Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1988 года по МПК H02M7/17 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может исполь- зоваться для питания многих нагрузок с независимым регулированием напря- жения на каждой из них.

Цель изобретения - повьшение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п нагрузок.

На фиг. 1 представлена принципи- альная схема преобразователя; на Фиг. 2 - диаграммы его работы для случая п 3.

Использованы следующие обозначения: ИМ - источник мощности; а, Ь , с, 02, bj , Cg - его фазы; 1Гк...пГк - группы катодных, а 1ГА - анодная группа вентилей, запитанные от первой и второй дополнительной трехфазных систем источника мощно- сти; УР , УР . . . 5Tjj - уравнительные реакторы; НВ - нулевые вентили; N - нагрузка; U, U, U - вьшрямпен- ные напряжения катодной, анодной групп и их суммарное ; i , i ,... ig. - токи соответствующих вентилей; 0 , с(д о углы регулирования катодных, анодньк и нулевых вентилей.

Преобразователь переменного тока в постоянный для независимого регулирования п нагрузок (фиг. 1) содержит источник мощности ИМ по схеме: две разомкнутые трехфазные системы с попарным согласно последовательным соединением противофаз, функцию которых могут выполнять трансформатор или генератор (генераторы), к общим точкам обеих трехфазных систем подключен уравнительный реактор УРо, 6п - катодных вентилей (1К...6К), шести анодных вентилей 1А...6А, которые являются общими для всех катодных, уравнительных реакторов УР1К, УРпК, Зп нулевых вентилей НВ и п нагрузок N, которые могут иметь как равные, так и разные номинальные напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Сначала изменяют углы регулирования катодных групп вентилей в диапазоне 0-180 эл.град, а углы о1д Ис((, равны нулю. При этом выпрямленное напряжение изменяется в относительных единицах с 1 до 0,5,- а коэффициент мощности в конечных точках этого интервала сохраняет свое значение, равное 0,955. Минимальное и максимально

Q

5 0 5

Q д

5

0

значение коэффициента мощности на указанном отрезке регулирования близко к указанной величине. Затем о/ остается неизменным (импульсы могут быть сняты) , а изменяется с/ с нуля до 90 эл. град. При этом fig продолжает оставаться равным 0. Относительная величина выпрямленного напряжения изменяется от 0,5 до 0. На этом отрезке коэффициент мощности и уровень пульсаций практически в два раза лучще, чем в обьнных схемах.

Для перехода в инверторный режим необходимо начать изменение о(,.

При углах регулирования, равных нулю, вьшрямленное напряжение х.х. равно 1,8 Ug, через кавдый вентиль протекает ток, равный 1/3 выпрямленного, продолжительностью 180 эл. град. При регулировании выпрямленного напряжения катодной группы нулевые вентили вступают в работу при любом угле регулирования, в то время как в трехфазных схемах с продолжительностью вентильного тока 120 эл. грДд. Нулевые вентили вступают в работу при углах регулирования более 30 эл. град. Это позволяет увеличить коэффициент мощности и в начальном интервале регулирования до 30 эл. град. Кроме того, увеличение продолг- жительности протекания тока до 180 эл. град, снижает коэффициент формы 1/2, в то время, как в трехфазных схемах он равен /З, что в полтора раза снижает вторую составляющую потерь мощности в вентилях.

Работу устройства поясняют диаграммы (фиг. 2).

На фиг. 2а приведены диаграммы выпрямленных напряжений U, U( и токов i через вентили первой нагрузки при углах регулирования, равных нулю. При этом выпрямленное напряжение и коэффициент мощности равны максимальным величинам. На фиг. 26 и 2в приведены аналогичные диаграммы для второй и третьей нагрузок при углах регулирования катодных групп о(, равных соответственно 60 и 120 эл. град и при углах регулирования в анодных группах и нулевых вентилей, равных нулю. Нулевые вентили первой нагрузки не проводят ток, а второй и третьей соответственно 60 и 120 эл.град. (на диаграммах - заштрихованные площадки) . На столько же уменьшается продолжительность токов в катодных группах вентилей.

Токи в анодных группах сохраняют свою продолжительность и среднюю величину, однако форма от п нагрузки может изменяться. Результирующий ано н ый ток от всех нагрузок можно получить, просуммировав анодные токи, изображенные на диаграммах 2. Если выпрямленные напряжения первой нагрузки принять за единицу, то второй и третьей при 0 , равным 75 и,150 эл. град, составят приблизительно соответственно 0,81 и 0,53. При этом коэффициенты мощности приблизительно равны соответственно 0,955.

Если принять, что источник мощности имеет номинальное напряжение 825 В, то на нагрузках в рассмотренной точке будут напряжения, соответственно 825 В, 660 В и 460 В, так что можно использовать двигатели с номинальным напряжением 750, 600, 440 В с высокими коэффициентами мощности при общем источнике и независимом регулировании. Это новое свойство целесообразно использовать в преобразователях, предназначенных прежде всего для резервирования.

Схема сохраняет свои характеристики при переключении всех вентилей на противоположное направление тока.

При напряжениях на нагрузках 50%

каждой из п нагрузок с возможностью обеспечения разных номинальных напряжений при их независимом регулировании, источник мощности дополнительно снабжен второй трехфазной системой, фазы которой соединены попарно согласно-последовательно с фазами первой, к общим точкам обеих

трехфазных систем подключен общий дополнительный трехфазный уравнительный реактор, введены дополнительные Зп KaTOjpHtix управляемых вентилей и три анодных вентиля, запитанных от

второй трехфазной системы источника мощности, катоды подключенных к одноименным фазам вентилей катодных групп соединены попарно, к их общим точкам подключен катод дополнительно

введенного соответствующего вентиля, анод которого соединен с нулевой точкой общего уравнительного реактора, а также к указанным общим точкам подключены свободные выводы п дополнительных трехфазньж уравнительных реакторов, обмотки которых соединены звездой, нулевой точкой, образующей первый соответствующий выходной вы вод, при этом второй вьродной вывод

является общим и образован объединенными анодами указанных шести анодных вентилей.

2. Преобразователь по п. 1, о т- - личающийся тем, что, с це

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания многих нагрузок . с независимым регулированием напряжения на каждой из них. Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и снижение уровня пульсаций каждой из п нагрузок. Преобразователь (П) содержит основную трехфазную систему (ОТС), подключенные к ней три анодных и Зп катодных управляемых вентилей (АВ), источник мощности дополнительно снабжен второй трехфазной системой (ДТС), фазы которой соединены попарно согласно-последовательно с фазами ОТС. К общим точкам обеих трехфазных систем подключен общий дополнительный трехфазный уравнительный реактор (УР). Введено дополнительно Зп катодных управляемых и три анодных вентилей, запитанных от ДТС, катоды противофазных вентилей соединены попарно, к их общим точкам подключено п дополнительных трехфазных УР, к каждому внешнему выводу KOTOpbik подсоединен катодом дополнительный вентиль, анод последнего подсоединен к нулевой точке общего УР, , п-я нагрузка подключена к нулевой точке УР„ одним концом, а другим - к общей точке АВ, соединенных между собой. Кроме того, П может быть выполнен на управляемых вентилях. Вентили общей группы и нулевые вентили катодных групп (КГ), работающих совместно с общей группой вьптолняются неуправляемьши. Общая группа вентилей выполняется на ток, меньщий суммы номинальных токов п нагрузок. УР может вьшолняться из трех отдельных реакторов. При углах регулирования вентилей, равных нулю, выпрямленное напряжение и коэффициент мощности максимальны. При напряжениях на нагрузках, равных 50% номинальной и меньше, КГ закрыты и ток проводят АВ и нулевые вентили. В этом случае ток всех нагрузок протекает через ypf, . При углах регулирования КГ, равных нулю, ток через УР,, не протекает, потери в нем отсутствуют. 6 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л С N 00 00 сд

40

номинального и меньше, вентили катод- 35 ък расширения функциональных возможных групп закрыты и ток проводят вен тили анодных групп и нулевые. В этом случае ток всех нагрузок протекает через уравнительный реактор УРо, также как и в случае подключения его к общим точкам противофазных анодов. Однако при углах регулирования катодных групп, равных нулю, ток через уравнительный реактор не протекает, следовательно в нем отсутствуют поте- 45 ри.

ностей и увеличения диапазона регулирования, все вентили выполнены уп- равляемыми.

Формула изобретения

40

35 ък расширения функциональных возмож45

ностей и увеличения диапазона регулирования, все вентили выполнены уп- равляемыми.

50 отличающийся тем, что, с целью упрощения при диапазоне регулирования п-й нагрузки 50 + 100%, нулевые вентили этой нагрузки выполнены неуправляемыми.

55 6. Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что общая группа вентилей выполнена на ток, меньший суммы номинальньк токов п , нагрузок.

51448375f

ABC

I

Hi

Ясзси

Фиг л

Be Oi Ct Bs 04, Cg Sg

f .V r V V V

I.

/ . -, ., . . . .. } I iff

IT V V V V- V

r. . , /, /T T J T I

JiAckv/OwX/JUA- X/ I ff I

/Д4

/Д41

; .. V- у- V V V 1-11 I «ал

....л...- «.-«.-.-.- III

гi

.«: . L«.

,)sJNsJ vrSgs s -

. у . . . . . . / . . #

I . . . . . . ., «

. . .

|.- ./ -.. ч

L .А. U.

;. тГ , ,4i,el

ч.Х.-.Х...х.„.Х.„Х..-...

/

ЬхГ ГхГхГчГчГх

5

-.

ufei

Udi

jr - - - r-V -jr -x v / / . / . / Ч / . . .

KrAiAfApC

NrNNrNTsTNTN

Редактор Н. Горват

Составитель Е. Мельникова

Техред Л.ОлиГгныкКорректор Л. Пилипенко

Заказ 6849/54

Тираж 666

ВНИНПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Про лзводс гвенно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

xr I /j

I . ,.

I Тлгг

1

1 «

I «ал

I

//1 tix у

V %

у/////

I

Д.

/«Ж Ki%

#

Шг/г

Подписное