SU1246292A1 - Преобразователь многофазного переменного напр жени в посто нный ток - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в системах электропитани  с характеристиками источника тока. Цель изобретени  - повьшение надежности путем снижени  коммутационных перенапр жений. Преобразователь содержит неуправл емый выпр мительньй мост, включающий анодную группу 1 вентилей и катодные группы 2, 3 вентилей , коммутирующие тиристоры 4,5, 8,9, тиристор 11, конденсаторы 6,10 11 8 i О) ю 4 О) tc to Фиг.1

Description

, 124

и обратный диод 7, включенный между выходными выводами. Последовательна  цепь из тиристоров 11,8,,4 включе на между общей точкой соединени  катодов диодов вентильной группы 2 и катодом диода 7„ Последовательна  цепь из тиристоров 9,5 включена между общей точкой соединени  тирксто- ров 11,8 с катодами диодов зентиль- ной группы 3 и катодом диода 7. Коммутирующий конденгатор 6 включен между общими точками соединени  тиристоров 8,4 и тиристоров 9,, 5 , ХонИзобретение относитс  электротехнике , в частности к преобразовательной технике, предназначено дл  использовани  в системах эх1ектропи- тани  с характеристиками источника тока и может быть использовано в электротехнологии.

Цель изобретени  - повышение на- дежност ; путем снижени  коммутационных перенапр жений.

На фиг.1 представлена принципиальна  электрическа  схема преобразовател ; на фиг.2 эквивалентна  схема; на (риг.З - диаграммы, по сн юище. принцип работы; на фиг.4 - зависимости максимального значений перенапр жени  на элементах схемы в относительных единицах.

Преобразователь содержит неуп.рав- л емьш выпр митель, анодна  группа 1 которого выполнена на диодах i образует первый выходной вывод, а катодна  группа выполнена в виде двух кеуправ-- л емых вентильньк групп 2 и 3 Катоды коммутирующих тиристоров 4 и 5 объе- динены и образуют выходкой вывод,, а меж,п,у анодами этих тиристоров включен ком {утирующий конденсатор 6. Обратный диод 7 включен меткду выходньпу1И выво-- дами. Катоды коммутируюпщх тиристоров 8 и 9 соединены с ра.зньми обкладками коммутирующего конденсатора 6, а. аноды 6 - с общей точкой катодной группы 3, Дополнительный конденсатор 10 поло жительной обкладкой соединен с общей точкой катодной группы 2, а отрицательной обкладкой - с выходным выводом . Дополнительный тиристор 11 вклю:92

денсатор 10 включен ме щу анодом тиристора 11 и общей точкой соединени  амодов л;иодов .вентильной группы 1 с анодом диода 7. Введение коммутирующих тиристоров 8,9, тиристора 11 и конденсатора 10 обеспечивает огра- нич:ение перенапр жени  на элементах преобразовател  на необходимом уровне путем выбора величины емкости конденсатора 10 и подачи импульсов на тиристор 11 одновременно с импульсами управлени , подаваемыми на коммути- руюгцие тиристоры 8,5 или 9,4. 4 ил.

чен между положительной обкладкой дополнительного конденсатора 10 и анодами коммутирующих тиристоров 8 и 9. Анодна  группа 1 имеет диоды 12-14, катодна  группа 2 диоды 15-17, катодна  группа 3 - диоды 18-20, На фиг.1-4 обозначено: Ug - напр жение на коммутих)уюЕ(ем конденсаторе 6; U - напр жение на дополнительном конденсаторе 10; сглаженный ток нагрузки; А.|В,С - фазы питающей сети; ид,- - линейное напр жение между фазами А , и С; начальное напр жение на коммутирующем конденсаторе; U,- максимальное напр жение на дополнительном конденсаторе; . максимальное значение перенапр жени  в относительных единицах.

. Устройство работает следующим образом ,,

Коммутаци  тока осуи ествл етс  за счет зключени  накрест лежащих тирист оров 4,9 и 5,8. При этом комму- тируювщй конденсатор 6 всегда оказы- BaeTCJf включерп1ым последовательно с цепью нагрузки, что повышает коммутационную устойчивость преобразовател . Процесс ком: 1утации заканчиваетс  по окончании перезар да конденсатора 6. Ecjfi-i бы в схеме отсутствовали тиристоры 8,9 и 11 и конденсатор 10, то ввиду наличи  индуктивности 21 в контуре коммутации (это могут быть индуктивности линии, индуктивности рассе ни  фаз питающего трансформатора и т..д.) напр жение на коммутирующем конденсаторе 6 повышалось бы до ве,1;:ичины и„ U,, - I -fL/Ч . (1)

отрицатежение на конденсаторах 6 что и, и.„ : и. и.

А положителен, а фазы С - лен. В момент t, (фиг.2 и 3) подают одновременно импульсы управлени  на тиристоры 5,8 и 11. .Начальное напр и 10 таково

КС i io- h, V (пол рность на фиг.2 показана без скобок) До момента t,, ток нагрузки 1 замыкаетс  по нулевому контуру чефез диод 7. Поскольку начальное напр жение на конденсаторе 10 превышает величину линейного напр жени  , то диоды 14,15 и 18 закрыты., Ток нагрузки с момента tp переходит с нулевого контура, образованного диодом 7, на контур дополнительный конденсатор 10 - тиристор 11 - тиристор 8 - коммутирующий конденсатор 6 - тиристор 5. При этом конденсатор 10 частично разр жаетс .

В момент времени t напр женке на конденсаторе 10 достигает величины линейного напр жени  U , диоды 14 и 18 начинают плавно отпиратьс  и ток в фазах А и С плавно нарастает. В момент t ток в фазах достигает величины тока нагрузки, а ток конденсатора 10 переходит через нупъ, Тиристор 11 запираетс , а диод 15 отпираетс , ток в конденсаторе 10 мен ет свое направление. С момента tj до момента t открыты тиристоры 5 и 8 и диоды 14,15 и 18.

В течение интервала времени t,- - t, напр жение на-дополнительном конденсаторе 10 измен етс  колеба гельно, если в схеме активные потери отсутствуют. В момент tj диод 15 запираетс , так как к нему прикладываетс  обратное напр жение (i-.g В интервале Ц открыты тирис торы 5 и 8 и диоды 14 и 18. Ко -1мутирующий конденсатор 6 продолжает перезар - жатьс.. по контуру фаза А - индуктивность 1 - диод 13 - тиристор 8 - коммутирующий конденсатор 6 - тиристор 5 - диод 14 - фаза С. а напр  се- ние на дополнительном конденсаторе 10 остаетс  посто нным и равно U,gV

В момент t напр жение на коммутирующем конденсаторе 6 достигает величины линейного напр жени , и с этого моме  та ток нагрузки 1 плавно начинает перехо7;ить в нулевой контур через диод 7, а напр жение на конденсаторе 6 продолжает расти ввиду наличи  индуктивности 21. Как только.

витс  равны напр жению на дополнительном конденсаторе 10, т.е. то тиристоры 5 и 8 и диод 18 запираютс , а диод 15 отпираетс . Ток нагрузки 1 полностью переходит в нулевой контур через обратный диод 7, а накопленна  в индуктивности 21 энерги  по контуру фаза А - диод 15 - дополнительный конденсатор 10 - диод. 14 - фаза С передаетс  в конденсатор 10„ На интервале t - t. дополнительный конденсатор дозар жаетс  до вели4HHbj

(5

f cTTcT (2)

о

Из сравнени  выражений (1) и (2) видно, что использование дополнительного конденсатора 10 снижает коммутационное перенапр жение на элементах схемъ. На фиг.4 представлены зависимости максимального значени  neper;.iii- р жени  в относительных единицах в

функции отношени 

С,о/С

в

. .,2С,,/С,М

дс.

-Р

«.о/Сб

(3)

где

35

К моменту t схема восстанавливает свое начальное состс. 4ние. В интерва

t6

ly ток, нагрузки i

в нулевом контуре,

1с

с мо0

.5

0

5

мента t-, подаютс  очередные импульсы . упр.авлени  на тиристоры 4,9 и 11 и эле.хтромагннтные процессы в схеме г;овтор  отс  аналогично предьщущему.

Выбира  емкость дополнительного конденсатора 10 (фиг.4), можно ограничить перенапр жени  на элементах cxeivib на н окном уровне.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить надежность работы за счет снржени  коммутационных перенапр жений. В схеме не надо следить за напр жением на коммутирующем конденсаторе.i Управление преобразователем предельно просто, так как импульсы управлени  на дополнительный тиристор 11 подаютс  одновременно с инпульса1 Ш управлени  на коммутирующие тиристоры 8 и 5 или 9 и 4, что  вл етс  упрощением схемь в целом (подключение дополнительного тиристоpa не приводит к усложнению- системы управлени ).

Формула

зобретени 

Преобразователь многофазного переменного напр жени  в посто нный ток, содержащий неуправл емьм выпр митель- ньм мост, обща  точка анодной группы которого образует первый выходной вывод, а катодна  вентильна  группа выполнена в виде двух неуправл емых вентильньпс групп, два коммутирующих тиристора, катоды которых объединены

5 неиы с коммутирующим конденсатором, а аноды - с общей точкой одной из ка- тодых групп, дополнительный конденсатор , положительна  обкладка которого соединена с общей точкой другой

10 катодной группы, а отрицательна  обкладка - с первым выходным выводом, а также дополнительный тиристор, включенньш между положительной обкладкой дополнительного конденсатора

и об разуют второй выходной вывод, а 15 и анодами дополнительных коммутирую- межд,у анодами этих тиристоров включен щих тиристоров, и обратный диод, коммутирующий конденсатор, о т л и - включенный между выходными выво- чающийс  тем, что, с целью дами.

повышени  надежности путем снижени  коммутационных перенапр жений, в него введены два дополнительных коммутирующих тиристора, катоды которых соединеиы с коммутирующим конденсатором, а аноды - с общей точкой одной из ка- тодых групп, дополнительный конденсатор , положительна  обкладка которого соединена с общей точкой другой

катодной группы, а отрицательна  обкладка - с первым выходным выводом, а также дополнительный тиристор, включенньш между положительной об

) S 5(4 ..- НЯ-Т- :

Ue I 7

Фчг.З

; г J. S 6 7 8 3 Ю ФигМ

Редактор Б.Петраш

Составитель Е.Мельникова

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4017/52 Тираж 631 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащий неуправляемый выпрямительный мост, общая точка анодной группы которого образует первый выходной 10 вывод, а катодная вентильная группа выполнена в виде двух неуправляемых вентильных групп, два коммутирующих тиристора, катоды которых объединены и образуют второй выходной вывод, а 15 между анодами этих тиристоров включен коммутирующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путём снижения коммутационных перенапряжений, в него введены два дополнительных коммутирующих тиристора, катоды которых соединены с коммутирующим конденсатором, а аноды - с общей точкой одной из катодых групп, дополнительный конденсатор, положительная обкладка которого соединена с общей точкой другой катодной группы, а отрицательная обкладка - с первым выходным выводом, а также дополнительный тиристор, включенный между положительной обкладкой дополнительного конденсатора и анодами дополнительных коммутирующих тиристоров, и обратный диод, включенный между выходными выводами .