Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/155 

С/;

с

ее ее i( со со

1394373

конденсаторов 10,11 выбирают с уче- рым подключен вентппьный мост, и воз- том амплитуды напряжения комплекта можньгх колебаний и отклонений напря- вентильных обмоток тр-ра 1, к кото- жения питающей сети. 1 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в электроприводе постоянного тока, статических компенсаторах реактивной мощности. Целью является снижение перенапряжений на элементах схемы. Устр-во содержит тр-р 1 с тремя комплектами обмоток, вентильный мост на запираемых тиристорах 2,1- 2,6, соединенный через LC-фильтры 6,7 с ведомыми инверторами 4,5.Энергия, запасенная в коммутирующих контурах, отдается в сеть с помощью инверторов 4,5. Рабочее напряжение с 9

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразовательных установках, регулируемом электроприводе постоянного тока, статических компенсаторах реактивной мощности.

Цель изобретения - снижение перенапряжений на элементах преобразователя.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Преобразователь содержит питающий трансформатор 1 с тремя комплектами вентильных обмоток, вентильный мост на запираемых тиристорах 2,1-2.6, диодньш мост на диодах 3.1-3.6, ведомые инверторы 4 и 5 на тиристорах, LC-фильтры 6 и 7 с реакторами 8 и 9 и конденсаторами 10 и 11 соответстве:н но. На чертеже также показана нагрузка 12.

Питающий трансформатор 1 одним комплектом вентильных обмоток подключен параллельно вентильному (2.1-2,6) и диодному(3.1-3,6) мостам, к двум другим комплектам (дополнительных) вентильных обмоток трансформатора 1 подключены соответственно инверторы

4и 5 на тиристорах. Инвертор 4 через ЬС-фильтр 6 подключен между катодными выводами силового моста 2.1-2,6

и диодного моста 3.1-3.2, а инвертор

5через LC-фильтр 7 подключен между анодньми выводами мостов 2,1-2.6 и 3.1-3.6.

Тиристорный преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии ток нагрузки 12 I , протекает через запираемый тиристор 2.2, фазу С комплекта вентильных обмоток трансформатора 1, фазу А и запираемьй тиристор 2.1.Напряжение на конденсатор е 10 имеет полярность, указанную на чертеже, его уровень поддерживается с помощью регулятора напряжения и подчиненного ему регулятора тока, выход которого

0

5

соединен с входом фазосмещающего устройства (не показаны) инвертора 4 на тиристорах. Напряжение на конденсаторе 11 поддерживается аналогичным образом.

При опережающих углах управления (что позволяет генерировать тирис- торным преобразователем реактивную мощность в сеть и этим повысить коэффициент сдвига на стороне питающей сети) полярность линейного напряжения в момент начала рассматриваемой коммутации соответствует указанной на чертеже.

При выключении запираемого тиристора 2,1 отрицательным импульсом тока управления (блок управления не показан) и включении запираемого тиристора 2.3 под действием разности напряжения на конденсаторе 10 фильтра 6 и линейного напряжения происходит коммутация тока из фазы А в фазу В. Второй LC-фильтр 7, содержащий конденсатор 11 и реактор 9, подключенный к входу инвертора 5, соединенного с комплектом дополнительных вентильных обмоток трансформатора 1,работает аналогично с анодной группой запираемых тиристоров 2.2, 2.4 и 2,6 силового моста и анодной группой диодов 3.2,3.4 и 3.6 диодного моста.

0

5

0

При этом угол коммутации опреде- 35 ляется из соотношения

, fVc+ Cos(dl + f ) - г% Ij,

где у - угол коммутации; и напряжение на конденсаторе 10

фильтра 6j Е - амплитуда линейного напряжеО Тя

ния вентильной обмотки трансформатора 1;

45 -у; - приведенное индуктивное сопротивление рассеивания фазы;

3,- ток нагрузки 12;

d - угол управления (- 1Г с/ 0).

Энергия, запасенная в индуктивнос тях контура коммутации, отдается в сеть с помощью инверторов 4 и 5, на тиристорах и комплектов дополнительных вентильных обмоток питающего трансформатора 1. Фильтры 6 и 7, содержащие реакторы 8 и 9 и конденса- торы 9 и 11 соответственно, сглаживают пульсации напряжения на входах инверторов 4 и 5 на трфисторах. При этом уровень напряжений, прикладьгоае мых к запираемым тиристорам 2.1-2.6, определяется напряжениями на конденсаторах 10 и 11 фильтров 6 и 7. Рабочее напряжение конденсаторов 10 и 11 выбирают с учетом амплитуды напряжения комплекта вентильных об- моток трансформатора 1, к которым подключены мосты, и возможных колебаний и отклонений напряжения питающей сети.

Отсутствие резисторов, подключен- ных параллельно тиристорам 2.1-2.6 в демпфирующих цепях, содержащих в предлагаемом устройстве диоды 3.1-3.6 и конденсаторы 10 и 11 фильтров 6 и 7 с подключенньми параллель- но им инверторами 4 и 5 соответственно, позволяет вернуть в сеть энергию накопленную в индуктивных контурах коммутации, равную

р

где и - напряжение идеального холос- ° того хода на выходе преобразователя-, 1р1 - ток нагрузки; - относительное значение напряжения короткого замыкания трансформатора.

В преобразователе с номинальной мощ ностью 5000 кВт, 10501 В, 3 5000 Аи е 0,12 эта величина превышает 150 кВт.

Таким образом, в предлагаемом

тиристорном преобразователе, в отли- чие от известного отсутствуют источники подзаряда коммутирующих конден0

5 0

5

0 5

саторов, блоки управления запираемыми тиристорами с узлами принудительной коммутации каждого из них и защитные КС-цепи, подключенные параллельно тиристорам силового моста. Кроме того, исключены сложные коммутационные процессы, обусловленные необходимостью запирания всех вентилей силового моста, приводящей к усложнению системы управления преобразователем. Так же исключено повторное включение одного из тиристоров силового моста в паре е вступающим в работу тиристором, упрощена работа устройства в результате отсутствия внешнего контура тока нагрузки.

Указанные упрощения силовой схемы и коммутационных процессов повьшают надежность работы тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий соединенные по выводам переменного тока, которые связаны с входными выводами преобразователя, вентильный и диодный мосты, трансформатор по крайней мере с двумя комплектами обмоток, блок фильтра и блок управления вентильным мостом, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью снижения перенапряжений на элементах преобразователя, он снабжен двумя ведомыми инверторами с соответствующими системами управления, блок фильтра выполнен в виде двух LC-фильтров, конденсаторы каждого из которых включены между одноименными по полярности выводами постоянного тока диодного и вентильного мостов, причем последний вьшолнен иа запираемых тиристорах. Трансформатор снабжен, третьим комплектом обмоток, подключенным к входным выводам преобразователя, дйа упомянутых комплекта обмоток подключены соответственно к выводам переменного тока указанных ведомых инверторов, цепь питания каждого из которых подключена к одному из LC-фильтров.