Устройство для регулирования переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/20 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть испол зовано, например, в устройствах питания электропривода Известны устройства для регулиро вания переменного напряжения, содер жащие вентит.ьный блок, выполненный в виде двух преобразователей,, соединенных между собой выводами постоянного тока 11При этом преобразователи вентиль цого блока прямо или косвенно включе ны последовательно с цепью нагрузки Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для регулирования переменно го напряжения, содержащее вентильны блок, вход которого подключен к вы ходным выводам для пофазного подклю чения нагрузки С2. Недостатком известных устройств является их сложность, обусловленна наличием трансформатора и двух преобразователей в вентильном блоке. Целью изобретения является упрощение устройства. ПоставлеЕ1ная цель достигается те что в устройстве для регулирования переменного напряжения , содержанием вентильный блок, вход которого подключен к выходным выводам для пофаз ного подключения нагрузки, вентильный блок выполнен в виде одного дио но-тиристорного мостового преобразо вателя, к выходу которого подключечен накопительный конденсатор. На фиг.1 приведена функциональна схема устройства лля случая регулирования пускообразного переменного напряжения; на фиг.2 и d - соответс венно схема замещения устройства дл основной гармоники и векторная диаг рамма напряжений при регулировании на активной нагрузке; на фиг.4 временные диаграммы, помнящие принцип работы и последовательность переключения вентилей мостового преобразователя . Устройство (фиг.1) содержит вентильный блок, выполненный в виде диодно-тиристорного мостового преобразователя 1, накопительный конденса тор 2, выходные выводы 3-5 для пофаз ного подключения нагрузки 6. При этом диодно-тиристорный моетовой преобразователь 1 содержит управляемые вентили 7-12 и направляемые вентили 13-18. Выход преобразователя 1 замкнут на накопительный конденсатор 2, а его выход соединен с выходными выводами 3-5 для пофазного подключения нагрузки 6. Рассмотрим работу трехфазного варианта устройства, предполагая, что по фазам нагрузки протекают синусоидальные токи, образующие трехфазную симметричную систему. При этом вентили моста переключаются в соответствии с диаграммой (фиг.46), В каждой фазе в начале каждого полупериода открывается неуправляемый вентиль, проводящее направление которого совпадает с направлением тока. С запаздыванием на угол р относительно начала полупериода открывается тиристор противоположного плеча. В конце полупериода при переходе тока через ноль он закрывается,и открывается следующий неуправляемый вентиль,включенный встречно-параллельно по тиристору .Последний восста- ;. навливает свою вентильную прочность под действием падения напряжения на не- управляемом вентиле . Таким образом, обеспечивается естественная коммутация вентилей. Считая, что среднее значение вы-, прямляемого тока на выходе ,моста при сделанных допущениях связано с переменным током на выходе моста (з соотношением -d -jCosP , Из этого следует, что при р « 90 выходной ток содержит только переменную составляющую, для беспрепятственного протекания которой вентильный мост замкнут ма конденсатор 2. Если 1 90°, то в исходном токе появ.ляется постоянная составляющая, и конденсатор 2 начинает заряжаться. При конденсатор 2 разряжается, Таким образом, изменяя момент отпирация тиристоров моста 1, можно регулировать величину напряжения на конденсаторе 2. В установившемся режиме р. 90°. Пусть емкость конденсатора 2 такова, что пульсацией напряжения на нем можно пренебречь. Обозначим величину этого напряжения через Ej. При пере-г; ключении вентилей моста Г (в соответствии с диаграммами фиг.4 В) выходные зыводы 3-5 будут соединяться с той или иной обкладкой конденсатора 2, в результате чего на выводах 3-5 будет формироваться переменное прямоугольно-ступенчатое напряжение. Форма этого напряжения определяется числом фаз преобразователя. Переменное напряжение (фазное )опережает ток на угол ci laO°-fb. Bустановившемся режиме oi 90°, поэтому в схеме замещения для первой , гармоники (фиг.2) преобразователь представлен эквивалентной регулируемой индуктивностью Lj. Величина ее L Т| О при О и возрастает с величением последнего. Изменение веичины индуктивности, включенной поседовательно с нагрузкой 6, приводит к изменению напряжения U, на ней. Их векторной диаграмквл (фиг.З) след ет, что при активно-индуктивной и чисто активной нагрузке напряжение может регулироваться от уровня сети и и - - т . DC, до нуля, где 0 , U|J , 3 , ряжения и токи нагрузки.

ZH ин

UL

Фиг.г Таким образом, в данном устройстве не требуется второй преобразователь, возвращающий энергию в сеть, . а выполнение преобразователя по моетовой схеме позволяет включать его в цепь нагрузки непосредственно, без силового трансформатора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее вентильный блок, вход которого подключен к выходным выводам для пофазного подключения нагрузки, отличающееся тем, что, с целью упрощения, вентильный блок выполнен в виде одного диодно-тиристорного . мостового преобразователя, к выходу которого подключен накопительный конденсатор.