SU519832A1 - Artificial switching rectifier - Google Patents

Artificial switching rectifier

Info

Publication number
SU519832A1
SU519832A1 SU1943874A SU1943874A SU519832A1 SU 519832 A1 SU519832 A1 SU 519832A1 SU 1943874 A SU1943874 A SU 1943874A SU 1943874 A SU1943874 A SU 1943874A SU 519832 A1 SU519832 A1 SU 519832A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
power
switching
keys
capacitor
bridge
Prior art date
Application number
SU1943874A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Герценович Магазинник
Лев Теодорович Магазинник
Original Assignee
Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова filed Critical Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова
Priority to SU1943874A priority Critical patent/SU519832A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU519832A1 publication Critical patent/SU519832A1/en

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Description

1one

Известны управл емые выпр мители с искусственной коммутацией тиристоров 1, 2, содержащие силовой тиристорный мост и узел принудительной коммутации в виде вспомогательного диодного моста с конденсатором на выходе и двум  тиристорными ключами с конденсаторной коммутацией, включенными между одноименными полюсами силового и вспомогательного мостов. Однако эти схемы могут работать в ограниченном диапазоне нагрузок, так как внешние их характеристики существенно искажаютс  в области малых токов.Known controlled rectifiers with artificial switching of thyristors 1, 2, containing a power thyristor bridge and a forced switching node in the form of an auxiliary diode bridge with a output capacitor and two thyristor switches with capacitor switching, connected between the poles of the power and auxiliary bridges of the same name. However, these circuits can operate in a limited range of loads, since their external characteristics are significantly distorted in the area of low currents.

Недостаток этот объ сн етс  тем, что в межкоммутационном интервале необходим дозар д коммутирующего конденсатора от внешнего источника, что и приводит к увеличению напр жени  на нагрузке в области малых токов и делает непригодным использование таких выпр мителей дл  широко регулируемого электропривода. Кроме того, дл  зар да или дозар да конденсатора в динамических режимах работы выпр мителей требуетс  сравнительно мошный источник э. д. с.This drawback is due to the fact that in the inter-switching spacing, the dosage of the switching capacitor from an external source is necessary, which leads to an increase in the voltage across the load in the low-current region and makes the use of such rectifiers unsuitable for a widely controlled electric drive. In addition, a relatively powerful source e is required for charging or discharging a capacitor in dynamic modes of operation of rectifiers. d.

Описываемый выпр митель отличаетс  от известных тем, что между входными зажимами указанных силового и вспомогательного мостов включены вторичные обмотки вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого подключены ко входным зажимам силового моста.The rectifier described here differs from the known ones in that between the input terminals of said power and auxiliary bridges are included the secondary windings of the booster transformer, the primary windings of which are connected to the input terminals of the power bridge.

Это обеспечивает жесткость внешней (или иагрузочной) характеристики и позвол ет несколько улучшить технические показатели за счет уменьшени  мощности вспомогательногоThis provides the rigidity of the external (or load) characteristics and allows a slight improvement in technical performance by reducing the power of the auxiliary

источника дозар да.source dose yes.

На фиг. 1 иредставлеиа схема выпр мител ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу выпр мител .FIG. 1 and the presentation diagram of the rectifier; in fig. 2 - time diagrams, which show the work of the rectifier.

Выпр митель содержит силовой мост 1,The rectifier contains a power bridge 1,

подключенный входными зажимами к питающей сети, а выходными - к нагрузке 2. К входным зажимам силового моста подключены первичные обмотки вольтодобавочного трансформатора 3, а его вторичные обмоткиconnected by the input terminals to the mains and the output to the load 2. The primary windings of the booster transformer 3 are connected to the input terminals of the power bridge, and its secondary windings

включены между входами силового моста и вспомогательного моста 4. На выход моста 4 включен конденсатор 5. Между выходами силового и вспомогательного мостов включены ключи 6 и 7, схемы которых идентичны. Дл included between the inputs of the power bridge and the auxiliary bridge 4. The output of the bridge 4 includes a capacitor 5. Between the outputs of the power and auxiliary bridges, keys 6 and 7 are included, whose circuits are identical. For

первоначального зар да конденсаторов и запуска преобразовател  служит маломощиый вспомогательный источник 8.The initial charge of the capacitors and the start-up of the converter serves as a low power auxiliary source 8.

Неред началом работы выпр мител  кондеисатор 5 зар жен от источника 8 до напр жени , иесколько большего, чем амплитуда линейного напр жени  питающей сети. От этого же источника зар жены конденсаторы CK ключей 6 и 7 через нагрузку и высокоомные сонротивлени , шунтирующие тиристорыBefore starting the straightener operation, the condisator 5 is charged from source 8 to a voltage that is more than the amplitude of the line voltage of the supply network. From the same source, the capacitors CK of keys 6 and 7 are charged through the load and high-resistance resistances that shunt the thyristors

Тк (на схеме эти сопротивлени  не показаны). При этом конденсатор Ск ключа 6 зар женTC (in the diagram, these resistances are not shown). In this case, the capacitor Sk key 6 charges

плюсом на правой обкладке, а конденсатор ключа 7 - плюсом на левой обкладке. Оба 1слюча работают синхронно, поэтому ннже рассматриваетс  лишь работа ключа 6.plus on the right plate, and the key capacitor 7 - plus on the left plate. Both keys work synchronously, so only the operation of key 6 is considered below.

Допустнм, что ток нагрузки 1а протекает через силовой тиристор в анодной группе моста и фазу С и силовой тиристор в катодной групме моста и фазу А (на фиг. 1 показано сплошными стрелками). Пусть в момент /о (фиг. 2) необходимо скоммутировать ток в фазу В (пунктирна  стрелка). Включаетс  тиристор Т, и конденсатор Ск начинает перезар жатьс  но контуру « + , CK, Г,/)2, LK, CK. Через отнертые тиристоры Т ключей 6 и 7 к нагрузке оказываетс  приложенным напр жение конденсатора 5, большее,чем амплитуда линейного напр жени . Тем не менее ток в фазе А сразу исчезнуть не может, так как в питаюш,ей сети всегда есть индуктивность (реакторы при бестрансформаторном преобразователе или индуктивность рассе ни  обмоток трансформатора ). Под действием э.д. с. самоиндукции и э.д. с. сети ток продолжает нротекать но фазе А в течение некоторого времени, но не через силовой тиристор этой фазы, а через диод моста 4 и тиристор Т, так как параллельно силовому тиристору кроме диода включено небольшое напр жение фазы вольтодобавочного трансформатора 3, причем это напр жение в диапазоне углов-150 эл. град. эл. град, в трехфазных схемах и -180 эл. град. эл. град, в однофазных схемах направлено «плюсом к катоду запираемого силового тиристора. Таким образом, практически во всем рабочем диапазоне опережаюш,их углов включени  преобразовател  (т. е. при искусственной коммутации вольтдобавочный трансформатор обеспечивает мгновенный переход тока в цепь моста 4, который будет отперт , пока не израсходуетс  электромагнитна  энерги , накопленна  в индуктивност х LS в предкоммутационный период.Suppose that the load current 1a flows through the power thyristor in the anode group of the bridge and phase C and the power thyristor in the cathode group of the bridge and phase A (shown in Fig. 1 with solid arrows). Let it be necessary to commute the current into phase B (dotted arrow) at the moment о o (Fig. 2). The thyristor T is turned on, and the capacitor Ck begins to recharge on the circuit “+, CK, G, /) 2, LK, CK. Through the open thyristors T of the keys 6 and 7, the voltage of the capacitor 5 is applied to the load, greater than the amplitude of the line voltage. Nevertheless, the current in phase A cannot immediately disappear, since in the power supply, it always has a network inductance (reactors with a transformerless converter or inductance of the transformer windings). Under the action of ed. with. self-induction and ed with. the network current continues to flow in phase A for some time, but not through the power thyristor of this phase, but through the diode of bridge 4 and thyristor T, since besides the power thyristor, in addition to the diode, a small voltage of the booster transformer 3 is turned on, and this voltage angle range-150 el. hail. email hail, in three-phase circuits and -180 e. hail. email hail, in single-phase circuits directed “plus to the cathode of the lockable power thyristor. Thus, in almost the entire operating range, it is fast, their switching angles of the converter (i.e. during artificial switching, a voltage transformer provides instantaneous current transfer to the circuit of bridge 4, which will be unlocked until the electromagnetic energy accumulated in the inductance LS to the precommutation voltage is consumed period.

В интервале (фиг. 2, а) через тиристор Т протекает сумма двух токов: перезар да Ск и тока нагрузки. К моменту ti Ск полностью перезар дитс  и напр жение на его обкладках изменит знак (активные потери не учитываютс ). Тиристор Т продолжает быть отпертым , так как через него идет ток Id, равный сумме двух токов: убывающего тока фазы Л (в фазе С процесс идентичен) и возрастающего тока конденсатора 5.In the interval (Fig. 2, a), the sum of two currents flows through the thyristor T: overcharging and SC and the load current. By the time ti Ck, the recharging is completely recharged and the voltage on its plates changes sign (active losses are not taken into account). The thyristor T continues to be unlocked, since a current Id flows through it, equal to the sum of two currents: a decreasing current of phase L (in phase C, the process is identical) and an increasing current of capacitor 5.

В момент 3, когда ток фазы А близок к нулю , а ток конденсатора 5 почти достиг тока нагрузки Id, включаетс  Гк и происходит колебательный перезар д Ск, в ходе которого ток в Т снадает до нул  (момент t и в течение времени /в тиристор Т запираетс  (в времени восстановлени ). В интервале 5 весь ток нагрузки идет через конденсатор 5 и смещенный диод Di. В момент д ток перезар да Ск становитс  меньше тока нагрузки, DI запираетс . В это же врем  подаетс  отпирающий импульс на силовой тиристор фазы В в катодной группе (импульс на силовом тиристоре фазы С анодной группы имеетс  при «широких управл ющих импульсах либо передаетс  повторно через 60 эл. град, при узких управл ющих импульсах). Поскольку в момент диод D заперт, ток нагрузки под действием э.д. с. самоиндукции не прерветс , а будет идти по двум ветв м: через Ск, заверша  его перезар д, и через фазы С и В, к которым через мост 4 подключен конденсатор 5.At time 3, when the current of phase A is close to zero, and the current of capacitor 5 almost reaches the load current Id, Hk turns on and an oscillatory overcharge occurs. D SC, during which the current in T drops to zero (time t and for a time / in thyristor T is locked (in recovery time). In interval 5, all the load current goes through the capacitor 5 and the shifted diode Di. At the moment d, the recharge current and SC becomes less than the load current, DI is locked. At the same time, an unlocking pulse is applied to the power thyristor of phase B in the cathode group (pulse on the power thyristor of the phase C one group is available with "wide control pulses or is transmitted repeatedly through 60 e. hail, with narrow control pulses.) Since at the moment the diode D is closed, the load current under the action of the self-induction eds is not interrupted, but will go two branches: via C, completing its recharging, and through phases C and B, to which a capacitor 5 is connected via bridge 4.

Папр жение на Ск ввиду его малой емкости по сравнению с конденсатором 5 быстро возрастает , ток в цепи CK к моменту t становитс  равным нулю (ось этого тока смещена относительно оси / на фиг. 2,а). Ток в В и С не может мгновенно нарасти из-за индуктивности LS, поэтому с момента t ток нагрузки идет но двум ветв м: через конденсатор 5, постепенно убыва , и через фазы сети, постепенно возраста . Когда ток в фазах В и С станет равным току нагрузки, ток через конденсатор 5 спадет до нул , коммутаци  закончитс . Если пренебречь активными потер ми и считать Ld Ls(Ld-индуктивность нагрузки), что в электроприводе средней и большой мощности всегда выполн етс , то очевидно, что энерги , израсходованна  конденсатором 5 на первом этапе , будет возвращена обратно на втором этапе и напр жение конденсатора 5 восстановитс .Due to its small capacitance, the capacitance on Sc increases rapidly as compared with the capacitor 5, the current in the CK circuit becomes zero by the time t (the axis of this current is displaced relative to the axis / in Fig. 2, a). The current in B and C cannot instantly increase due to LS inductance, therefore from the moment t the load current goes but to two branches m: through the capacitor 5, gradually decreasing, and through the network phases, gradually the age. When the current in phases B and C becomes equal to the load current, the current through the capacitor 5 drops to zero, the switching is completed. If we neglect the active losses and assume Ld Ls (Ld-load inductance), which is always fulfilled in the medium and high power electric drive, it is obvious that the energy consumed by the capacitor 5 at the first stage will be returned back at the second stage and the voltage of the capacitor 5 will be restored.

В|переходных режимах ток нагрузки может быстро измен тьс  от нул  до максимального значени . При этом в известных схемах конденсатор 5 может не успеть зар дитьс  в межкоммутационный интервал времени (этот интервал в динамике также измен етс ) до напр жени  больше амплитуды линейного. Тогда неизбежен срыв коммутации. Чтобы его избежать в известных схемах, необходимо увеличивать мощно€ть источника 8 до вел-ичины:In | transient conditions, the load current can quickly change from zero to the maximum value. In this case, in the known circuits, the capacitor 5 may not have time to charge in the inter-switching time interval (this interval in the dynamics also changes) to a voltage greater than the linear amplitude. Then the switching failure is inevitable. To avoid it in the well-known schemes, it is necessary to increase the power of source 8 to the great distance:

(Af/,, + f/,,(1)(Af / ,, + f / ,, (1)

где С/лто - амплитуда линейного напр жени ;where C / lto is the amplitude of the linear voltage;

- добавочные несколько вольт, необходимые дл  обеспечени  коммутации силовых тиристоров. - an extra few volts necessary to ensure the commutation of power thyristors.

В предлагаемой схеме тот же эффект достигаетс  с помощью вольтодобавочного трансформатора , мощность которого:In the proposed scheme, the same effect is achieved using a booster transformer, the power of which is:

,„ « (if/л г + л™) /.шах-(12), „“ (If / l g + l ™) /.shah- (12)

В этом случае источник 8 нужен лишь дл  запуска схемы, его мощность ничтожно мала (доли ватта) и определ етс  лишь токами утечки Ск и конденсатора 5.In this case, the source 8 is needed only for starting the circuit, its power is negligible (fractions of a watt) and is determined only by the leakage currents Sk and the capacitor 5.

Claims (2)

Следует отметить, что ключи 6 и 7 выполпены но типовой схеме LC-коммутации (см., например , книгу Забродина Ю. С. «Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров . Энерги . М. 1974, рис. 1-5,6). Возможен и другой вариант схемы ключей, однако в цел х обеспечени  жестких нагрузочных характеристик преобразовател  необходимо, чтобы работа ключей не отражалась на величине выпр мленного напр жени  нагрузки. В прин тых схемах ключей это обеспечиваетс  перезар дом Ск по замкнутому каналу через «обратные диоды DI и DZ, т. е. напр жение , создаваемое ключами во внешней цепи, практически равно нулю. Донолнительным достоинством предлагаемого выпр мител  вл етс  возможность значительного уменьшени  габаритов ключей; Тк и Т могут выбиратьс  с малым временем восстановлени , что позволит уменьшить Ск и LK, в то врем  как силовые тиристоры могут быть с любым временем восстановлени . Их запирание обеспечиваетс  однопол рным конденсатором 5, работающим в режиме .частичного зар д-разр да (см. фиг. 2,6). Предлагаема  схема выпр мител  с искусственной коммутацией выгодно отличаетс  от известных жесткими нагрузочными характеристиками и малой мощностью вспомогательного источника. 6 Формула изобретени  Выпр митель с искусственной коммутацией, содержащий силовой тиристо-рный мост и узел принудительной коммутации в виде вспомогательного диодного моста с конденсатором на выходе и двум  тиристорными ключами, включенными между одноименными полюсами силового и вспомогательного мостов, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  жесткости нагрузочных характеристик и улучшени  технических показателей, между входными зажимами указанных силового и вспомогательного мостов включены вторичные обмотки вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого подключены ко входным зажимам силового моста. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Ю. М. Божин, Г. С. Мыцык: «О возможност х применени  компенсационных выпр мителей . Труды МЭИ, вып. 147, 1972, стр. 49-53. It should be noted that keys 6 and 7 are implemented using a typical LC switching circuit (see, for example, the book Zabrodin Yu. S. “Nodes of capacitive switching of thyristors. Energy. M. 1974, fig. 1-5,6). Another variant of the key scheme is possible, however, in order to ensure the hard load characteristics of the converter, it is necessary that the operation of the keys does not affect the magnitude of the rectified load voltage. In received key circuits, this is ensured by recharging the CK through the closed channel through the reverse diodes DI and DZ, i.e., the voltage generated by the keys in the external circuit is practically zero. A further advantage of the proposed rectifier is the possibility of significantly reducing the dimensions of the keys; Tk and T can be chosen with a short recovery time, which will reduce Sk and LK, while the power thyristors can be with any recovery time. Their locking is ensured by a unipolar capacitor 5, operating in the mode of a partial charge of the discharge (see Fig. 2.6). The proposed artificial switching rectifier circuit favorably differs from the known rigid load characteristics and low power of the auxiliary source. 6 The invention rectifier with artificial switching, containing a power thyristor-bridge and a forced switching node in the form of an auxiliary diode bridge with a capacitor at the output and two thyristor switches connected between the poles of the power and auxiliary bridges of the same name, characterized in that, in order to increase the stiffness of the load characteristics and the improvement of technical performance, between the input terminals of these power and auxiliary bridges include the secondary winding of the booster transformer, the primary windings of which are connected to the input terminals of the power bridge. Sources of information taken into account in the examination: 1. Yu. M. Bozhin, G. S. Mytsyk: “On the possibilities of using compensatory rectifiers. Proceedings of MEI, vol. 147, 1972, pp. 49-53. 2. Авт. св. № 319999 Н 02М 7/12.2. Auth. St. No. 319999 H 02M 7/12. Аff СAff C
SU1943874A 1973-07-18 1973-07-18 Artificial switching rectifier SU519832A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1943874A SU519832A1 (en) 1973-07-18 1973-07-18 Artificial switching rectifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1943874A SU519832A1 (en) 1973-07-18 1973-07-18 Artificial switching rectifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU519832A1 true SU519832A1 (en) 1976-06-30

Family

ID=20559942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1943874A SU519832A1 (en) 1973-07-18 1973-07-18 Artificial switching rectifier

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU519832A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014075614A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-22 国家电网公司 Thyristor-device-based mmc converter valve submodule device and control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014075614A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-22 国家电网公司 Thyristor-device-based mmc converter valve submodule device and control method thereof
CN103023312B (en) * 2012-11-14 2014-12-31 国网智能电网研究院 MMC (Modular Multi-level Converter) converter valve submodule device based on thyristor device and controlling method of submodule device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100201704B1 (en) Zero current switching circuit and converting apparatus using the same
US4446513A (en) DC/AC Bridge inverter including a switching aid and inductive energy recovery circuit
JP2010041910A (en) Power supply apparatus
US20050180176A1 (en) Welding set with quasi-resonant soft-switching inverter
US4922401A (en) Inverter circuit utilizing the reverse voltage capabilities of symmetrical gate turn off thyristors
JPH04281345A (en) Binant converter, and use of binant converter as control element of energy accumulator
Zach et al. New lossless turn-on and turn-off (snubber) networks for inverters, including circuits for blocking voltage limitation
SU519832A1 (en) Artificial switching rectifier
US3466570A (en) Inverter with means for base current shaping for sweeping charge carriers from base region
Kim et al. A new zero-voltage switching three-level converter with reduced rectifier voltage stress
US4030021A (en) Inverter
US3376494A (en) High frequency controlled rectifier circuit
Li et al. A current fed two-inductor boost converter with lossless snubbing for photovoltaic module integrated converter applications
SU904153A1 (en) Self-sustained voltage inverter
SU736302A2 (en) Ac converter
SU862337A1 (en) Ac to dc voltage converter
SU1723648A1 (en) Converter of three-phase current-to-rectangular voltage pulses for supply of power to 2n-channel active-inductive load with recuperation of power into capacitive accumulator
Sathik et al. 1-φ Dual Boost ANPC Type Inverter Topology with High Voltage Gain
SU548930A1 (en) Converter of multiphase ac voltage into direct current
RU2168838C1 (en) Pulse voltage regulator
SU928558A1 (en) Thyristor switching unit
SU905970A1 (en) System of pulse interrupters
SU817940A1 (en) Self-sustained voltage inverter
SU572884A1 (en) Sele-contained voltage inverter
SU955445A1 (en) Ac to ac voltage converter