Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток Советский патент 1984 года по МПК H02M7/155 

0 со

со

00

2. Преобразователь по п. 1, отличающий ся тем, что, с целью увеличения мощности, передаваемой в нагрузку, параллельно каждому

указанному основному тиристору подключен по меньшей мере один дополнительный тиристор, поочередно с основным проводящий ток. .

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГО-. ФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий многофазный выпрямительный мост, анод-ная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, а к1атодная вентильная группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды которых объединены, образуя второй выходной вывод, отлич ающийс я тем, что, с целью улучшения энергетических и массогабаритных показателей, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной i группе многофазного выпрямительного моста, а другая - к разным обкладкам ел дозирующего конденсатора через соответствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высокочастот ным тиристорным преобразователям, и может использоваться в электротехнрлогик, в системах электропитаНИН термических установок для получения диффузионных слоев, например, установок для ионного азотирования. Известен преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, позволяющий работат на нагрузку с широким диапазоном изменения, вплоть до короткого замы кания, содержащий выпрямительный мо питаемый от многофазной сети, катод 1ная вентильная группа которого выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к обкладкам дозирующего конденсатора и к анодам двух тирист ров, катоды которых объединены l . Недостатком такого преобразовате ля является наличие значительных пе ренапряжений на элементах, возникаю щих при импульсном потреблении тока конденсатором. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пре образователь с емкостным компенсиру щим устройством на входе, содержащи также многофазный выпрямительный мост, анодная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, с1 катодная вентильная группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых по ключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух тиристоров, катоды которых объединены, образуя второй выходной вывод 2j . Однако ограничение напряжения на элементах осуществляется с погжмцью конденсаторов, включенных между фазами питающей сети. Подключение такого входного компенсирующего устройства приводит к появлению дополнительного реактивного тока, нагружающего питающий трансформатор, либо питающую линию и ухудшающего энергетические и массогабаритные показатели преобразователя. Целью изобретения является улучшение энергетических и массогабаритных показателей путем ограничения значения напряжения на элементах и исключения емкостного компенсирующего устройства на входе. Эта цель достигается тем, что в преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащий многофазный выпрямительный мост, анодная вентильная группа которого образует первый выходной вывод, а катодная вентильная Группа выполнена в виде двух управляемых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к . соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды которых соединены, образуя второй выходной вывод, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной группе многофазного выпрямительного моста, а другая - к разным обкладкам дозирующего конденсатора через соответствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров. С целью увеличения мощности передаваемой в нагрузку, параллельно каждому указанному основному тиристору подключен по меньшей мере один дополнительный тиристор, поочередно с основным проводящий ток. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема трехфазного преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы (а - напряже ния на дозирующем конденсаторе, S напряжения на дополнительном конденсаторе, в - к - интервалов проводимости тиристоров преобразователя для случая, когда линейное напряжение и Д(. превышает остальные линейные напряжения) . Преобразователь (фиг. 1) содержит многофазный выпрямительный мост с анодной группой вентилей 1-3, образуюгдих первый выходной вывод, катодную группу, выполненную в виде двух управляемых групп на вентилях 4-6 и 7-9. Выход группы вентилей 4-6 подключен к одной обкладке дозирующего конденсатора 10 и к аноду основного тиристора 11, выход группы вентилей 7-9 подключен к другой обкладке конденсатора 10 и к аноду основного тиристора 12. Катоды ти1Жсторон 11 и 12 объединены, образуя второй выходной вывод. Введенный дополнительный конденсатор 13 одной обкладкой подключен к анодной группе вентилей 1-3, а другой - через пары введенных встречно-параллельно включенных тиристоров 14-17 - к разным обкладкам дозирующего конденсатора 10, Нагрузка 18 подключена к первому и второму выходным выводам.

Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный то работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсатор 10 заряжен до начального напряжения с полярностью, указанной (фиг. 1) в скобках, а конденсатор 13 заряжен с указанной полярностью до линейного напряжения питающей сети.

В начальный момент времени отпирается вентиль 6, тиристоры 12 и 15 Конденсатор 10 перезаряжается по двух контурам: вентиль 6 - конденсатор 10 - тиристор 12 - нагрузка 18 - вентиль 1 и тиристор 15 - кондсатор 10 - тиристор 12 - нагрузка 18 - конденсатор 13. К моменту времени in напряжение на дозирующем конденсаторе 10 достигает значения линейного напряжения Цд. с полярностью, указанной без скобок (фиг.1 За счет энергии, накопленной к индуктивностях фаз питающей сети, конденсатор 10 дозаряжается до напряжения, превышающего значение линейного напряжения сети. При этом, начиная с момента времени i ,. ти.ристор 15 попадает под обратное напряжение и выключается. На интервале Ч, t2 дозаряд конденсатора 10 происходит по контуру вентиль 6 - конденсатор 10 - тиристор 12 нагрузка 18 - вентиль 1. По достижеНИИ напряжением на конденсаторе 10 заданного значения U«JCT , в момент Времени tj выключается тиристор 14 и энергия, запасенная в индуктив- ;НОстях фаз питающей сети, сбрасываеся в конденсатор 13 по контуру вентиль б - тиристор 14 - конденсатор 13 - вентиль 1. При этом напряжение на элементах преобразовате ля ограничивается на заданном уровн По окончании дозаряда конденсаторов 10 и 13 вентиль 6 и тиристоры 12 .и 14 выключаются.

В момент времени t подаются управляющие импульсы на вентиль 9,

тиристоры 11 и 17. Конденсатор 10 перезаряжается по контурам: вентиль 9 - конденсатор 10 - тиристор 11 нагрузка 18 - вентиль 1 и тиристор 17 - конденсатор 10 - тиристор 11 нагрузка 18 - конденсатор 13. При этом энергия, сообщенная на предыдущем такте работы преобразователя конденсатору 13, перелается в нагрузку 18. В момент t тиристор 17 попадает под обратнбе напряжение и выключается. По достижении напря жением на конденсаторе 10 значения U ycf , в момент tj включается тиристор 16 и происходит сброс запасенной в индуктивностях энергии в конденсатор 13. Ток заряда конденсаторов 10 и 13 уменьшается до нуля, вентиль 9 и тиристоры 11 и 16 выключаются. Далее процессы в преобразователе повторяются.

При увеличении частоты модуляции преобразователя, амплитуда напряжения на дозирующем конденсаторе уменьшается. В этом случае управляющие импульсы на тиристоры 14 и 16 не подаются, а коммутация тиристоров 15 и 17 происходит следующим образом. Если к моменту окончания перезаряда конденсатора 10 проводит тиристор 15, то, при включении тиристора 17-. тиристор 15 попадает под обратное напряжение и выключается. I

Возможно выполнение преобразователя с увеличенной передаваемой (В нагрузку мощностью. Для этого необходимо параллельно основным тиристорам 11 и 12 установить дополнительные тиристоры. Количество этих дополнительных тиристоров определяется передаваемой мощностью. При этом происходит поочередная работа основных и дополнительных тиристоров.

Таким образом, устройство позволяет улучшить энергетические и массогабаритные характеристики преобразователя. Последнее объясняется тем, что в этом случае дополнительный конденсатор включен на стороне выпрямленного тока. При этом отсутствует дополнительный реактивные токи, нагружающие питающий транформатор, и вся энергия, преобразуемая в устройстве, передается в нагрузку.