SU955439A1 - Тиристорный преобразователь @ -фазного переменного напр жени в @ -фазное переменное - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в устройстве промышленной электроники дл  решени  задач стабилизации, регулировани , симметрировани  и коммутации переменных токови напр жений. Возможно использование такого устройства в качестве бесконтактных коммутаторов в системах защиты, в качестве местных источников стабильного электроснабжени  промышленных предпри тий, отдельных радиоэлектронных систем, вычислительных машин и комплексов, а также источников регулируемого напр жени  в регулируемом электроприводе, дл  регулировани  электрообогревом в печах , в электросварке и др., а также в устройстве защиты и пуска.

Известны устройства, представл ющие трехфазные устройства дл  регулировани  и коммутации переменных токов и  вл ющиес  объектами того же назначени , что и предлагаемый, сходные с ним по технической сущности и резуль-тату , достигаемому при использовании. У казанные устройства также содержат схему управлени , силовые вентильные ключи переменного тока, через которые нагрузка подключаетс  к сети

питани , диодный выпр мительный мост/ выходные зажимы которого замкнуты шунтирующим тиристором, а входные подкл1()чены к выходу регул тору, и кc4v Myтирующую цепочку, состо щую из последовательно соединенных коммутирующего дроссел  и кoiuwyтирующего конденсатора, котора  через расЯределительные диоды подключаетс  к сило10 вым тиристорамги. .

Недостатком указанных устройств,  вл етс  повышенное число силовых вентилей. Так, при отключении нагрузки от питающей сети нагрузка шунтиру15 етс  через диодный мост специальным тиристором. В результате этого ток нагрузки замыкаетс  в конечном счете через три соединенных последовательно , вентил . Следствием указанно20 го недостатка  вл етс  повышенна  установленна  мощность силовых вентилей и снижение КПД устройства. Другим недостатком  вл етс  то, что диодный мост, шунтируемый тиристором,

25 при этого тиристора замыкает все фазы нагрузки одновременно. Это ограничивает функционгшьные возможности устройства, так как не позвол ет замыкать лишь отдельно вз тые 30 фазы нагрузки и этим самым делает ке-j возможным оптимизировать соответствующим образом процессы в системе источник-преобразователь нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  тиристорный преобразователь п-фазного переменного напр жени  в п-фазные переменное, содержгцций п силовых ключей из встречно-параллельно соеди ненных диода тиристора,каждый из кот рых включен последовательно с соотве ствующим демпфирующим дросселем между входным и выходным выводами соответствующей фазы, п-фазный шунтирую щий ключ, фазные выводы которого под ключены к входным выводам, п распределительных диодов, аноды которых объединены, а каждый из катодов соединен с общей точкой демпфирующего дроссел  и kaтoдa тиристора силового ключа соответствующей фазы, и блок коммутации, включенный через переключатель между общей точкой анодов распределительных диодов и другим выводом шунтирующего ключа 2. В известном устройстве, при обо х в системе управлени  и необходимости защиты преобразовател  невозможно одновременное выключение тиристоров силовых ключей и шунтирук дего ключа, что снижает надежность устройства, кроме того дл  принудительной коммутации тиристоров., вход щих в состав силовых ключей, включагатс  коммутирующий и шунтирук дий тиристоры. При этом, благодар  демпфирующему действию индуктивностей сети, по трем распределительным диодам и трем диодам , вход щим в состав силовых ключей , и цепи, включающей выпр смительный мост, шунтирующий тиристор, коммутирующую- цепочку и коммутирующий тиристор, проходит импульс тока коммутации , вызванный разр дом коммутирующего конденсатора. В результате . этого осуществл етс  выключение тири торов (силовых ключей). Дл  коммутации тиристора, шунтирукадего диодгалй выпр мительный мост, включаютс  тиристоры силовых ключей и зар дный тиристор. При этом, благодар  демпфи рующему действию индуктивностей сети импульс коммутации проходит по всем диодам выпр мит ель но го моста, осуществл   выключение шунтирующего ти|ристора , затем через выпр мительный диодный мост проходит зар д коммутирующего конденсатора. При включении тиристоров силовых ключей включаетс  тиристор, шунтирующий диодный выпр мительный мост, что приводит к замыканиючерез этот мост всех фаз нагрузки одновременно. При этом ток нагруз ки замыкаетс  каждый раз через два вентил  диодЕЮго моста и шунтирующий его тиристор, всего через три вентил . Потери в этих вентил х снижают КПД устройства. Устройство содержит Шесть силовых вентилей в составе силовых ключей и семь силовых вентилей в составе диодного моста, включа  , шунтирующий его тиристор, всего тринадцать силовых вентилей. Это делает устройство громоздким. Снижение числа силовых вентилей позволит не только повысить КПД, но и снизить его массогабаритные показатели. Цель изобретени  - повышение надежности , а также снижение установленной мощности и габаритов, и повышение КПД. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве шунтирующий ключ выполнен в виде п ключей из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, аноды тиристоров которых объединены в общую точку и соединенные с соответствующим выводом блока коммутации, а катод каждого из тиристоров шунтирун цего ключа соединен с анодом тиристора силового ключа соответствующей фазы. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры импульсов, действующих на выходах блока управлени  (и , и,) ; на фиг. 3 - эпюры напр жений питающей сети и нагрузки (ис.,и UH). Устройство содержит силовую цепь, включающую демпфирующие дроссели 1, силовые ключи 2 переменного тока, которые составлены из ,встречно-паралл .ельно соединенных диодов и тиристоров и включены последовательно между входным и выходным зажимами устройства , к к рторым подключена сеть питани  и нагрузка соответственно, шунтируквдий ключ из диодно-тиристорных ключей 3, шунтирующих нагрузку, в каждом из которых соединенные вместе катод тиристора и анод диода подключены к одному из выходных зажимов устройства, а анодаа всех тиристоров и катоды всех диодов соединены вместе в общую точку, распределительные диоды 4, аноды которых еоеданены , а катоды с катодами силовых тиристоров , распределительный мост на тиристорах 5-8, формирующих переключатель , катодна  группа которого соединена с анодной группой распределив тельных диодов 4, а анодна  группа соединена с общей точкой диодно-тиристорных ключей 3; блок 6 коммутации коммутирующей цепочки из последовательно соединенных коммутирующе-го дроссел  9 и коммутирующего конденсатора 10, котора  подключена к вхо распределительного моста на тиристорах 5-8,и блок 11 управлени ,один из выходов которого подключен к управ л ющим электродам тиристоров 2 и тиристорбв 5 и б, а другой выход подключен к управл кщим электродам тиристоров 3 и тиристоров 7 и 8. Устройство работает следуюгцим образом. Тиристоры, вход щие в состав каж дой группы диодно-тиристорных ключей 2 или 3, включаютс  одновременн При этом включение каждой из этих групп диодно-тиристорных ключей про водитс  поочередно через регулируемы отрезки времени. Вместе с включением тиристоров ключей 2 включаютс  расп делительные тиристоры 5 и 6. В резул тате этого нагрузка подключаетс  к сети питани , а коммутирующий конде сатор 10 по цепи, состо щей из дроссел  9, тиристора 5, распределитель ных диодов 4, диодов диодно-тиристорных ключей 2 и 3 и тиристора б, зар жаетс  . с пол рностью, указанной на фиг. 1 в скобках. При включе нии- диодно-тиристорных ключей 3 нагрузка отключаетс  от сети питани  и замыкаетс , а тиристоры диоднотиристорных ключей.2 выключаютс . Вместе с тиристорами ключей 3 включаютс  распределительные тиристоры 7 и 8. Это приводит к протеканию под действием зар да коммутирую щего конденсатора 10 импульса тока кo 4мyтaции по цепи, .состо щей из тиристора 7, распределительных ди . одов 4, диодов диодно-тиристорных ключей 2 и 3, тиристора 8 и дроссел  9. В результате этого силовые тиристоры ключей 2 выключаютс , а коммутирующий конденсатор зар жаетс  с пол рностью, указанной на фиг. 1 без скобок. При последующем включении силовых ключей 2 нагрузка вновь подключаетс  к питающей сети, коммутирукйдий конденсатор перезар жаетс  дс) обратной пол рности, обеспечива  при этом протекание импульса тока коммутации по цепи, состо щей из дроссел  9, тиристора 5, распределительных диодов 4, диодов ключей 2 и 3 и тиристора , что приводит к выключению тиристоров ключей В дальнейшем работа вентилей повтор  етс . Выключение каждого из тиристоров ключей 2 и 3 происходит под действием падени  напр жени  на шунтиру к цем его диоде, распределительные тиристоры выключаютс  в конце каждого послекоммутационного зар да конденсатора 10. Послекоммутационный зар д конденсатора 10 происходит по цепи, состо щей из распределитель ных тиристоров 5 и 6 или 7 и 8 одного из распределительных диодов 4, демпфирующего дроссел  1, .сети питанн , одного из диодов ключей 2 и од1ного из диодов ключей 3. При включении силовых диодно-ти- ристорых ключей 2 нагрузка подключаетс  к питающей сети, а при их выклю чении она отключаетс  от сети и шунтируетс  через диодно-тиристорные клю- . чи 3. В результате таких переключений, происход щих периодически, с частотой коммутации, а также путем регулировани  относительной длительности вклю .ченного состо ни  диодно-тиристорных ключей,производитс  регулирование переменных напр жений на выходе устройства. Йа фиг. 3 показаны эпюры напр жени  питающей сети (DC) и напр жени  на нагрузке (U), по сн кхцие способ регулировани , реализуемый в регул торе . Использование изобретени  позво- лит снизить массо-габаритные показатели устройства на 6-10%,, одновременно повысить его КПД на 2-3% за счет снижени  потерь в силовых вентил х , а также улучшить показатели надежности устройства. Формула.изобретени  Тиристорный преобразователь п.-фазного переменного напр жени  р п-фазное переменное, содержащий п-силовых ключей из вс.тречно-параллельно соединенных диода и тиристора, каждый йз- которых включен последовательнос соответствующим демпфирующим дросселем между входным и выходным выводами соответствующей фазы, п-фазный шунтирующий ключ, фазные выводы которого подключены к соответствующим выходным выводам, п распределительных диодов , аноды которых объединены, а каждый из катодов соединен б общей точкой д мпфирующего дроссел  и като- да тиристора силового ключа соответствующей фазы, и блок коммутации, включе 1ный через переключатель между общей точкой анодов распределительных диодов и другим выводом шунтирующего ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надёЛсности , уменьшени  массо-габаритных показателей и повышени  КПД, шунтирующий ключ выполнен в виде п-ключей из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, аноды тиристоров которых объединены в общую точку и соединены с соответствующим выводом блока коммутации, а катод каждого из тиристоров шунтирующего ключа соединен с анодом тирис ора силового ключа соответствук цей фазы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 419363,. кл. G 05 F 1/16. 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № 393736, кл. G 05 F 5/00, 1970. 9 9

a fMzjOH ir

rffo

Of

4u/9j

и.

.2

Claims (1)

1. Формула, изобретения

   Тиристорный преобразователь п.-фаэного переменного напряжения ₽ п-фазное переменное, содержащий η-силовых ключей из вс,тречно-параллельно соединенных диода и тиристора, каждый иэкоторых включен последовательно'с соответствующим демпфирующим дросселем между входным и выходным выводами соответствующей фазы, п-фаэный шунтирующий ключ, фазные выводы которого подключены к соответствующим выходным выводам, η распределительных диодов, аноды которых объединены, а каждый из катодов соединен ό общей точкой демпфирующего дросселя и катоц да тиристора силового ключа соответствующей фазы, и блок коммутации, включенный через переключатель между общей точкой анодов распределительных диодов и другим выводом шунтирующего ключа, отличающийся !тем, что, с целью повышения надёжности, уменьшения массо-габаритных показателей и повышения КПД, шунтирующий ключ выполнен в виде η-ключей из с встречно-параллельно включенных диода и тиристора, аноды тиристоров которых объединены в общую точку и соединены с соответствующим выводом блока коммутации, а катод каждого из тиристоров шунтирующего ключа соединен с анодом тиристора силового ключа соответствующей фазы.