SU900386A1

SU900386A1 - Thyristorized converter of multiphase ac voltage into dc voltage

Info

Publication number: SU900386A1
Application number: SU802909045A
Authority: SU
Inventors: Олег Георгиевич Булатов; Владимир Александрович Шитов
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1982-01-23

Description

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ(54) THYRISTOR MULTI-PHASE VOLTAGE TRANSFORMER CONSTANT

Изобретение относитс к электротехнике , а точнее к преобразовательной технике, и может быть использовано в MOU.Hbix электроприводах посто нного тока.The invention relates to electrical engineering, and more specifically to converter technology, and can be used in MOU.Hbix DC electric drives.

Известен выпр митель с искусственной коммутацией, содержащий основную и вспомогательную вентильные группы, демпфирующий конденсатор и полностью управл емые тиристорные ключи Ю.An artificial-switching rectifier is known, which contains main and auxiliary valve groups, a damping capacitor, and fully controlled thyristor switches Y.

Недостатком выпр мител вл етс больша величина емкости демпфирующего конденсатора.The disadvantage of the rectifier is the large value of the capacitance of the damping capacitor.

Известен также преобразователь переменного тока, в котором за счет введени дополнительной вентильной группы и использовани определенного алгоритма управлени удаетс снизить величину емкости демпфирующего конденсатора примерно в два раза при тех же пульсаци х напр жени на конденсаторе 2.An alternating current converter is also known, in which, by introducing an additional valve group and using a certain control algorithm, it is possible to reduce the capacitance value of the damping capacitor by about two times with the same voltage pulsations on the capacitor 2.

Недостатком этого преобразовател вл етс большое число вентилей.The disadvantage of this converter is a large number of gates.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс тиристорный преобразователь многофазного переменного напр жени в посто нное, содержащий группу основных тиристоров и группу диодов, кажда из которых собрана по многофазной нулевой схеме, при этом нулева точка каждой из групп образоват на катодами элементов, образующих эту группу, а анод каждого из эле10 ментов одной группы соединен с анодом элемента соответствующей фазы другой группы, коммутирующий тиристор , подключенный анодом к общей точке анодной группы, а катодом 15 к первому выходному выводу, и демпфирующий конденсатор, один из выводов которого подключен к общей точке диодной группы 31.The closest to the present invention is a multiphase alternating voltage thyristor converter into a constant voltage, containing a group of main thyristors and a group of diodes, each of which is assembled according to a multiphase zero scheme, while the zero point of each of the groups will form on the cathodes the elements forming this group, and the anode of each of the elements of one group is connected to the anode of the element of the corresponding phase of another group, the switching thyristor connected by the anode to the common point of the anode group, and the cathode 15 to the first output output, and a damping capacitor, one of the conclusions of which is connected to a common point of the diode group 31.

Недостатком известного устройства The disadvantage of the known device

:о вл етс больша величина установленной мощности оборудовани из-за наличи диода, включенного между общей точкой тиристорной группы и выходным 390 зажимом преобразовател . Установленна мощность этого диода равна установленной мощности основной тиристорной группы, так как через этот диод протекает полный ток нагрузки. Цель изобретени - снижение установленной мощности оборудовани . Зта цель достигаетс тем,что втиристорном преобразователе многофазного переменного напр жени в посто нное между общей точкой основных тиристоров и вторым выходным выводом включена цепочка из двух дополнитель ных соединенных, согласно-последовательно диодов, при этом к общей точ ,ке основных тиристоров подключены катод дополнительного диода и пер-, вый выходной вывод и с общей точкой дополнительных диодов соединен- другой вывод демпфирующего конденсатора . На фиг. 1 представлена принципиальна электрическа схема преобразо вател , тиристоры которого вл ютс полностью управл емыми; на фиг. 2 то же преобразовател , содержащего узлы принудительного запирани вентилей; на фиг. 3 - диаграмма, по сн юща работу устройства на фиг. 2. Питание преобразовател осуществл етс от -проводной сети переменного тока: А,В,С - фазы питающей сети, О - нулева шина питающего напр жени . Работоспособность предла гаемого устройства обеспечиваетс при условии, что индуктивность рассе ни нулевой шины равна нулю. Это условие выполн етс , например, при питании преобразовател от трехфазного трансформатора, вторичные обмотки которого соединены по схеме звезда с выводом нулевой точки трансформатора. Преобразователь (фиг. 1) содержит группу основных тиристоров 1 и группу 2 диодов, кажда из которых собрана по трехфазной нулевой схеме, коммутирующий тиристор 3, подключенный анодом к общей точке диодов груп пы 2, а катодом - к выходному выводу преобразовател 4, демпфирующий конденсатор 5) один из выводов которого подключен к общей точке диодной груп пы 2, включенную между общей точкой основных тиристоров 1 и выходным зажимом преобразовател 4 цепочку иа двух соединенных согласно-последовательно диодов 6 и 7, к общей точке которых подключен другой вывод демпфирующего конденсатора 5. Нагрузка 8 подключена одним концом к выходному зажиму преобразовател k, а другим - к нулевой шине питающего напр жени . Все тиристоры, представленные на фиг. 1, вл ютс полностью управл емыми. Схема преобразовател , представленного на фиг. 2, по существу совпадает со схемой предыдущего. В качестве основных тиристоров 1 и коммутирующего тиристора 3 в этом преобразователе использованы не полностью правл емые приборы, снабженные злами принудительного запирани вентилей. Устройство принудительного запирани основных тиристоров 1 состоит из дроссел 9, коммутирующего конденсатора 10 и тиристора 11. Устройство принудительного запирани коммутирующего тиристора 3 состоит из коммутирующего конденсатора 10, тиристора 12, обратного диода 13 и одной из обмоток дроссел , друга обмотка которого через диод 15 подключена к демпфирующему конденсатору 5. На фиг. 3 ток и напр жение конденсатора 10 соответственно обозначены как ig и Vp ; начальное напр жение на конденсаторе 10 - как 5 характеристическое сопротивление контура, образованного конденсатором 10 и дросселем 9, как Н ; характеристическое сопротивление контура, образованного конденсатором 10 и обмоткой дроссел k, как PJ ; угол восстановлени вентильных свойств основных тиристоров группы 1 как Q, угол восстановлени вентильных свойств коммутирующего тиристора 3 как 0. ; ток нагрузки как 1ц , а ток, выключаемый основными тиристорами группы 1 , как 3,, . Устройство работает следующим образом. На внекоммутационных интервалах ток нагрузки проводит один из основных тиристоров группы 1 (фиг. 1). Дл его принудительного запирани включают коммутирующий тиристор 3. При этом демпфирующий конденсатор 5, предварительно зар женный с указанной на фиг. 1 пол рностью до напр жени , превышающего амплитуду фазного напр жени питающей сети, прикладываетс к нагрузке 8 через вентили 3 и 6. Ток в ветви диод 6 - демпфирующий конденсатор 5 коммутирующий тиристор 3 увели.чиваетс , а ток в ветви фаза сети - тиристор группы 1, протекающий за счет накоплени в фазной индуктивности энергии, уменьшаетс . Напр жение на конденсаторе 5 уменьшаетс . Затем принудительно .выключают тиристор группы 1, который к этому моменту времени проводит ток 1, с . Сетевой ток переходит на диод группы 2, а через коммутирующий тиристор 3 протекает уже полный ток нагрузки 1ц. После этого коммутирующий тиристор 3 принудительно выключают.: o is a large amount of equipment installed power due to the presence of a diode connected between the common point of the thyristor group and the output terminal 390 of the converter. The installed power of this diode is equal to the installed power of the main thyristor group, since the full load current flows through this diode. The purpose of the invention is to reduce the installed capacity of the equipment. This goal is achieved by the fact that a multi-phase AC voltage converter into a constant between the common point of the main thyristors and the second output terminal includes a chain of two additional diodes connected in a sequential manner, and the cathode of the additional diode is connected to the common point of the main thyristors and the first output terminal and the common point of the additional diodes are connected to the other output of the damping capacitor. FIG. 1 shows a circuit diagram of a converter, whose thyristors are fully controllable; in fig. 2 the same converter containing the forced valve locks; in fig. 3 is a diagram explaining the operation of the device in FIG. 2. The converter is powered from an ac wiring network: A, B, C are the phases of the supply network, O is the zero line of the supply voltage. The operability of the proposed device is ensured under the condition that the zero busbar inductance is zero. This condition is fulfilled, for example, when the converter is powered from a three-phase transformer, the secondary windings of which are connected according to the star circuit with the zero point of the transformer. The converter (Fig. 1) contains a group of main thyristors 1 and a group of 2 diodes, each of which is assembled according to a three-phase zero scheme, switching thyristor 3 connected by an anode to a common point of diodes of group 2, and a cathode to the output terminal of converter 4, damping capacitor 5) one of the terminals of which is connected to the common point of the diode group 2, connected between the common point of the main thyristors 1 and the output terminal of the converter 4, a chain of two diodes 6 and 7 connected in series to the common point of which ugoy output snubber capacitor 5. The load 8 connected at one end to an output terminal of the transducer k, and the other - to the neutral bus supply voltage. All thyristors shown in FIG. 1 are fully controllable. The converter circuit shown in FIG. 2, essentially the same as the previous one. The main thyristors 1 and the switching thyristor 3 in this converter are used not fully controlled devices, equipped with the evils of forced valve locking. The device for locking the main thyristors 1 consists of the drossels 9, the switching capacitor 10 and the thyristor 11. The device forcing the locking of the switching thyristor 3 consists of the switching capacitor 10, the thyristor 12, the reverse diode 13 and one of the windings of the drossels, the other winding of which through diode 15 is connected to damping capacitor 5. FIG. 3, the current and the voltage of the capacitor 10 are respectively designated as ig and Vp; the initial voltage across the capacitor 10 is as 5 the characteristic resistance of the circuit formed by the capacitor 10 and the choke 9, as H; the characteristic resistance of the circuit formed by the capacitor 10 and the winding of the choke k, as PJ; the recovery angle of the valve properties of the main thyristors of group 1 as Q, the recovery angle of the valve properties of the switching thyristor 3 is 0.; load current as 1ts, and the current turned off by the main thyristors of group 1, as 3 ,,. The device works as follows. At non-switching intervals, the load current is conducted by one of the main thyristors of group 1 (Fig. 1). For its forced latching, switching thyristor 3 is turned on. In this case, the damping capacitor 5, which is precharged from that indicated in FIG. 1 with polarity up to a voltage exceeding the amplitude of the phase voltage of the supply mains, is applied to the load 8 through the gates 3 and 6. The current in the branch diode 6 - damping capacitor 5 switching thyristor 3 increases, and the current in the branch phase of the network is the thyristor of the group 1, due to the accumulation of energy in the phase inductance, is reduced. The voltage across the capacitor 5 decreases. Then forcibly. Turn off the thyristor of group 1, which by this moment of time conducts a current of 1, c. The network current passes to the diode of group 2, and through the switching thyristor 3 the full load current 1 c flows. After that, the switching thyristor 3 is forcibly turned off.

Принципиально возможно выключать одновременно тиристор группы 1 и коммутирующий тиристор 3. Ток нагрузки, протекающий за счет индуктивности цепи нагрузки, переходит в контур нагрузка 8 - диод 6 - диод 7 нагрузка 8. Сетевой ток протекает по контуру фаза сети - диод группы 2 - демпфирующий конденсатор 5 - диод 7 - нагрузка 8 - фаза сети. На этом этапе конденсатор 5 зар жаетс сетевым током . После прекращени тока в ранее проводившей фазе сети зар д конденсатора 5 прекращаетс . Затем необходимо подать импульс управлени на оче редной тиристор группы 1. При этом ток нагрузки начнет переходить с ветви диод 6 - диод 7 на ветвь фаза сети - тиристор группы 1. Принудительное запирание очередного основного тиристора производитс аналогично.Fundamentally, it is possible to simultaneously turn off the thyristor of group 1 and switching thyristor 3. The load current flowing due to the inductance of the load circuit goes into the load circuit 8 - diode 6 - diode 7 load 8. The network current flows through the loop network phase - diode of group 2 - damping capacitor 5 - diode 7 - load 8 - network phase. At this stage, the capacitor 5 is charged by the line current. After the current stops in the previously conducted network phase, the charge on the capacitor 5 is stopped. Then it is necessary to apply a control pulse to the next thyristor of group 1. At the same time, the load current starts to move from diode 6 branch - diode 7 to the network phase branch - thyristor of group 1. Forced locking of the next main thyristor is performed similarly.

Предлагаемое устройство может быть выполнено на вентил х с неполной управл емостью, снабженных узлами запирани (фиг. 2 ). Дл запирани тиристоров группы 1 включают тиристоры 11 и коммутирующий конденсатор 10 перезар жаетс через дроссель 9. Дл запирани коммутирующего тиристора 3 включают тиристор 12 и коммутирующий конденсатор 10 перезар жаетс через одну из обмоток дроссел I и диод 13. Друга обмотка дроссел 14 и диод 15 предназначены дл отвода энергии из контура коммутации. The proposed device can be made on partially controlled valves equipped with locking units (Fig. 2). For latching, the thyristors of group 1 include thyristors 11 and switching capacitor 10 is recharged through choke 9. To lock latching switching thyristor 3 include thyristor 12 and switching capacitor 10 is recharged through one of the windings I of Drossel I and diode 13. Another winding of Drossel 14 and diode 15 are intended to drain energy from the switching circuit.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позвол ет снизить установленную мощность оборудовани на 20-30% вследствие того, что оно не содержит диод,установленна мощность которого равна установленной мощности группы основных тиристоров.The proposed device, in comparison with the known, allows to reduce the installed power of the equipment by 20-30% due to the fact that it does not contain a diode, the installed power of which is equal to the installed power of the group of main thyristors.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 519832, cl. H 02 M 7/155, 1973.

2. Authors certificate of the USSR 453778, cl. H 02 M 7/12, 1971.

3- USSR author's certificate 607320, cl. H 02 M 7/12, 1976.

/ 1B

Ate j9 i (ff