SU743146A1 - Устройство дл плавного регулировани выпр мленного напр жени - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО дл  ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в т говом электроприводе переменного тока.

Известно устройство дл  плавного 5 регулировани  выпр мленного напр жени  содержащее тиристорный преобразователь , дроссель-делитель напр жени , катушки которого расположены на общем магнитопроводе, включены tO встречно друг другу и подключены своими входами к выходам соответствующих им ключей, а выходами - к положительному выводу дл  подключени  нагрузки 1,15

Однако это устройство не обеспечивает необходимой плавности регулировани  в широких пределах.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  плавного 20 регулировани  выпр мленного напр жени . Оно содержит силовой трансформатор , группу полууправл емых выпр мительных мостов, включенных параллельно соответствующим зонным секци м25 вторичной обмотки силового трансформатора . Относительно- друг друга эти мосты включены последовательно 2 .

Однако регулирование в такой схеме начинаетс  с постепенного повышени  3G

выходного напр жени  одного из мостов , а в остальных мостах ток нагрузки протекает последовательно через все управл емые плечи. Поэтому диоды этих мостов должны быть рассчитаны не на половинный, как тиристоры,а на полный ток нагрузки. При большой мощности нагрузки в этой схеме требуетс  установка параллельных цепочек как тиристоров, так и диодов, а следовательно, обеспечени  мер равномерного токораспределени  между ними.

После полного открыти  одного моста начинаетс  отпирание управл емых плеч второго моста и его напр жение плавно прибавл етс  к- напр жению первого-моста и т.д. При такой последовательности работы мостов их тиристоры будут нагружатьс  неравномерно . Тиристоры первого моста будут работать с полной нагрузкой на всех зонах регулировани , начина  с конца первой, а тиристоры последнего выйдут на полный ток нагрузки только в конце последней зоны регулировйни . Такое неравномерное распределение нагрузки между тиристорами мостов ухудшает общий коэффициент их использовани  и завышает устаног вочную их мощность. Кроме того. сглаживающий дроссель, включе шый последовательно с нагрузкой и служа щий дл  ограничени  в допустимых пределах пульсаций тока, получаетс  при большой мощности нагрузки слиш ,ком громоздким, так как сечение его магнитопровода в данном случае выбираетс  с учетом, как посто нной, так и переменной составл ющей тока нагрузки. Недостатком этого устройства  вл етс  также необходимость секционировани  вторичной обмотки трансформатора. Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение ее техникоэкономической эффективности. Цель достигаетс  тем, что устрой ство дл  плавного регулировани  вЬтр мленного напр жени , содержаще группу мостовых выпр мителей, подкл ченных через силовой трансформатор выводам дл  подключени  к сети пере менного тока, а диагональ выпр млен ного напр жени  св зана с положительным и отрицательным выводами дл  подключени  нагрузки, снабжено двум  дроссел ми с количеством магнитосв занных , расположенных на отдельных стержн х общего пространственного магнитопровода обмоток, равным количеству используемых мост причем все мостовые выпр мители подключены параллельно к выводам вторичной обмотки силового трансфор матора, катоды мостовых выпр мителей подключены к началам катушек первого дроссел , концы которых подключены к положительному выводу дл  подключени  нагрузки, аноды мос товых выпр мителей подключены к началам катушек второго дроссел , концы которых подключены к отрицательному выводу дл  подключени  нагрузки . На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит полууправл  мые мостовые выпр мители 1-4, с ди одами 5-12 и тиристорами 13-20, си ловой трансформатор 21, дроссель 2 с обмотками 23-26, дроссель 27 с обмотками 28-31, положительный вы вод 32 и отрицательный вывод 33 дл  подключени  нагрузки 34. Устройство работает следующим о разом. Плавное регулирование выпр млен ного напр жени  на нагрузке осущес л етс  на каждой зоне за счет плав ного изменени  угла включени  тири торов в пределах полуволны синусоид напр жени . Однако в отличие от из вестного устройства, позонное деле ние выпр мленного напр жени  в пре лагаемой схеме осуществл етс  не з счет секционировани  вторичной обмотки силового трансформатора, а с помощью сглаживающих дросселей, выступающих при определенном алгоритме управлени  тиристорами мостов в роли делителей напр жени . Так, например, если в пределах каждой . полуволны напр жени  включать только по одному тиристору, то тогда амплитуда выпр мленного напр жени  на нагрузке будет во столько раз меньше полной амплитуды напр жени  вторичной обмотки трансформатора, сколько катушек имеет один сглаживаюий дроссель. Это объ сн етс  тем, что при включении одного из тиристоров схемы, например, тиристора 13, запираетс  только один, соответствующий включенному тиристору диод 5, а остальные диоды схемы остаютс  в провод щем состо нии. Поэтому катушка 23 по отношению к напр жению вторичной обмотки трансформатора оказываетс  последовательно включенной с « катушкой 24-26, которые между собой из-за открытых диодов 7, 9 и 11 включены параллельно. Так как эквивалентна  индуктивность катушек 24-26 в данном случае примерно в три раза меньше индуктивности обмотки 23, то к ним, а следовательно и к нагрузке, прилагаетс  только 1/4 напр жени  вторичной обмотки трансформатора, а 3/4 напр жени  прилагаетс  к обмотке 23. В другой отрицательный полупериод, когда ЭДС вторичной обмотки измен ет направление , роль делител  напр жени  выполн ет уже второй выходной дроссель , а первый дроссель выступает в качестве накопител  энергии. Так, например, при включении тиристора 14, запираетс  только один, соответствующий ему диод 6, а остальные диоды схемы наход тс  в провод щем состо нии. Поэтому катушки 18-30 дроссел  27 оказываютс  по отношению к напр жению вторичной обмотки трансФорматора параллельно включенными относительно друг друга и последовательно с катушкой 31. Следовательно, к ним, а также к нагрузке, и в этом полупериоде прикладываетс  только одна четверта  часть напр жени  вторичной обмотки трансформатора, а 3/4 - к обмотке 31, В следующий полупериод , когда открываетс  тиристор 15 уже второго полууправл емого выпр мител  2, делителем напр жени  снова оказываетс  дроссель 22, а дроссель 27 становитс  накопителем. Только теперь 3/4 напр жени  вторичной обмотки трансформатора воспринимает на себ  уже втора  обмотка 24, а обмотка 23 подключитс  теперь параллельно обмоткам 25 и 26 li поэтому снова к этим обмоткам, а вместе с ними и к нагрузке, будет прикладыватьс  только 1/4 часть напр жени . Итак, включа  поочередно тиристоры всех мостов и измен   угол регулировани  в пределах соответствующих

ИМ попупериодов,данна  схема позвол ет реализовать первую зону с пониженным в п раз напр жением на нагрузке относительно напр жени  вторичной обмотки трансформатора где п - количество мостовых выпр мителей схемы. Если же теперь в пределах каждой полуволны включать по два однопол рных тиристора разноименных мостов, причем один с посто нным максимальным углом регулир1Овани , а другой с измен емым от О до 180 электрических градусов, то амплитуда выпр мленного напр жени  на нагрузке по сравнению с амплитудой на первой зоне, увеличитс  в два раза. Это объ сн етс  перераспределением эквивалентной индуктивности катушек сглаживающих дросселей относительно их общих средних точек к которым подсоедин етс  нагрузка.

Так, например, если тиристор 13 вкл1рчить вначале полуволны синусоиды , то до момента включени  в этом же полупериоде тиристора 15 напр жение на нагрузке нарастает по синусоиде с амплитудой, равной 1/4 амплитуды напр жени  вторичной обмотки трансформатора. В момент включени  тиристора 15 запираетс  диод 7 и катушка 24 автоматически подключаетс в параллель с катушкой 13. Таким образом, соотношение эквивалентных индуктивностей катушек дроссел  22, включенных в цепи открытых тиристоров 13 и 14 и в цепи открытых диодов 9 и 11, уменьшаетс  и становитс  в данном случае равным I. При таком соотношении эквивалентных индуктивностей катушек дроссел  22 напр жение вторичной обмотки трансформатора делитс  пополам относительно их общей средней точки и поэтому к нагрузке , в этом случае, прикладываетс  только его половина.

В следующий отрицательный полупериод , когда открываетс  тиристор 16 и запираетс  диод 8, в выходном дросселе 27 таким же образом произойдёт перераспределение эквивалентных индуктивностей, катушек относително их общей средней точки, к которой подсоедин етс  нагрузка. Поэтому и в отрицательный полупериод к нагрузке прикладываетс  только 1/2 часть выхоного напр жени  вторичной обмотки трансформатора. Если же теперь в пределах одного полупериода включатс  по три однопол рных тиристора разноименных мостов, то данна  схема обеспечит третью зону плавного регулировани  вьгпр мленного напр жени  на нагрузке с амплитудой равной 3/4 амплитуды напр жени  вторичной обмотки трансформатора.

В общем случае, количество зон определ етс  количеством мостовых

выпр мителей,, и чем их больше, тем мельче зоны и, следовательно, лучший коэффициент использовани  мощности, меньше пульсации тока в нагрузке, а так же и в источнике питани . Однако количество мостовых выпр мителей рационально выбирать из услови  обеспечени  только последовательного включени  тиристоров и дио-. дов в плечах мостов (т,е. без параллельных их цепочек),

10

Устройство дл  плавного регулировани  выпр мленного напр жени  отличаетс  прежде всего тем, что токова  нагрузка тиристоров схемы,вследствие параллельной работы мостовых

15 выпр мителей на всех зонах, увеличиваетс  постепенно и равномерно от первой и до последней зоны. И только при полной реализации последней зоны регулировани  ток в тиристорах мосто20 вых выпр мителей достигает максимума . При этом тиристоры первого моста уже после реализации первой зоны нагружаютс  максимальным током, равным половинному току т говых двигателей,

25 в то врем  как у предлагаемой схемы токова  нагрузка всех тиристоров даже на последней зоне регулировани  в п раз меньше половинной нагрузки. Токова  нагрузка диодов в предлагае30 мой схеме также в п раз меньше полного тока нагрузки.

Таким образом, при .одной и той же мощности нагрузки и.одинаковом коли5 честве зон регулировани , представл етс  возможным дл  предлагаемого устройства использовать тиристоры и диоды с номинсшьным током в п раз меньшим, а диоды - в 2п раза меньшим, чем дл  известного, что, естествен0 но, удешевл ет предлагаемую схему, Кроме того, в предлагаемом устройстве даже при большей мос1, ости .нагруз .ки всегда можно обойтись только последовательным включением тиристоров

5 и диодов в плечах мостовых выпр мителей за счет увеличени  количеству зон регулировани , в то врем  как у известного устройства токова  нагрузка вентилей не зависит от числа

0 этих зон и поэтому дл  реализации полного тока нагрузки требуетс  установка параллельных цепочек тиристоров и диодов в.плечах мостов, а также применени  специальных устройств

5 дл  обеспечени  равномерного токораспределени  между ними,Достоинства схемы заключаютс  в том, что в отличие от известного устройства не требуетс  секционировани  вторичной

0 . обмотки трансформатора, что ynpcxijaeT его конструкцию и позвол ет унифицировать его дл  различных типов ЭДС,

Кроме того, сглаживающие дросс.ли , выполненные по предлагаемой схеме,

5 обеспечивают лучшее сглаживание

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для плавного регулирования выпрямленного напряжения, содержащее группу полууправляемых мостовых выпрямителей, подключенных через силовой трансформатор к выводам для подключения к сети переменного тока> а диагональ выпрямленного напряжения связана с положительным и отрицательным выводами для подключения нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения техникоэкономической эффективности, оно снабжено двумя дросселями с количеством магнитосвязанных, расположенных на отдельных стержнях общего пространственного магнитопровода обмоток, равным количеству используемых мостовых выпрямителей, причем все мостовые выпрямители подключены параллельно к выводам вторичной обмотки силового трансформатора, катоды мостовых выпрямителей подключены к началам катушек первого дросселя, концы которых подключены к положительному выводу для подключения нагрузки, аноды выпрямительных мостов подключены к началам второго дросселя, концы которых подключены к отрицательному выводу для подключения нагрузки.