SU1328904A1 - Трехфазный управл емый преобразователь переменного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и предназначено дл  использовани  в зависимых преобразовател х (выпр мител х и ведомых сетью инверторов) с улучшенными энергетическими и динамическими показател ми , в частности дл  электроприводов посто нного тока. Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности . Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включени  вентилей основного моста 1 с опережением относительно моментов естественной коммутации. В случае возникновени  аварийной ситуации необходимо быстро отключить цепь нагрузки от питающей сети, дл  чего достаточно включить тиристоры 4, 5, 18, 19. В результате конденсатор. 22 подключаетс  к выходным выводам и ток нагрузки начинает плавно переходить из фаз питающей сети, в конденсатор. После его разр да ток нагрузки протекает в нулевом контуре через тиристоры 4, 5 и параллельные цепочки из тиристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21. 1 3.п. ф-лы. 3 ил. (Л / о

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и предназначено дл  использовани  в зависимых преобразовател х (выпр мител х и ведо- мьк сетью инверторов ) с у:}7чшенными энергетическими и динамическими показател ми , в частности дл  электроприводов посто нного тока.

Цель изобретени  - упрощение и повьшение надежности.

На фиг.1 представлена электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - диаграммы, по сн ющие его работу; на фиг.З реверсивный вариант преобразовател .

15 Необходимо принудительно (с опережением относительно момента естественной коммутации) перевести ток HSir - рузки с фазы А на фазу В, т.е. выключить тиристор 6 и включить тиристор 7. Дл  зтого в момент времени t, опережающий соответствующий тиристорам 6 и 7 момент естественной коммутации на величину (где е - опережающий угол регулировани , и 20

Устройство (фиг.1) содержит основной и коммутирующий трехфазные тиристорные мосты 1 и 2, подключенные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост 3, выводы посто нного тока которого подключены к разноименным выводам посто нного тока коммутирующего моста 2-25 кругова  частота питающей сети), вклю непосредственно и к одноименным вы- чают тиристоры 4, 16, 18 и 19. В реводам посто нного тока основного моста 1-е помощью коммутирующих тиристоров 4 и 5, причем катод коммутирующего тиристора 4 соединен с положительным выводом посто нного тока основного моста 1, а анод коммутирующего тиристора 5 соединен с отрицательным вьгеодом посто нного тока основного моста 1. Основной мост 1 собран на тиристорах .6-11, коммутирующий мост 2 - на тиристорах 12-17. Однофазный мост 3 содержит два на- крестлежащих двухоперационньпс ве.нти- л  18 и 19 и два диода 20 и 21. В диагональ переменного тока однофазного моста 3 включен конденсатор 22. В качестве двухоперационных венти- дей 18 и 19 могут быть использованы либо двухоперационные тиристоры, либо однооперационные тиристоры, снабженные устройствами принудительного запирани . В реверсивном варианте преобразовател  (фиг.З) в качестве второго основного моста 23 используетс  такой же трехфазный тиристорный мост, . что и первый основной мост 1. Основные мосты 1 и.23 включены встре но-параллельно. Выводы посто нного тока однофазного моста 3 подключены к одноименным выводам посто нного тока второго основного моста 23 с помощью коммутируюощх тиристоров 24 и 25.

На фиг, 1-3 обозначени :

А, В, С - фазы /питающей сети;

Ъ

if - токи соответствующих фаз;

1 - сглаженный ток нагрузки; i

ток конденсатора 22; D - напр жение на конденсаторе 22; U - выходное напр жение преобразовател .

Устройство позвол ет генерировать

реактивную мощность в питающую сеть за счет опережа.ющего включени  вентилей и работает следующим образом. Пусть первоначально провод т тиристоры 6 и 11 основного моста 1.

Необходимо принудительно (с опережением относительно момента естественной коммутации) перевести ток HSir - рузки с фазы А на фазу В, т.е. выключить тиристор 6 и включить тиристор 7. Дл  зтого в момент времени t, опережающий соответствующий тиристорам 6 и 7 момент естественной коммутации на величину (где е - опережающий угол регулировани , и

кругова  частота питающей сети), вклю чают тиристоры 4, 16, 18 и 19. В результате напр жение конденсатора 22 складываетс  с напр жением вступающей в работу фазы В. Начальное нап30 р жение на конденсаторе 22 выбираетс  несколько выше разности фазных напр жений. Устройство зар да конденсатора 22 необходимо только дл  первоначального зар да этого конден-jg сатора. В качестве такого устройства может быть -использован, например, маломощный сетевой выпр1 митель. Под действием напр жени  на конденсаторе 22 ток нагрузки Id начинает плавно

40 переходить из фазы А в фазу В. Плав- ньй переход тока нагрузки обусловлен наличием в фазах питающей сети сопротивлений индуктивного характера (индуктивности линии, рассе ни  обмоток

45 сетевого питающего трансформатора, защитные токоограьшчивающие дрос- и т.д.). Если бы в фазах сети отсутствовали эти индук тивности, то ток нагрузки мгновенно переходил бы

50 из одной фазы в другую. В момент времени t ток нагрузки I , полностью переходит в фазу В, Начина  с этого момента проводивший ранее тиристор 6 попадает под обратное напр жение и восстанавливает свои вентильные свойства . Длительность интервала выбираетс  достаточной дл  восстановлени  его вентильных свойств. Поскольку на интервалах tg-t и tq.

55

конденсатор 22 частично зар жаетс , то дл  подготовки схемы к очередному такту коммутации необходимо восстановить напр жение на этом ко1зденсато ре до начального уровн . Дл  этого в момент tj запирают двухоперационные вентили 18 и 19. За счет энергии, накопленной в индуктивност х цепи нарузки (например, в сглаживающем дрос селе), ток нагрузки продолжает протекать на противо-ЭДС, создаваемую конденсатором 22. При этом в работу вступают диоды 20 и 21. Ток через конденсатор 22 мен ет свое направление ,- в результате конденсатор 22 до- зар жаетс . В момент времени t i напр жение на Конденсаторе 22 достигает своего начального уровн . В этот момент включают очередной тиристор 7 и ток нагрузки .1 , переходит в этот тиристор. Принудительна  коммутаци  остальных вентилей моста 1 происходит аналогично по описанному выше алгоритму переключени . Дл  запирани  какого-либо тиристора катодной группы моста 1 включают тиристор 4 и тот тиристор катодной группы моста 2, который подключен анодом к очередной

вступающей в работу фазе. Дл  запира- зо включить тиристоры 4, 5, 18 и 19.

ни  тиристора анодной группы моста 1 включают тиристор 5 и тот тиристор анодной группы моста 2, который подключен катодом к очередной вступаюВ результате конденсатор 22 подклю к выходным зажимам преобразовател  ток нагрузки начинает плавно перех дить из фаз питающей сети в этот к

щей в работу фазе. Алгоритм переклю- „ денсатор. Затем конденсатор разр дитчени  вентилей однофазного моста 3 тот же, что и на фиг.2. Существенным  вл етс  то, что на первом коммутационном интервале напр жение конденсатора 22 складьтаетс  с напр жением очередной вступающей в работу фазы, а на последнем коммутационном интервале происходит восстановление начального напр жени  на конденсаторе 22.

Реверсивный вариант устройства (фиг.З) позвол ет получить на выходе преобразовател  напр жение U обратной пол рности. Дл  этого в схему преобразовател  введен второй основной мост 23, который отличаетс  от первого основного моста 1 только направлением включени  по посто нному току. Дл  принудительной коммутации вентилей моста 23 используютс  коммутирующий трехфазный мост 2, однофазный вентильный мост 3 и два коммутирующих тиристора 24 и 25. Дл  запирани  какого-либо тиристора катодной группы моста 23 включают тирисс  до нул , после чего ток активно- индуктивной нагрузки протекает в ну-, левом контуре через тиристоры 4 и 5 и две параллельные цепочки из ти- 40 ристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21.

Формула, изобретени 

45 1« Трехфазный управл емый преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий основной и коммут фующий трехфазные тиристорные мосты, подключенные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост, два накрестлежащих вентил  которого  вл ютс  двухоперацион- ными, а два других - диоды, конденсатор , включенный в диагональ переgg менного тока однофазного вентильного моста, два коммутирующих тиристора, катод одного из которых подключен к положительному выводу посто нного тока основного моста, а анод другого 50

тор 25 и тот тиристор катодной группы моста 2, который анодом подключен к очередной вступающей в работу фазе. Дл  запирани  тиристора анодной группы моста 23 включают тиристор 24 и тот тиристор анодной группы моста 2, который катодом подключен к очередной вступающей в работу фазе. Алгоритм переключени  вентилей моста 3 тот же, что и при коммутации тиристоров моста 1.

Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включени  вентилей основного моста с опережением относительно моментов естественной коммутации . Кроме того, использование принудительной коммутации позвол ет повысить (иe показатели преобразовател , поскольку переключение фаз сети возможно в любой заданный момент времени. В результате частота пропускани  преобразовател  с прину- 5 дительной коммутацией выше 50 Гц.

Если в случае возникновени  аварийной ситуации необходимо быстро отключить цепь нагрузки от питающей сети, то в устройстве достаточно

5

0

В результате конденсатор 22 подключен к выходным зажимам преобразовател  и ток нагрузки начинает плавно переходить из фаз питающей сети в этот конс  до нул , после чего ток активно- индуктивной нагрузки протекает в ну-, евом контуре через тиристоры 4 и 5 и две параллельные цепочки из ти- ристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21.

Формула, изобретени 

Claims (2)

1« Трехфазный управл емый преобразователь переменного напр жени  в посто нное, содержащий основной и коммут фующий трехфазные тиристорные мосты, подключенные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост, два накрестлежащих вентил  которого  вл ютс  двухоперацион- ными, а два других - диоды, конденсатор , включенный в диагональ переменного тока однофазного вентильного моста, два коммутирующих тиристора, катод одного из которых подключен к положительному выводу посто нного тока основного моста, а анод другого

к отрицательному выводу этого моста, отличающийс  тем, что, с целью упрспдени  и повышени  надежности , положительный и отрицательный выводы посто нного тока однофазного вентильного моста подключены к разноименным выводам посто нного тока коммутирующего моста непосредственно и к одноименным выводам посто нного тока основного моста с помощью коммути- рующих тиристоров.

2. Преобразователь по п.1, о т - личающийс  тем, что, с целью получени  на выходе напр жени  обратной пол рности, введены второй основной трехфазный тйристорный мост включенный встречно-параллельно с первым, и два дополнительных коммутирующих тиристора, включенные мйкду одноименными вьгеодами посто нного тока второго основного и однофазного мостов.

Редактор Г.Волкова

Составитель Е.Мельникова

Техред Л.Сердюкова Корректор М,Шаропи

Заказ 3495/55 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

фиг.З