Трехфазный мостовой выпрямитель Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

ПС

(Л

с

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования переменного тока в постоянный. Цель изобретения - повьшение КПД. Угол регулирования тиристоров выпрямителя изменяется фазосдвигающи- ми блоками 7, 8, 9, 15, входные сигналы которых образуются нелинейным преобразованием сигнала блока 12 задания напряжения в блоках 10, 11, 16 нелинейности. В случае превышения выходным напряжением выпрямителя 66% максимальной величины среднего выпря- мленно.го напряжения изменяется угол, регулирования вентилей 1-6. При меньшей величине напряжения тиристоры 2 и 5 фазы С выводятся из работы. 1 3.п. ф-лы, 7 ил.

00

Од

со оо

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для преобразования переменного тока в постоянный и обратно.

Цель изобретения - повышение КПД за счет снижения потребления реактивной мощности.

На фиг. 1 изображена схема выпрямителя; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения;,на фиг. 3-7 - диаграмьш работы выпрямителя.

Выпрямитель составлен из фазных тиристоров 1-6, образующих трехфазный мост. К управляющим входам тиристоров 1-6 разных фаз подключены выходы фазосдвигающих блоков 7-9. Входы этих блоков через блоки 10 и 11 не линейности соединены с выходом блока 12 задания напряжения.

Кроме того, имеются нулевые тиристоры 13 и 14, которые управляющим входом связаны с выходом Гетвертого фазосдвигающего блока 15. Вход этого блока через третий блок 16 нелинейности связан с блоком 12 (фиг. 2).

Выпрямитель работает следующим образом.

Они предназначены для преобразования известным образом переменного тока сети (А, В, с) в постоянный ток и обратно, С целью изменения величины тока или напряжения угол регулирования тиристоров изменяется фазо- сдвигающимк 6лoкa 5И 7-9 и 15 (фиг.2) в функции управляющего сигнала на вхо де этих блоков. Эти сигналы образуются нелинейным преобразованием сигнала блока 12 в блоках 10, 11 и 16 (фиг.2)

Устройства реализуют новые- способы управления выпрямителем. Суть такого управления (г. 1) состоит в том, что, если требуемая величина напряжения на выходе выпрямителя пре- выщает 66% максимально возможной вели чины среднего выпрямленного напряжения, то из sвняeтcя угол регулирования всех шести вентилей. 1-6. При меньшей величине требуемого напряжения тиристоры. 2 и 5 фазы С выводятся из работы и изменяется угол регулирования тиристоров 1, 3, 4 и 6 оставшихся двух фаз (А, в), т.е. выпрямитель переводится в режим однофазного моста.

Фазосдвигающие блоки 7-9 предпола- ,гаются вьшолненными с линейными ха рактеристиками между входом и выходом, т.е. используется линейное опорное пилообразное напряжение при Sbt

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

полнении этих блоков по принципу вертикального управления. Поэтому для осуществления указанного управления блоки 10 и 11 преобразуют сигналы так, что сквозная характеристика (зависимость углов регулирования тиристоров от выходного сигнала блока 12) соответственно для каналов управления приобретает вид кривых 17 для блока 10 и 18 для канала блока 11 (фиг. 3).

Фактически эти кривые являются характеристиками блоков нелинейности. На участке аб угол регулирования тиристоров 2 и 5 устанавливается близким к 180°, т.е. достигает положения, при котором эти тиристоры на работу выпрямителя фактически не влияют. Такой же режим работы этих тиристоров может достигаться и запиранием импульсов управления. Это может осуществляться специальной схемой.запи-. рания импульсов или же увеличением сигнала на входе блока 9 до величи- нц, превышающей амплитуду опорного напряжения.

На фиг. 4 приведены диаграммы зависимости относительной величины реактивной мощности q от среднего выходного напряжения U (относительная величина). Кривая 19 соответствует схеме фиг. I.

На обоих участках управления могут использоваться и специальные режимы управления: управление с эффектом нулевого вентиля, двухкратное включение.Это позволяет получить еще больший выигрыш реактивной мощности.

В варианте выполнения выпрямителя (фиг. 2) пока управляющий сигнал достаточно большой, такой что соответ- ствуняцее ему напряжение на выходе выпрямителя превышает 38%, устройство работает как. известное. Такой режим работы может быть как обычным симметричным, так и с участием в работе нулевых вентилей. Угол регулирования тиристоров 1-6 трех фаз симметричен На участке когда требуемое напряжение на выходе лежит в пределах от 38 до 66% возможно также управление с переходом в однофазный режим (фиг. 1 и 2). , .

При требуемой величине напряжения менее 38% две фазы (А, В) тиристоров 1, 2, 4 и 6 из работы выводят- ся, а выпрямитель переходит в однофазный режим работыS в котором участвуют тиристоры 2, 5, 13 к 14. Дпя

достижения такого.режима устанавливается начальный угол регулирования, равньш--30°, так как в трехфазной схеме начало отсчета угла регулирования (с(0) отсчитывается от точки пересечения фазных напряжений, а в однофазном режиме - от перехода этими напряжениями через ноль.

На фиг. 5 показана зависимость угла регулирования от сигнала У блок 12 управления. Кривая 20 соответствует каналу блока 10 нелинейности . , а кривая 21 - каналу блока 21. Кривая 22 относится к каналу нулевых ве тилей 13 и 14 - блоку 16 нелинейности. Между точками а и б вентили 1, 3, 4 и 6 в работе вьтрямителя не участвуют, будучи выведены из работы опсанными способами за пределами точек виг нулевые вентили могут быть выведены из работы или участвуют в работе с углами регулирования . По указанной причине за пределами точек виг характеристика 22 не показана.

На фиг. 6 показаны аналогичные характеристики при использовании режима работы с участием на обоих этапах управления при U 0,38 и U 0,38 нулевых вентилей в режиме шунтирующих вентилей, а на фиг. 7 приведены диаграммы реактивной мощности: 23 - для предлагаемого управления и 24 - для обычного известного управления трехфазной схемой с нулевыми вентилями.

Таким образом, предлагаемые схемы позволяют на отдельных этапах управления существенно снизить потреблени реактивной мощности. Снижение поте- ков реактивной мощности в сети ведет к снижению потерь энергии в ней, снижению колебаний напряжения сети.

Формула изобретения

тилей, входы первых фаз сдвигающих блоков объединены, отличающийся тем, что, с целью повы- щения КПД снижения потребления

-

реактивной мощности, он снабжен двумя блоками нелинейности, причем выход блока задания соединен с входами первых двух фазосдвигающих блоков через первый блок нелинейности, а с входом третьего фазосдвигающего блока через второй блок нелинейности, причем блоки нелинейности формируют следующие функциональные зависимости:

ГУ, если :У, iiuxi.j I У если ,г или ,;

. f , если У, ; ъмъ |1(/3V2 У, если или

и

Вых ,ъ

У где и„,„ - выходные напряжения соответствующих блоков нелинейности;

входное напряжение блока нелинейности; и - напряжение, запирающее

соответствзтощий фазосдви- гающий блок;

У,, У - равны граничным выходным напряжениям блоков нелинейности, при которых Ugy достигает максималь- но допустимое значение

глал

и

Ц

и

вчх t

ГУ, если У, или , { /Зи У, если У7У, или ,; . Uj, если

Г и,,„п если У, j 7I/3V2 У, еслиУ У, или ; I У-и„.,кс/6, если ;

, если У7У или ; 1 .кс/6, если ,;

U У.

выходное напряжение четвертого фазосдвигающего блока; граничные значения, при которых UM,IX достигает значею

Ж

тГр

ний и - Нр- соо-гве ственно.

ABC

и

Фиг, 6