Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/162 

Изобретение относится к электро- .технике и может использоваться для надежного включения тиристоров мосто вого выпрямителя во всевозможных режимах его работы.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для реализации пред лагаемого способа; на фиг.2 - вариант силовой схемы трехфазного ти- ристорного вьшрямителя, реализующего предлагаемый способ.

Устройства (фиг. 1 и 2) содержат силовые тиристоры 1-6, нагрузку 7, входные выводы 8-10, служащие для подключения к сети, а также ключи 11-16 (фиг. 1 ) дополнительного источника 17 питания и резисторы 18 и 19 и вывод 20, подключенный к нулю системы трехфазного напряжения.

Катоды тиристоров 1, 3 и 5 соединены в общую точку, образуя один выходной вывод, аноды ти эистороне4, 6 и 2 соединены в другую общую точку, образуя другой выходной вывод, а ка- тоды последних включены с анодами тиристоров 1, 3 и 5 соответственно. Кроме того, катоды тиристоров 1, 3 и 5 и аноды тиристоров 4, 6 и 2 соединены между собой через параллельно включенные цепочки, одна из которых содержит нагрузку 7, а другая - последовательно срединенные резисторы 18 и 19, причем общая точка соединения последних включена с нулем системы трехфазного напряжения, а общие точки соединения тиристоров 1, 4, 3, 6, 5 и 2 подключены к выводам соответственно 8, 9 и 10.

Устройство для реализации способа (фиг.1) работает следующим образом.

Пусть ключи 11-16 находятся в ра- зом кнутом состоянии.

На входные выводы 8-10 подается напряжение от сети, а на вход каждого тиристора 1-6 поступает только один узкий импульс управления в периоде сетевого напряжения, причем порядок поступления этих импульсов на вход тиристоров соответствует порядку поступления, который имеет мес то при способе управления с применением широких импульсов. Следовательно, один узкий импульс поступает на вход тиристора 1, а через 60 эл. град, .поступает один узкий импульс

543642

на вход тиристора 2 и еще через 60 эл.град. узкий импульс поступает на вход тиристора 3 и так далее. С момента поступления на вход соответствующего тиристора узкого импульса замыкаемся ключ,присоединенный к этому тиристору.

В момент поступления узкого им10 пульса, например, на вход тиристора 1 замыкается КЛЮЧ Пив результате, независимо от параметров нагрузки 7, через тиристор 1 протекает дополни- тельньй ток, обусловленный напряже- 15 нием источника 17, по цепи: источник 17 питания , ключ П, тиристор 1, источник 17. Причем величина этого тока определяется из условия

,П)

20 где - ток включения тиристора, а продолжительность протекания t .этого тока выбирается из условия

t +

25 где ta - дополнительное время, продолжительность которого зависит от режима работы выпрямителя; Т - период сетевого напряжения.,

Причем при запуске и прерывистом 30 режиме работы выпрямителя величина

(2)

1

60 эл.град. t у- -(3)

где о - угловая частота сетевого напряжения, равная со 2 irfj f - частота сетевого напряжения ,

при непрерывном режиме работы выпрямителя величина ta определяется, как

в / / N

О

(4)

t

Максимальная длительность протекания дополнительного тока приведена в правой части выражения (2) и равняется Т/3, Это объясняется тем, что максимальное значение угла проводимости тиристора в схеме трехфазного мостового выпрямителя равняется Т/3.

Поэтому с момента поступления узкого импульса тиристор 1 включает- ся и удерживается в открытом состоянии дополнительным током. Причем длительность этого узкого импульса не зависит от napaj ieTpos и характера нагрузки 7 выпрямителя, а определяет- ся собственным временем включения тиристора.

Через 60 эл.град. на вход тиристо- Iра 2 поступает узкий управляющий импульс. При этом, начиная с момента

поступления импульса, ключ 16 замыкается и появляется дополнительный ток по цели: источник 17, тиристор 2, ключ 16, источник 17. Величина этого тока определяется выражением (1). Поэтому последний включается и удерживается в открытом состоянии. Так как длительности протекания дополнительных токов тиристоров 1 и 2 выбрана в соответствии с условиями, определяемыми выражениями (2) и (З), то существуют моменты времени, когда тиристоры 1 и 2 находятся в проводящем состоянии одновременно за счет протекания дополнительных токов. Поэтому в этом случае появляется ток по цепи: вывод 8, тиристор 1, нагрузка 7, тиристор 2, вывод 10.

Через указанные тиристоры продолжает протекать дополнительный ток, пока величина тока нагрузки не достигнет тока включения тиристоров, что видно из выражений (2) и (З). Поэтому после исчезновения дополнительного тока указанные тиристоры также находятся во включенном состоянии благодаря протеканию тока нагрузки.

Прекращение дополнительного тока соответствующих тиристоров, например тиристора 1, достигается размыканием соответствующих ключей (например , ключа 11).

40

Относительно момента поступления узкого импульса на вход тиристора 2 со сдвигом на 60 эл, град, поступает узкий импульс на вход тиристора 3. При этом через тиристор З.с момента поступления импульса появляется дополнительный ток.благодаря замыканию ключа 12, который удерживает этот тиристор во включенном состоянии, Из-за, того, что длительность протека- 45 вывод 8, тиристор 1, нагрузка 7, ния дополнительного тока выбирается тиристор 2, вывод 10. Из выражения

3g текающим по цепи: вывод 20, резистор 18, тиристор 2, вывод 10, Так как длительность протекания дополнительного тока выбирается в соответствии с выражениями (2) и (3), то можно утверждать, что имеет место промежу ток времени, в течение которого тиристоры 1 и 2 находятся одновременно в проводящем состоянии. Поэтому, в этом случае появляется ток по цепи

в соответствии с выражениями (2) и (З), имеются моменты времени, когда : одновременно тиристоры 2 и 3 находятся в проводящем состоянии, В этом 50 рлучае появляется возможность протекания тока по цепи: вывод 9, тиристор 3, нагрузка 7, тиристор 2, вывод 10.

Таким образом можно отметить, что, 55 используя предлагаемый способ управления, можно осуществить пуск трехфазного мостового выпрямителя и его нормальную работу как при прерывис-.

(2) и (З) видно, что за промежуток времени, когда тиристоры 1 и 2 находятся одновременно в проводящем состоянии, ток нагрузки 7 нарастает до тока включения тиристоров 1 и 2, Это является причршой того, что в дальнейшем тиристоры 1 и 2 удержатся в открытом состоянии током нагрузки

Через 60 эл град, относительно момента поступления импульса на вход тиристора 2 поступает узкий одиночный импульс на вход тиристора 3. При этом последний включается и удержив

0

5 вывод 8, тиристор 1, нагрузка 7, тиристор 2, вывод 10. Из выражения

том, так и при непрерывном режимах, что повьплает его надежность.

При непрерывном режиме работы g можно уменьшить длительность протекания вспомогательного тока, которая определяется выражениями (2) и (4), так как в этом режиме ток нагрузки не спадает до.нуля, поэтому

0 минимальная длительность протекания дополнительного тока через, тиристор определяется выражениями (2) и (4). Устройство для осуществления способа (фиг.2) работает следующим об5 разом.

На выводы 8, 9 и 10 подключено трехфазное напряжение, а вывод 20 соединен с нулем этой системы напряжения. Предположим, что одиноч11ый

0 узкий управляющий импульс поступает в соответствующий момент времени на вход тиристора 1 и последний включается и удерживается в открытом состоянии дополнительным током, Проте5 кающим по цепи: вывод 8, тиристор 1, резистор 19, вывод 20 (величина этсг- го тока не меньше тока включения тиристора). С отставанием на 60 эл. град, относительно управляющего им0 пульса на входе тиристора I поступает узкий управляющий импульс на вхоп тиристора 2, При этом последний включается и удерживается в открытом состоянии дополнительным током, проg текающим по цепи: вывод 20, резистор 18, тиристор 2, вывод 10, Так как длительность протекания дополнительного тока выбирается в соответствии с выражениями (2) и (3), то можно утверждать, что имеет место промежуток времени, в течение которого тиристоры 1 и 2 находятся одновременно в проводящем состоянии. Поэтому, в этом случае появляется ток по цепи:

вывод 8, тиристор 1, нагрузка 7, тиристор 2, вывод 10. Из выражения

(2) и (З) видно, что за промежуток времени, когда тиристоры 1 и 2 находятся одновременно в проводящем состоянии, ток нагрузки 7 нарастает до тока включения тиристоров 1 и 2, Это является причршой того, что в дальнейшем тиристоры 1 и 2 удержатся в открытом состоянии током нагрузки 7

Через 60 эл град, относительно момента поступления импульса на вход тиристора 2 поступает узкий одиночный импульс на вход тиристора 3. При этом последний включается и удерживается в открытом состоянии дополнительным- током, протекающим по цепи: вывод 9, тиристор 3, резистор 19, вывод 20, Так как продолжительность протекания дополнительных токов тиристоров 2 и 3 определяется выражениями (2) и (3), то можно утверждать, что имеет место промежуток времени, в течение которого тиристоры 3 и 2 .находятся одновременнно в проводящем состоянии. Поэтому в этом случае появляется ток по цепи: вывод 9, тиристор 3, нагрузка 7, тиристор 2, вывод 10, Здесь также из выражений (2J и (З) следует, что за промежуток времени, когда тиристоры 2 и 3 находятся одновременно в проводящем состоянии, ток нагрузки 7 нарастает до тока включения тиристоров. Это является причиной того, что в дальнейшем тиристоры 2 и 3 удерживаются в открытом состоянии током нагрузки 7, Точно также подачей только одного узкого импульса управления в периоде сетевого напря;жения достигается управление моментом отпирания других тиристоров схемы.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным моствым выпрямителем, основанный на подаче одного узкого управляющего импульса за период сетевого напряжения на вход соответствующего силового .тиристора, о тличающий ся тем, что, с целью повьшения надежности, с момента поступления этого им

пульса через переход анод - катод указанного тиристора, у которого на входе имеется указанный импульс, пропускают дополнительный ток, величину которого определяют из условия:

Ij Ь.о

а продолжительность.протекания тока выбирают из условия

Т «ин 3

| . t- Q.

причем при запуске и прерывистом режиме работы выпрямителя величина

15

определяется, как

. 60 эл.град,

-Q -. - J

CD

5

0

5

а при непрерывном режиме работы выпрямителя величину tjj определяют

как tt где II

О,

J

8К«

ддмн

т Сл5 дополнительный ток; ток включения тиристора; дополнительное время, про- должитепьнрсть которого зависит от режима работы выпрямителя; минимально необходимая длительность протекания тока, определяемая временем нарастания анодного тока тиристора до величины IBM )

период сетевого напряжения;

угловая частота сетевого напряжения, равная СО , f - частота сетевого напряжения.

Составитель Е.Мельникова Редактор Н.Лазаренко Техред И.ПоповичКорректор М.Максимишинец

Заказ 5710/52Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Фи2.1

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для надежного запуска тиристоров мостового выпрямителя. Цель изобретения - повьшение надежности. Производится управление силовых тиристоров трехфазного мостового вьшрямителя подачей одиночных узких импульсов в периоде сетевого напряжения без подачи стартового или дублирующего импульса, сдвинутого на 60 эл. град относительно основного импульса. Для осуществления этого способа управления с момента поступления на вход тиристора одного узкого импульса в периоде сетевого напряжения через этот тиристор пропускают дополнительный ток (1д), величина которого определяется как 1д i I вц, (- -вкл включения тиристора), а продолжительность протекания (t) этого тока выбирается из следующего условия;1д + tu.j,t 6 Т/3 (1д - дополнительное время, продолжительность которого зависит от режима работы выпрямителя: tn - время, необходимое для нарастания тока нагрузки выпрямителя до тока ). 2 ил. i (Л со ел 4 со О5