на контур диод 13 - дополнительный конденсатор 7 - тиристор 9 - коммутирующий конденсатор 4 - тиристор 6. При это конденсатор 7 частично разр йжаетс  В момент времени t напр жение на этом конденсаторе достигает величины линейного напр жени  Цдс , тиристор 17 отпираетс  (импульс управле- НИН на этом тиристоре должен сохран тьс  до момента t ) , и ток в фа- ах А и С плавно нарастает. В мо5

44

5

7714

мент t, ток сети достиг-ает -величины тока нагрузки. На- интервале , конденсатор 7,частично разр жаетс . В течение интервала провод т только .тиристоры 17, 6 и диод 16. В момент tj напр жение на конденсаторе 4 оказываетс  равным напр жению на конденсаторе 7. В этот момент открываютс  диоды 8, 12. В результате конденсаторы 4 и 7 оказываютс  соединенными параллельно.

В момент t напр жение на обоих конденсаторах достигает величины линейного напр жени  Цд и ток нагрузки начинает плавно переходить на нулевой контур, образованный диодами 12,13. На интервале Ц конденсаторы до- зар жаютс  на величину

20

„ й ы

35 ,

О 45 : 50 55 Л и 1е (a+C)

т (2) где Ц, CY - емкости конденсаторов 4 и 7 соответственно. Из сравнени  выражений (1) и (2) видно, что использование дополнительного конденсатора 7 снижает ком- .мутационные напр жени  на элементах схемы. К моменту tj схема восстанавливает свое начальное состо ние. Начина  с этого момента времени можно подать импульсы на включение очередных тиристоров.

Использование, изобретени  позвол ет повысить надежность работы устройства за счет снижени  коммутационных напр жений без датчика напр жени  на коммутирующем конденсаторе , а также за счет уменьшенного количества управл емых вентилей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тиристорно-конденсаторный преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий полууправл емый выпр мительный мост, анодна  неуправл ема  вентильна  группа которого образует первый выходной вывод , а катодна  вентильна  группа выполнена в виде двух управл емых вентильных секций, выходы которых подключены к разным обкладкам коммутирующего конденсатора и к анодам двух основных тиристоров, катоды которых объединены, образу  второй выходной вывод, дополнительный конденсатор , одна обкладка которого с помощью двух пар встречно-параллельно соединенных вентилей подключена к разным обкладкам коммутирующего конденсатора , отличающийс  тем, что, с целью по вьшени  надежности j в него введена цепочка из двух последовательно соединенных обратных диодов, подключенна  к выходным выводам, к общей точке обратных диодов подключена друга 

   обкладка дополнительного кЬнденса- тора, а один из вентилей в каждой указанной паре, встречно-парал- лельно соединенных, подключенный анодом к соответствующей катодной секции, выполнен неуправл емым .

   fi.e.c

   27 г/

   х 41DfS

   7

   Id

   гЗ

   d

   риг.З

   Заказ 3926/57 Тираж 631Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   .Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4