Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M7/155 

1П

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников питания различных устройств.

Известны преобразователи переменного тока в постоянный, содержащие устройства принудительной коммутации тиристоров 1 и 2 .

Однако эти преобразователи не обеспечивают регулирование выходного напряжения на стороне переменного тока.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный выпрямитель, собранный на неуправляемых вентилях по мостовой схеме, пыход которого образует выходные выводы, а к входу подключена трехфаз 1ая вторичная обмотка, три тиристорные цепочки, каждая из которых состоит из двух встречнопараллеш но соединенных тиристоров, и два неуправляемых вентиля, причем тиристорные цепочки соединены в звезду, каждый из неуправляемых вентилей включен между нулевым выводом указанной звезды и одним из выходных выводов, а свободные выводы звез:ды тиристорных цепочек соединены со :Свободными выводами фаз вторичной обмотки трансформатора СЗ.

Недостатком известного преобразователя является низкий коэффициент MODIHOCTH.

Цель изобретения - улучшение коэффициента мощности.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный выпрямитель, собранный на неуправляемых вентилях по мостовой схеме, выход которого образует выходные выводы, а к входу подключена трехфазная вторичная обмотка, три тиристорные цепочки, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, и два неуправляемых вентиля, причем тиристорные цепочки соединены в звезду, каждый из неуправляемых вентилей включен между нулевьад выводом указанной звезды с одним из выходных выводов, а свободные выводы звезды тиристорных цепочек соединены со свободными выводами фаз вторичной обмотки трансформатора, дополнительно введены три соединенные параллельно тиристорные цепочки, состоящие каж199Аг

пая из встречно-параллельно соединенных двух тиристоров и цепочки из последовательно соединённых дросселя и конденсатора, причем каждая из дополнительных тиристорных цепочек дополнительно одним выводом соединена с соответствующей общей точкой соединения одной фазы вторичной обмотки и основной тиристорной цеjg почкой, а другим - со свободным выводом дросселя указанной последовательной цепочки, свободный вывод конденсатора которой соединен с нулем звезды основных тиристорных цепочек.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2его энергетические характеристики.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит диодный мост, выполненный на неуправляемых вентилях 1-6 и подключенный выходными клеммами к выходным выводам для подключения нагрузки 7 через кон25 тактор 8, а входными - к выводам

фаз А, В и С вторичной обмотки трансформатора 9. Другие выводы А, в и сэтих фаз через встречно-параллельно соединенные тиристоры 10-15 подлючены к общей точке О. Кроме того, указанные выводы А, В и спосредством встречно-параллельно соединенных тиристоров 16-21 подключены к цепочке, состоящей из дросселя 22 м конденсатора 23. При этом другой

вывод этой цепочки соединен с общей точкой 0. Выводы А, В и С объединены с помощью контакторов 24-26 в общую точку 0. Кроме указанных элементов, в устройстве могут быть дополнительно предусмотрены диоды 27 и 28, включенные между точкой О и клеммами постоянного тока диодного моста 1-6.

Преобразователь работает следующи образом.

Если тиристоры 10-15 и контакторы 24-26 выключены, то в цепи тока нет, напряжение на нагрузке 7 отсутствует При включении тиристоров 10-15 в каждом полупериоде с углом о на нагрузке 7 будем иметь напряжение, среднее значение которого равно

sVkE,

()

2 l-t-cosfo tP/g)

jf

W s

причем изменением угла o это напряжение можно регулировать в пределах

0-2,34 Е„, где Еу - фазное напряжение обмотки трансформатора 9.

Однако при таком регулировании получаем неудовлетворительные значения коэффициента мощности (фиг. 2, кривые а и5). Для улучшения коэффициента мощности применяют принудительное выключение тиристоров 10-15 с углом опережения /} , который должен быть равен углуо. Пусть в рассматриваемый момент времени ЭДС фаз обмотки трансформатора 9 направлены, как показано стрелками (фиг. 1). ; При этом проводят ток тиристоры 11 :и 14 (на фиг. 1 помечены точками). Полярность напряжения на конденсатор 23 соответствует показанной на фиг.1 Тогда в соответствующий момент времени тиристор 11 может быть выключен путем одновременного включения тиристор.ов 10 и 17. При этом создается контур разряда конденсатора 23: обкладка плюс конденсатора 23 дроссель 22 - тиристоры 17 и 10 обкладка минус конденсатора 23. В результате тиристор 11 обесточивается и выключается, а реактивный ток нагрузки 7 замыкается через вентили 1-6.

При наличии диодов 27 и 28 питание нагрузки 7 после выключения тиристора 1 1 будет осуществляться напряжением фазы С через тиристор 14, диод 28 и вентиль 4.

В результате перезаряда конденсатора 23 напряжение на нем меняет знак на обратный, подготавливая тем самым выключение любого из тиристоров 10, 12 и 14. Узел искусственной коммутации срабатывает аналогичным образом шесть раз в течение периода питающего напряжения. При искусственной ко мутации в зоне малых мгновенных значений фазного напряжения необходим подзаряд конденсатора 23, что может быть сделано путем включения соответствующего тиристора 1621 на максимуме фазного напряжения.

При работе схем искусственной коммутации реализуются энергетические показатели (фиг. 2, кривые 8 иг).

В режиме работы преобразователя с максимальным выпрямленным напряжением, когда тиристоры 10-15 включают в точках их естественного включения, целесообразно включить контакторы 24-26. Тем самым тиристоры 10-15 исключаются из схемы, а выпрямитель работает как диодный, реализуя максимальное значение КПД.

-сйЧ

/,

a u:i

/Ч

II

м

м

ivJU Д, -l- J JU ц

A AV« &® S «5

С-.- ПГ , Г /Ll.rP

1 1 1 й-Т

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный выпрямитель, собранный на неуправляемых вентилях по мостовой схеме, выход которого образует выходные выводы, а к входу подключена трехфазная вторичная обмотка, три тиристорные цепочки, каждая из koToрых состоит из двух встречно-парал- . лельно соединенных тиристоров, и два неуправляемых вентиля, причем тиристорные цепочки соединены в звезду, каждый из неуправляемых вентилей включен между нулевым вьгаодом указанной звезды Н одним из выходных вьшодов, а свободные вывода звезды тиристорных цепочек соединены со свободнуми выводами фаз вторичной обмотки трансформатора, отличающийс я тем, что, с целью улучшения коэффициента мощности, в него дополнительно введены три соединенные параллельно тиристорные цепочки, состоящие казкдая из встречно-параллельно соединенных двух тиристоров и цепочки из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, причем (Л каждая из дополнительных тиристорных цепочек дополнительно одню4 выводом соединена с соответствующей общей точкой соединения одной фазы вторичной обмотки и основной тиристорной цепочкой, а другим - со свободным выводом дросселя указанной последовательной цепочки, свободный вывод конденсатора которой соединен с нулем ЭБезд: ы оссо Ф новных тиристорных цепочек. 4