Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем Советский патент 1985 года по МПК H02M7/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями приводов постоянного тока, возбудителей синхронных магаин.

Известно устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, имеющее последовательные цепочки, образованные диодами моста и входами управления тиристоров, зашунтированные конденсаторами, причем регулирующий элемент подключен к диагонали постоянного тока упомяI

нутого моста, а источник опорных импульсов выполнен в виде генератора биполярных импульсов тока {i} .

Однако, если в этом устройстве обеспечить необходимую (минимальную, но достаточную) мощность управляющих импульсов при малых углах регулирования , необходимую для открывания вентилей силового моста, то при увеличении угла регулирования в связи с уменьшением мощности управления этой мощноети недостаточно для открывания вентилей силового моста. При этом сужается диапазон регулирования. Если же обеспечить необходимую мощность управляю дих импульсов при больщих углах регуяирования, то при уменьшении угла регулирования в связи с увеличением мощности управления эта мощность неоправданно превышает необходимую, что приводит к увеличению температуры перехода управляющий электрод - катод вентилей силового моста и иэлищним затратам электрической энергии на управление.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, катоды тиристоров которого объединеныр Устройство содержит фазосдвигающий блок,включающий трехфазный трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены зарядные диоды, конденсаторы и регулятор зарядного тока. Выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя С2 .

Недостатками указанного устройства являются ограниченный диапазон регулирования, не превышающий 150160 эл. град., необходимость установки двух источников питающего формирователя импульсов и защитного напряжений, а также применение специальны трехобмоточных трансформаторов в формирователях импульсов, что усложняет устройство, увеличивает его массогабаритные показатели и стоимость.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования, снижение массогабаритных показателей и стоимости устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, катоды тиристоров которого объединен содержащее фазосдвигающий блок, включающий трехфазный трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены конденсаторы, регулятор зарядного тока, зарядные диоды, выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя, дополнительно снабжено тремя переходными диодами, тремя обратными диодами, тремя накопительными конденсаторами, каждый формирователь импульсов выполнен в виде тиристора, управлякшщй электрод которого через стабилитрон соединен с анодом тиристора, обратны диоды катодами соединены с анодами тиристоров формирователей импульсов, а анодами подключены к катодам тиристоров преобразователя, накопительные конденсаторы включены между анодами тиристоров формирователей, один из выводов регулятора зарядного тока соединен с анодами переходных диодов, катоды которых через конденсаторы соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства управления трехфазным тиристорным преобразователем .

Устройство состоит из трехфазного трансформатора 1, конденсаторов 2, зарядных диодов 3, накопительных конденсаторов 4, тиристоров 5, разделительных 6 и обратных 7 диодов, стабилитронов 8, включенных между анодами и управляющими электродами тиристоров 5, регулятора 9, зьшолненного, например, в виде переменного резистора и переходных диодов 10.

Трансформатор 1 предназначен для питания устройства, согласования напряжений сети и напряжений питания тиристоров 5, что определяет мощность

выходных импульсов управления силового тиристорного моста, и является фазозадающим устройством. При выбран- 5 ном чередовании фаз питающей сети, к которой подключен трансформатор 1, и при подключении выходов устройства к тиристорам силового моста.трансформатор осуществляет синхронизацию управляющих импульсов с синусоидальным напряжением питающей сети и гальваническую развязку силовой цепи и устройства формирования управляющих импульсов. Фазосмещающие конденсаторы 5 2 служат для смещения фазы напряжения, приложенного к общим точкам соединения диодов 3 и 10 в сторону опережения относительно фазы напряжения вторичной обмотки трансформа- 20 тора 1. В случае возникновения короткого замыкания в схеме управления конденсаторы 2 ограничивают токи до опустшфге пределов, т.е. являются защитным средством. Зарядные диоды 3 25 предназначены для вьщеления положительных полупериодов трехфазного напряжения, используемых для формирования импульсов управления..Накопительные конденсаторы 4 предназна- 30 чены для накопления энергии с целью получения управляющих импульсов, кроме того, они совместно с трансформатором. 1, конденсаторами 2 и положением движка переменного резистора jj регулятора 9 определяют угол регулирования преобразователя. Тиристоры 5 и стабилитроны 8 образуют тиристорные ключи, срабатьгоание которых приводит к появлению управляющих импульсов. 40 Обратные диоды 7 создают раздельные контуры тока при разряде накопительных конденсаторов 4. Разделительные диоды 6 исключают взаимное влияние раздельных контуров тока путем исклн)-45 чения возможности протекания обратного тока через переход катод - управляющий электрод тиристоров 5 - стабилитрон 8. Совместно с переходными диодами 10 и регулятором 9 раздели- 50 тельные диоды 6 создают контуры тока для регулируемого заряда накопительных конденсаторов 4.

Первичная обмотка трансформатора 1 подключается к соответствующим 55 фазам силовой цепи преобразователя. Для управления трехфазной несимметричной схемой с тиристорами в катодной группе трансформатор 1 включаетс по шестой группе соединения обмоток, что обеспечивает угловое отставание векторов линейных ЭДС вторичной обмоки по отношению к векторам соответствующих линейных ЭДС первичной обмотки на угол 180 эл.град. Для включения силового тиристора соответствующей фазы берется выход устройства с импульсом, сформированным предьщущей фазой. Так, например, для включения тиристоров фазы А необходимо использовать сигнал, полученный с формирователя импульсов, подключенного к фазе С вторичной обмотки трансформатора 1.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства накопительные конденсаторы А разряжены. Нарастание положительного напряжения одной из фаз до уровня пробоя стабилитрона 8 приводит к включению тиристора этой фазы. Предположим, что включился тиристор 5 фазы С. При этом накопительные конденсаторы 4 начинают заряжаться. Заряд происходи по цепи: конденсаторы 2; зарядный Йиод 3 фазы А; конденсаторы 4.1, 4.2 4.3; открытый тиристор 5.3; разделительный диод 6 фазы С; регулятор переходные диоды 10 фазы с наиболее низким линейным напряжением в момент заряда. Режим заряда конденсаторов 4 определяется величинами линейных напряжений фаз и регулятором 9. Напряжения заряда накопительных конденсаторов 4.1, 4.2, 4.3, до момента пробоя стабилитрона В любой из фаз имеют различные уровни.

В предложенном примере накопительный конденсатор 4.2, включенный между анодами тиристоров, один из которых 5,3 (фаза С) открыт, заряжаеся до напряжения пробоя. Два других накопительных конденсатора 4.1 и 4.3 в этот момент заряда включены последовательно, следовательно, напряжение на каждом из них в последний момент перед пробоем равно половине напряжения пробоя стабилитронов и недостаточно для пробоя стабилитронов 8.1 и 8.2. Напряжение же конденсатору 4.2 в два раза выше чем у 4.1 и 4.3 и -приводит к пробою стабилитрона 8.1 и вктдачению тиристора 5.1. В этот момент все накопительные конденсаторы 4 разряжаются по цепи:

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, катоды тиристоров которого объединены, содержащее фазосдвигающий блок, включающий трехфазный трансформатор, к вьгеодам вторичной обмотки которого подключены конденсаторы, регулятор зарядного тока, зарядные диоды, выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, улучшения массогабаритных показателей и стоимости устройства, оно снабжено тремя переходными диодами, тремя обратньяи диодами, тремя накопительными конденсаторами, каждый формирователь импульсов выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через стабилитрон соединен с анодом тиристора, обратные диоды катодами соединены с анодами тиристоров формирователей (Л импульсов, а анодами подключены к катодам тиристоров преобразователя, накопительные конденсаторы включены между анодами тиристоров формироватрлей, один из выводов регулятора зарядного тока соединен с анодами переходных диодов, катоды которых через конденсаторы соединены с ьшодами вторичной обмотки трансформатора.:л 35 ю