Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток Советский патент 1986 года по МПК H02M7/155 

, 124

и обратный диод 7, включенный между выходными выводами. Последовательная цепь из тиристоров 11,8,,4 включе на между общей точкой соединения катодов диодов вентильной группы 2 и катодом диода 7„ Последовательная цепь из тиристоров 9,5 включена между общей точкой соединения тирксто- ров 11,8 с катодами диодов зентиль- ной группы 3 и катодом диода 7. Коммутирующий конденгатор 6 включен между общими точками соединения тиристоров 8,4 и тиристоров 9,, 5 , ХонИзобретение относится электротехнике, в частности к преобразовательной технике, предназначено для использования в системах эх1ектропи- тания с характеристиками источника тока и может быть использовано в электротехнологии.

Цель изобретения - повышение на- дежност ; путем снижения коммутационных перенапряжений.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 эквивалентная схема; на (риг.З - диаграммы, поясняюище. принцип работы; на фиг.4 - зависимости максимального значений перенапряжения на элементах схемы в относительных единицах.

Преобразователь содержит неуп.рав- ляемьш выпрямитель, анодная группа 1 которого выполнена на диодах i образует первый выходной вывод, а катодная группа выполнена в виде двух кеуправ-- ляемых вентильньк групп 2 и 3 Катоды коммутирующих тиристоров 4 и 5 объе- динены и образуют выходкой вывод,, а меж,п,у анодами этих тиристоров включен ком {утирующий конденсатор 6. Обратный диод 7 включен меткду выходньпу1И выво-- дами. Катоды коммутируюпщх тиристоров 8 и 9 соединены с ра.зньми обкладками коммутирующего конденсатора 6, а. аноды 6 - с общей точкой катодной группы 3, Дополнительный конденсатор 10 поло жительной обкладкой соединен с общей точкой катодной группы 2, а отрицательной обкладкой - с выходным выводом. Дополнительный тиристор 11 вклю:92

денсатор 10 включен меящу анодом тиристора 11 и общей точкой соединения амодов л;иодов .вентильной группы 1 с анодом диода 7. Введение коммутирующих тиристоров 8,9, тиристора 11 и конденсатора 10 обеспечивает огра- нич:ение перенапряжения на элементах преобразователя на необходимом уровне путем выбора величины емкости конденсатора 10 и подачи импульсов на тиристор 11 одновременно с импульсами управления, подаваемыми на коммути- руюгцие тиристоры 8,5 или 9,4. 4 ил.

чен между положительной обкладкой дополнительного конденсатора 10 и анодами коммутирующих тиристоров 8 и 9. Анодная группа 1 имеет диоды 12-14, катодная группа 2 диоды 15-17, катодная группа 3 - диоды 18-20, На фиг.1-4 обозначено: Ug - напряжение на коммутих)уюЕ(ем конденсаторе 6; U - напряжение на дополнительном конденсаторе 10; сглаженный ток нагрузки; А.|В,С - фазы питающей сети; ид,- - линейное напряжение между фазами А , и С; начальное напряжение на коммутирующем конденсаторе; U,- максимальное напряжение на дополнительном конденсаторе; . максимальное значение перенапряжения в относительных единицах.

. Устройство работает следующим образом,,

Коммутация тока осуи ествляется за счет зключения накрест лежащих тирист оров 4,9 и 5,8. При этом комму- тируювщй конденсатор 6 всегда оказы- BaeTCJf включерп1ым последовательно с цепью нагрузки, что повышает коммутационную устойчивость преобразователя. Процесс ком: 1утации заканчивается по окончании перезаряда конденсатора 6. Ecjfi-i бы в схеме отсутствовали тиристоры 8,9 и 11 и конденсатор 10, то ввиду наличия индуктивности 21 в контуре коммутации (это могут быть индуктивности линии, индуктивности рассеяния фаз питающего трансформатора и т..д.) напряжение на коммутирующем конденсаторе 6 повышалось бы до ве,1;:ичины и„ U,, - I -fL/Ч . (1)

отрицатежение на конденсаторах 6 что и, и.„ : и. и.

А положителен, а фазы С - лен. В момент t, (фиг.2 и 3) подают одновременно импульсы управления на тиристоры 5,8 и 11. .Начальное напряи 10 таково

КС i io- h, V (полярность на фиг.2 показана без скобок) До момента t,, ток нагрузки 1 замыкается по нулевому контуру чефез диод 7. Поскольку начальное напряжение на конденсаторе 10 превышает величину линейного напряжения , то диоды 14,15 и 18 закрыты., Ток нагрузки с момента tp переходит с нулевого контура, образованного диодом 7, на контур дополнительный конденсатор 10 - тиристор 11 - тиристор 8 - коммутирующий конденсатор 6 - тиристор 5. При этом конденсатор 10 частично разряжается.

В момент времени t напряженке на конденсаторе 10 достигает величины линейного напряжения U , диоды 14 и 18 начинают плавно отпираться и ток в фазах А и С плавно нарастает. В момент t ток в фазах достигает величины тока нагрузки, а ток конденсатора 10 переходит через нупъ, Тиристор 11 запирается, а диод 15 отпирается, ток в конденсаторе 10 меняет свое направление. С момента tj до момента t открыты тиристоры 5 и 8 и диоды 14,15 и 18.

В течение интервала времени t,- - t, напряжение на-дополнительном конденсаторе 10 изменяется колеба гельно, если в схеме активные потери отсутствуют. В момент tj диод 15 запирается, так как к нему прикладывается обратное напряжение (i-.g В интервале Ц открыты тирис торы 5 и 8 и диоды 14 и 18. Ко -1мутирующий конденсатор 6 продолжает перезаря- жатьс.. по контуру фаза А - индуктивность 1 - диод 13 - тиристор 8 - коммутирующий конденсатор 6 - тиристор 5 - диод 14 - фаза С. а напряясе- ние на дополнительном конденсаторе 10 остается постоянным и равно U,gV

В момент t напряжение на коммутирующем конденсаторе 6 достигает величины линейного напряжения, и с этого момея та ток нагрузки 1 плавно начинает перехо7;ить в нулевой контур через диод 7, а напряжение на конденсаторе 6 продолжает расти ввиду наличия индуктивности 21. Как только.

вится равны напряжению на дополнительном конденсаторе 10, т.е. то тиристоры 5 и 8 и диод 18 запираются, а диод 15 отпирается. Ток нагрузки 1 полностью переходит в нулевой контур через обратный диод 7, а накопленная в индуктивности 21 энергия по контуру фаза А - диод 15 - дополнительный конденсатор 10 - диод. 14 - фаза С передается в конденсатор 10„ На интервале t - t. дополнительный конденсатор дозаряжается до вели4HHbj

(5

f cTTcT (2)

о

Из сравнения выражений (1) и (2) видно, что использование дополнительного конденсатора 10 снижает коммутационное перенапряжение на элементах схемъ. На фиг.4 представлены зависимости максимального значения neper;.iii- ряжения в относительных единицах в

функции отношения

С,о/С

в

. .,2С,,/С,М

дс.

-Р

«.о/Сб

(3)

где

35

К моменту t схема восстанавливает свое начальное состс. 4ние. В интерва

t6

ly ток, нагрузки i

в нулевом контуре,

1с

с мо0

.5

0

5

мента t-, подаются очередные импульсы . упр.авления на тиристоры 4,9 и 11 и эле.хтромагннтные процессы в схеме г;овторя отся аналогично предьщущему.

Выбирая емкость дополнительного конденсатора 10 (фиг.4), можно ограничить перенапряжения на элементах cxeivib на н окном уровне.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить надежность работы за счет снржения коммутационных перенапряжений. В схеме не надо следить за напряжением на коммутирующем конденсаторе.i Управление преобразователем предельно просто, так как импульсы управления на дополнительный тиристор 11 подаются одновременно с инпульса1 Ш управления на коммутирующие тиристоры 8 и 5 или 9 и 4, что является упрощением схемь в целом (подключение дополнительного тиристоpa не приводит к усложнению- системы управления).

Формула

зобретения

Преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянный ток, содержащий неуправляемьм выпрямитель- ньм мост, общая точка анодной группы которого образует первый выходной вывод, а катодная вентильная группа выполнена в виде двух неуправляемых вентильньпс групп, два коммутирующих тиристора, катоды которых объединены

5 неиы с коммутирующим конденсатором, а аноды - с общей точкой одной из ка- тодых групп, дополнительный конденсатор, положительная обкладка которого соединена с общей точкой другой

10 катодной группы, а отрицательная обкладка - с первым выходным выводом, а также дополнительный тиристор, включенньш между положительной обкладкой дополнительного конденсатора

и об разуют второй выходной вывод, а 15 и анодами дополнительных коммутирую- межд,у анодами этих тиристоров включен щих тиристоров, и обратный диод, коммутирующий конденсатор, о т л и - включенный между выходными выво- чающийся тем, что, с целью дами.

повышения надежности путем снижения коммутационных перенапряжений, в него введены два дополнительных коммутирующих тиристора, катоды которых соединеиы с коммутирующим конденсатором, а аноды - с общей точкой одной из ка- тодых групп, дополнительный конденсатор, положительная обкладка которого соединена с общей точкой другой

катодной группы, а отрицательная обкладка - с первым выходным выводом, а также дополнительный тиристор, включенньш между положительной об

) S 5(4 ..- НЯ-Т- :

Ue I 7

Фчг.З

; г J. S 6 7 8 3 Ю ФигМ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания с характеристиками источника тока. Цель изобретения - повьшение надежности путем снижения коммутационных перенапряжений. Преобразователь содержит неуправляемый выпрямительньй мост, включающий анодную группу 1 вентилей и катодные группы 2, 3 вентилей, коммутирующие тиристоры 4,5, 8,9, тиристор 11, конденсаторы 6,10 11 8 i О) ю 4 О) tc to Фиг.1

Редактор Б.Петраш

Составитель Е.Мельникова

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4017/52 Тираж 631 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и- открытий 113035, Москва, )К-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г„Ужгород, ул.Проектная, 4