Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как источник регулируемого постоянного напряжения, например для управле- ния частотой вращения электродвигателей постоянного тока.

Цель изобретения - повьшение на- i дежности.

На фиг. 1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - 4 - схема вариантов исполнения.

Устройство (фид . 1) содержит три входных вьшода А, В, С, подключенных к трем тиристорам, образующим сов- местно с четвертым нулевым входным выводом О однополупериодный выпрямитель 1, Управляющие электроды тиристоров вьшрямителя 1 подключены к катодам трех диодов 2-4, объединенные аноды которых подключены к катоду четвертого тиристора 5, анодом соединенного через токоограничительный резистор 6 с объединенными анодами тиристоров вьтрямителя 1 и с первыми ;Выводами коммутирукщего 7 и сглаживающего 8 реакторов. Второй вьшод реактора 7 подключен к аноду четвер того диода 9, катодом подключенного

к нулевому выводу О, Диод 9 шунтирует зо контур: нагрузка 11, сглаживакяций

коммутирующий конденсатор 10. Второй вывод реактора 8 подключен к выходному выводу для подключения нагрузки 11 к первому выводу переменного резистора 12, второй вывод которого подключен к управляющему входу тиристора 5.

Работа устройства осуществляется следукицим образом. .

При подаче на вьшоды А, В, С трек- фазной системы напряжений тиристоры выпрямителя 1 находятся в закрытом состоянии, К ним приложены фазные напряжения. К тиристору 5 приложено выпрямленное трехфазное напряжение.

По цепи - нагрузка 11, переменный резистор 12, управляющей электрод тиристора 5, диоды , управляющие электроды тиристоров выпрямителя 1 - под воздействием трехфазной системы напряжений Протекает ток управления тиристоров. Так как тиристор 5 явля ется управляющим, то ток управления необходимый для его отпирания s, мень

35

40

45

50

реактор 8, коммутирующий реактор 7 конденсатор 10, В этом контуре под воздействием энергии, заполненной реактивными элементами, будет прот кать ток. При этом направление ток в нагрузке сохранится таким же, ка оно было при открытом тиристоре вып рямителя 1, При добротности контур больше 0,5 напряжение на конденсат ре 10 достигнет нулевого значения откроется диод 9. При этом образуе ся контур: нагрузка 11, сглаживающ реактор 8, коммутирующий реактор 7 диод 9.

По мере расхода энергии, запасе ной реактивными элементами контура ток в нагрузке 11 будет уменьшатьс что приведет к улучшению напряжени

на ней, I

К тиристору 5 будет приложено на ряжение, равное разности вьшрямленн го напряжения трехфазной системы и напряженности нагрузки.Это напряже

те, чем токи управления, необходимые ние возрастает, так как напряжение

t

дпя отпирания силовых тиристоров вьшрямителя 1, Ток управления тиристора 5 определяет напряжение его п ереклю- чения. В том случае, если напряжение

на нагрузке уменьшается.

При возрастании напряжения на ти ристоре 5 до напряжения отпирания о открывается, что приведет, в свою

на тристоре 5 больше напряжения переключения, то он откроется. По цепи нагрузка 11, сглаживающий реактор 8, токоограничительный резистор 6, тиристор 5э диоды 2-4, управляющие переходы тиристоров выпрямителя 1 - потечет ток, который приведет к отпиранию одного из тиристоров выпрямителя 1, того, на котором в данный момент времени окажется наиболь- щее напряжение. Отпирание одного из тиристоров приводит к шунтированию тиристора 5, и он закрывается. Через открытый тиристор вьтрямителя 1 от трехфазной системы напряжений по цепи - нагрузка 11, сглаживающий реактор 8, тиристорный вьшрямитель 1 - потечет ток.

Кроме того, при отпирании одного из тиристоров вьшрямителя 1 образуется колебательньш контур: конденсатор 10, коммутирую1ций реактор 7, подключенный через вьшрямитель 1 к трехфазной системе напряжений. Обратная полуволна тока, протекающего по колебательному контуру, закрывает от- крытьм тиристор вьтрямителя 1. После запирания этого тиристора образуется

5

0

5

0

реактор 8, коммутирующий реактор 7, конденсатор 10, В этом контуре под воздействием энергии, заполненной реактивными элементами, будет протекать ток. При этом направление тока в нагрузке сохранится таким же, каким оно было при открытом тиристоре выпрямителя 1, При добротности контура больше 0,5 напряжение на конденсаторе 10 достигнет нулевого значения и откроется диод 9. При этом образуется контур: нагрузка 11, сглаживающий реактор 8, коммутирующий реактор 7, диод 9.

По мере расхода энергии, запасенной реактивными элементами контура, ток в нагрузке 11 будет уменьшаться, что приведет к улучшению напряжения

на ней, I

К тиристору 5 будет приложено напряжение, равное разности вьшрямленно- го напряжения трехфазной системы и напряженности нагрузки.Это напряжена нагрузке уменьшается.

При возрастании напряжения на тиристоре 5 до напряжения отпирания он открывается, что приведет, в свою

3

рчередь, к отпиранию одного из тиристоров выпрямителя 1,

Далее все процессы в автогенераторном выпрямителе повторяются.

Напряжение на нагрузке будет зависеть от напряжения переключения тиристора 5, которые можно регулировать, изменяя величину сопротивлени переменного резистора 12.

В том случае, если добротность контура будет меньше 0,5, напряжени для обеспечения отпирания тиристоро выпрямителя 1 должно быть всегда меньше, чем максимальное значение фазного напряжения. Диод 9 при этом в работе автогенераторного управляемого вьшрямителя не участвует.

Наиболее нагруженным элементом преобразователя является конденсатор 10. Для уменьшения частоты тока протекакнцего по нему, и напряжения можно дополнительно ввести еще два конденсатора 13 и 14, соединив их

вместе с первым в звезду с подключением нулевой точки звезды к ано диода 9 и второму выводу коммутирующего реактора, а лучей звезды - к трехфазной системе напряжений (фиг. 2 При этом частота тока каждого конденсатора уменьшается в 3 раза, а напряжение - в 2 раза.

При этом работа преобразователя осуществляется аналогично рассмотреным режимам.

Будет происходить чередование режима автоколебаний и отдачи энергии нагрузке 11 реакторами 7 и 8.

Для уменьшения пульсаций напряжений и токов на нагрузке 11 первый вывод ее можно соединить не с нулевой точкой трехфазной системы напряжений, а с катодами катодной группы

диодного однополупериодного вьшрямителя на диодах 15-17, соединенного с трехфазной системой напряжений (фиг. 3).

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий три входных вывода, подключенных к трем тиристорам, образунщим совместно с четвертым нулевьм входным вьшодом однополупериодный выпрямитель, три

диода, одноименные электроды которых объединены и подключены к одному выводу четвертого тиристора, другой вывод которого соединен с одноименными объединенными выводами тиристоров выпрямителя, коммутирующий конденсатор и четвер- дыйдиод, соединенный одним выводом с первым выводом конденсатора, а другим - с нулевым входным выводом, о т л и- чающийся тем, что, с целью

повьшения надежности, дополнительно введены переменный резистор, коммутирующий и сглаживающий реакторы, соединенные первьо4И выводами с общей точкой анодов тиристоров выпрямителя,

второй вывод коммутирующего реактора подключен к аноду четвертого диода и первому выводу коммутирукщего конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом четвертого диода, второй вывод сглаживающего реактора подключен к выходному выводу и первому выводу переменного резистора, второй вывод которого подключен к управлягацему входу четвертого тирис-

тора, а каждый из катодов указанных трех диодов подключен к соответствую кяцему управлякяцему электроду тиристора выпрямителя.

А В С о

Уиг.2

9tL.5

fPu2.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как источник регулируемого постоянного напряжения, например,для управления частотой вращения электродвигателей постоянного тока. Цель изобретения повышение надежности. Напряжение на нагрузке 11 зависит от напряжения переключения тиристора 5, которое можно регулировать, изменяя величину сопротивления переменного резистора 12. При работе устройства происходит чередование режима автоколебаний и отдачи энергии нагрузке 11 реакторами 7 и 8. Для уменьшения пульсаций напряжений и токов на нагрузке 11 один из ее выводов можно соединить не с нулевой точкой трехфазной системы напряжений, а с катодами группы диодов. 4 ил. (Л Фиг.1