Способ управления выпрямителем Советский патент 1956 года по МПК H02M1/12 

Изобретение относится к снособам управления выпрямителем с ионными вентилями, включенными по мостовой схеме или по схеме с нулевым выводом питающего трансформатора и нулевым вентилем. Согласно этим способам, вентили регулируются автоматически - путем подачи и снятия запирающего сеточного напряжения при неизменком (нулевом) фазовом угле подаваемых на сетки положительных импульсов напряжения.

При известных способах управления выпрямителями, имеющими аналогичные схемы, управляемыми делаются все вентили. Поэтому запирание проводивщего ток вентиля вызывает затягивание его горения (при индуктивной нагрузке). Когда же горит один рабочий вентиль, происходит перекачка энергии из сети в нагрузку и реактор и обратно (в полупериоды с отрицательным U). Это снижает коэффициент мощности выпрямителя, из питающей сети потребляется большая реактивная мощность. Горение одного рабочего вентиля вместо нулевого сильно искажает кривую тока в питающей сети. Кроме того, длительное прохождение тока в одном направлении по обмотке

одной фазы трансформатора приводит к намагничиванию его сердечника, что вызывает возникновение нескомпенсированных намагничивающих сил и повышение динамических усилий, действующих на обмотки.

Предложенный спрсоб управления выпрямителем позволяет повысить коэффициент мощности, улучшить форму кривой потребляемого тока и условия работы трансформатора и вентилей.

Это достигается тем, что при схемах с нулевым выводом трансформатора производят увеличение нли уменьшение запирающего сеточного напряжения одновременно во всех вентилях, кроме нулевого, или (прн мостовых схемах) кроме двух вентилей, соединенных с какой-л1-юо из фаз трансформатора.

На фиг. 1 показана схема выпрямителя с нулевым выводом питающего трансформатора, управляемого согласно предложенному способу; на фиг. 2 -- кривые, поясняющие работу выпрямителя.

Регулирование выпрямителя производится путем изменения величины напряжения смещения f/,p приложенного между катодами и сетками вентилей 1В ( ) и 2В (U., ).

Для регулирования использована схема, имеющая обычный для регуляторов прерывистого типа исполнительный орган - реле Р. Когда контакт реле Р разомкнут, напряжение смещения меньше максимального значения импульсного напряжения пиковых трансформаторов ПТ и вентили 1В и 2В отпираются, причем фаза сеточных импульсов выбирается так, что вентили зажигаются без запаздывания (угол зажигания равен нулю, см. кривые на фиг. 2 слева от момента t). Когда контакт реле Р замкнут, напряжение смещения превышает максимальные значения импульсного напряжения настолько, что вентили 1В и 2В будут в запертом положении {см. кривые на фиг. 2 в промежутке 2-U)После замыкания контакта реле Р вместо очередного вентиля (1В или 2В) загорается нулевой вентиль ОВ, и ток, снижаясь, продолжает проходить под действием э. д. с., возникающей в реакторе L и нагрузке В (обмотке возбуждения двигателя).

После того как контакт реле Р вновь будет разомкнут (на промежуток времени ). вместо нулевого вентиля в работу вступит один из управляемых вентилей (1В или 2В), причем последний загорится в начале очередного полупериода, т. е. с углом зажигания, равным пу.чю. Это обеспечивается введением в сеточную цепь пиковых трансформаторов ПТ.

Реле Р позволяет осуществлять автоматическое регулирование по току. Для этого в цепь выпрямленного тока 1 включен измерительный трансформатор постоянного тока ТПТ, и получаемый на его выходе ток

сравнивается с током уставки iy в схеме уравновешенного моста, в одно плечо которого включено реле jP, а в три другие плеча - сопротивления R, равные по своей величине сопротивлению обмотки реле. Направления токов -77- и iy выбраны так, чтобы по обмотке реле Р проходила их полуразность:

. с

1р - 2(y - -l)

в качестве реле Р взято поляризованное реле, которое замыкает

свой контакт, когда г,0 илит: г „ и размыкает свой контакт, когда

i ip О или - 1.

Реостат Ry в цепи тока уставки 1у позволяет изменять величину заданного тока.

При всех значениях тока двигателя, меньших заданного значения (i K,iy), выпрямитель работает как нерегулируемый с углом зажигания, равным нулю. При возрастании тока выше заданного значения (.iy) происходит запирание управляемых вентилей выпрямителя, благодаря чему ток снижается, становясь меньше заданного значения.

Изменяя величину тока уставки iy, можно регулировать величину тока в нагрузке (в двигателе).

При мостовых (двухтактных) схемах выпрямителей применять добавочный нулевой вентиль не требуется: достаточно два вентиля, соединенных с одной из фаз трансформатора, оставить неуправляемыми - они и будут выполнять роль нулевого вентиля. Регулирование надо производить остальными вентилями.

Прерывистое сеточное регулирование не связано с увеличением угла зажигания вентилей, чем исключается утяжеление условий работы вентилей (увеличение скачка обратного напряжения) и возрастание высших гармоник в токе, потребляемом выпрямителем. При таком регулировании коэффициент мощности не снижается.

Опасаться каких-либо перенапряжепий не приходится, так как выпрямленное напряжение всегда па/дает и нарастает плавно по синусоиде, а ток не претерпевает никаких скачков.

Описанный способ управления выпрямителем может быть использован для поддержания постоянства и ограничения тока, для регулирования скорости двигателя, для поддержания постоянства среднего значения выпрямленного напряжения и т. п.

Предмет изобретения

Способ управления выпрямителем с ионными вентилями, включенными

по мостовой схеме или по схеме с нулевым выводом питающего трансформатора и нулевым вентилем и автоматически регулируемыми путем подачи и снятия запирающего сеточного напряжения при неизменном (нулевом) фазовом угле подаваемых на сетки положительных импульсов напряжения, отличающийся тем, что, в целях повышения коэффициента мощности, улучщения

формы кривой потребляемого тока и улучщения условий работы трансформатора и вентилей, увеличение или уменьшение запирающего сеточного напряжения производят одновременно па всех вентилях, кроме нулевого в схемах с нулевым выводом трансформатора или кроме двух вентилей, соединенных с какойлибо из фаз трансформатора, в мостовых схемах.