Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/155 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение отнсх:ится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может использоваться как ведомый сетью зт1равляемый преобразователь. Известен компенсированный преобра- зователь, содержащий мостовой выпря-. митель и узел искусственной коммутации выполненный в виде однофазного Mocraj l Недостатком данного преобразователя являются невысокие энергетические пока затели из-за низкой кратности частоты пульсаций выпрямленного напряжения. Наиболее близок к предлагаемому пре о азователь переменного напряжения в постоянное, .содержащий трехфазный мостовой вьшрямитель, подключенный к обиотке трансформатора, соединенной в звезду, нулевая точка которой соединена с объединенными анодами вентилей однофазного моста узла искусственной коммутации, в диагональ переменного тока которого включен конденсатор, а объединенные катодъ указанного моста соединены с положительным выводом трехфазного мостового вьшрямителя Г Недостаток известного устройства низкая кратность частоты пульсаций выходного напряжения. Цель изобретения - увеличение кратности частоты пульсаций выходного напряжения при сохранении простой схемы управления. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый силовой трехфазный мостовой вьшрямитель,. подключенный к первой обмотке трансфор матора, соединенной в звезду, а также устройство искусственной коммутации в виде однофазного моста из двух диодов и двух ключевых элементов с конденсатором в диагонали переменного тока, один вывод постоянного тока которого соединен с нулевой точкой звезды, введен ны второй силэвой трехфазный мостовой вьшрямитель, подключенный ко второй введенной обмотке трансформатора, соединенной в звезду, причем параллельное соединение первого и второго указанных мостовых выпрямителей вьтолнено через уравнительные реакторы, другой вывод постоянного тока однофазного моста устройства искусственной коммутации соединен с нулевой точкой звезды второй обмотки трансформатора, а также два дополнительных тиристора, каждый из которых подключен к соответствующей нулевой точке звезды, анодом - к положительному ввыводу однофазного моста, катодом - к отрицательному выВоду однофазного моста, а свободные выводы указанных тиристоров соединены с одноименными выводами силовых трехфазных мостовых вьтрямителей. На чертеже представлена принципиаль ная схема преобразователя. Преобразователь содержит первую 1и Вторую 2 обмотки трансформатора, соединенные по схеме звезды. К первой обмотке 1 подключен первый силовой трехфазный мостовой вьшрямитель, выпо ненный на вентилях 3 - 8, а ко второй 2- второй силовой трехфазный мостовой вьшрямитель на вентилях 9-14. Параллельное соединение мостовых вьшр мктелей осуществляется через ура&нмтельные реакторы. 15 и 16. Между нулевыми точками звезд первой 1 и второй 2 обмотки включен узел искусствен ной коммутации в виде однофазного мос из двух диодов 17 и 18 и двух ключевых элементов 19 и 20. В диагональ переменного тока включен конденсатор 21. К нулевой точке звезды первой обмотки 1 присоединен анод дополнителького тиристора 22, катод, которого подключен к объединеным катодам вентилей 12 - 14. К нулевой точке звезды второй обмотки 2 присоединен катод допоянителького тиристора 23, анод которого подключен 1 объединенным анодам вентилей 3-5. Средние точки уравнительных реак торов 15 и 16 образуют выходные выводы для подключения нагрузки 24. Устройство работает следующим офа зом. В исходном состоянии конденсатор 2 заряжен плюсом на правой обкладке до напряжения несколько большего, ам литуда фазного напряжения O&VIOTOK 1 и 2 трансформатора. Первоначальный заряд конденсатора с указанной полярност производится от вспомогательного мало мощного источника (.не показан). Ei процессе работы преобразователя в интервале рабочих нагрузок подзаряд конденсатора не требуется. При работе преобразователя конденсатор 21 осуществляет искусственную коммутацию вентилей 3-5и12-14. Комк-гутация вентилей 6 - 8 и 9 - 11 естественная, причем углы естественной коммутации о g примерно равны по модулю опережающим углам искусственной коммутации . - cL , где 1 J/ , что обеспечивает полную компенсацию реактивной мощности преобразователя (при потребляемая и генерируемая в сеть реактивные мощности равны)... Искусственная коммутация осуществляется в следующей последовательности. При коммутации тока, например, из вентиля 5 в вентиль 4 включаются одновременно дополнительный тиристор 23 и ключевые элементы 19 и 2О. Под действием напряжения на конденсаторе ток вентиля 4 (равный половине тока нагрузки 24) начинает переходить в цепь: анод - катод тиристора 23 - ключевой элемент 19 - конденсатор 21 - ключевой элемент 2О - первая обмотка 1 вентиль 6 - нагрузка 24 (первоначальное направление тока в обмотках трансформатора показано сплощными стрелками). После полного перехода тока в конденсатор 21 ключевые элементы 19 и 2 О принудительно размыкаются и ток в конденсаторе мгновенно изменяет направление, начиная протекать через диоды 18 и 17. Одновременно включается вентиль 4. Поскольку напряжение конденсатора теперь направлено встречно пути тока, ток через конденсатор убьтает, а через вентиль 4. и очередную обмотку трансформатора нарастает (показано пунктирной стрелкой). После полного перехода тока в очередную фазу обмотки 1 тиристор 23 автоматически запирается, так как его ток становится равным нулю. Затем отпираются -одновременно тиристор 22 и ключевые элементы 19 и 20 и начинается процесс коммутации тока из вентиля 12 в вентиль 13, который протекает аналогично описанному. Таким образом, за полный цикл коммутации осуществляется искусственная коммутация тока в двух фазах о&лотки 2. Конденсатор 21 при этом проходит че-рез два цикла частитюго разряд-заряда. Уравнительные реакторы здесь, как и в любых известных схемах параллельного соединения мостов, вьшолнягот роль делителей тока между мостами, обеспечивая протекание половинного тока нагрузки в каждом мосте. Особенностью является то, что не только в статике, н и в динамике соЗсраняется равенство выпрямленных напряжений обоих преобра зователей, что позволяет выбрать уравнительные реакторы примерно такой же величины, как при параллельной работе. двух мостов с естественной коммутацией и поочередным управлением, и кро ме того не требуется блок вьфавнивания напряжений мостов. Поскольку устройство искусственной коммутации осуществляет коммутацию лишь половинного тока нагрузки, все входящие в него диоды, ключевые элеюенты и тиристоры выбираются исходя , из коммутации половинного тока. Связь обцего устройства искусственной коммутации с каждым из мостов осуществлена через один дополнительный тиристор, что упрощает устройство в целом. Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий первый силовой трехфазный мостовой выпрямите подключенный к первой обмотке трансформатора, соединенной в. звезду, а также устройство искусственной коммутации в виде однофазного моста из двух диодов и двух ключевых элементов с конденсатором в диагонали переменного тока, один вывод постоянного тока которого соединен с нулевой точкой звезды, отличающийся тем, что, с целью увеличения кратности частоты пульсаций выходного напряжения при упрощенной схеме управления, в него введены второй силовой трехфазный мостовой выпрямитель, подключенный к второй введенной о&.1отке трансформатора, соединенной в звезду, причем параллельное соединение первого и второго указанных мостовых вьшрямителей вьшолнено через уравнительные реакторы, другой вывод постоянного тока однофазного моста устройства искусственной коммутации соединен с нулевой точкой звезды второй обмотки трансформатора, а также два дополнительных тиристора, каждый из которых подключен к соответствующей нулевой точке звезды, анодом - к положительномуВЫВОДУ однофазного моста, катодом - к отрицательному выводу однофазного моста, а свободные выводы указанных тиристоров соединены с одноименными вьгоодами силовых трехфазных мостовых выпрямителей. Источники информахши, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 752685,кл. Н О2 М 7/12, 1974. 2.ABTOpckoe свидетельство СССР N 764067, кл. Н О2 NV 7/12, 1976.