Преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1991 года по МПК H02M5/12 G05F1/14 

Изобретение относится к электротехнике.

Целью изобретения является повышение мощности.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит трансформатор 1, входные выводы 2, 3 первичной обмотки 4 трансформатора 1, основную обмотку 5 трансформатора 1, регулировочные обмотки 6, 7 трансформатора 1, тиристоры 8-10 анодной группы, тиристоры 11-13 катодной группы, дроссель 14 с обмотками 15-18, дополнительные тиристоры 19-22, шунтирующие тиристоры 23, 24. Дроссель 14, дополнительные тиристоры 19-22 и шунтирующие тиристоры 23, 24 образуют токоограничивающий узел. Выходные выводы преобразователя подключены к нагрузке 25.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии постоянно включена одна из отпаек трансформатора с помощью соответствующей пары тиристоров, при этом обмотки дросселя 14 закорачиваются шунтирующими тиристорами 23 и 24.

Тиристоры 8-13 и шунтирующие тиристоры 23 и 24 могут управляться сигналами, синхронизированными по переходам через нулевое значение питающего напряжения, тока нагрузки или постоянным током. В экспериментальном образце преобразователя для управления данными тиристорами (оптронными) был использован постоянный ток.

На фиг.2 и 3 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие алгоритм управления дополнительными тиристорами 19-22 (Uyi9-Uy22) с синхронизацией импульсов управления по переходам через ноль питающего напряжения U (возможно управ(Л

С

о о

х| N) Ю N

ление также по току нагрузки i). Из диаграммы видно, что дополнительные тиристоры могут управляться раздельно по полуволнам питающего напряжения (фиг.2) или попарно с длительностью и периодичностью управляющих импульсов, равных периоду напряжения питания (фиг.З). Управляющие импульсы на данные дополнительные тиристоры подаются постоянно, т.е. они присутствуют в нормальном режиме работы преобразователя и в режиме переключения отпаек.

Использование такого управления тиристорами 19-22 обеспечивает периодическое перемагничивание сердечника дросселя 14, что исключает его насыщение. Предположим, что подключены основная обмотка 5, регулировочная обмотка 6 и на тиристорах 9, 12 и 23, 24 присутствуют сигналы управления. В положительный полупериод питающего напряжения ток нагрузки протекает по цепи: основная обмотка 5, регулировочная обмотка 6, тиристор 12, дополнительный тиристор 21, обмотка 17 дросселя 14 и нагрузка 25. В отрицательный полупериод- по цепи:-рсновная обмотка 5, регулировочная обмотка 6, тиристор 9, дополнительный тиристор 22, обмотка 18 дросселя 14, шунтирующий тиристор 23 и нагрузка 25,

Ток нагрузки в основном протекает через шунтирующие тиристоры 23 и 24, а по обмоткам дросселя текут очень незначительные токи.

Рассмотрим работу преобразователя в режиме переключения отпаек трансформатора. Предположим, что к основной 5 и регулировочной 6 обмоткам подключается регулировочная обмотка 7. Вначале снимается управляющий сигнал с шунтирующих тиристоров 23 и 24, затем с задержкой, равной или большей времени обтекания током шунтирующих тиристоров 23 или 24, после снятия управления подается управляющий сигнал на тиристоры 10 и 13.

В зависимости от полярности питающего напряжения и от фазы сигналов управления тиристорами 19-22 ток КЗ, возникающий в регулировочной 7 обмотке при ее подключении к основной обмотке 5 и регулировочной обмотке 6, ограничивается с помощью обмоток 15-18 дросселя 14.

После завершения процесса переключения отпаек включаются шунтирующие тиристоры 23 и 24, которые закорачивают обмотки дросселя 14.

Параметры дросселя выбираются таким образом, чтобы импульсы токов КЗ в обмотках, возникающие при переключении отпаек трансформатора, с учетом тока нагрузки не вызывали насыщения сердечника.

В режиме переключения отпаек дроссель оказывает влияние также на ток нагрузки, поэтому сопротивления его обмоток должны быть минимальными и достаточными для ограничения бросков токов КЗ в регулировочных обмотках трансформатора и

0 защиты тиристоров.

Выключение регулировочных обмоток, что соответствует снижению напряжения на нагрузке, аналогично выше описанному. Заявляемый преобразователь может

5 быть использован также при переключении отпаек на первичной стороне трансформатора, автотрансформатора или реактора. В этом случае напряжение подается на выводы, связанные в приведенной схеме с на0 грузкой 25, которые уже будут входными, а выходы 2, 3 - выходными.

Формула изобретения Преобразователь переменного напря5 жения в переменное, содержащий входные и выходные выводы, трансформатор, содержащий последовательно соединенные основную и п регулировочных- обмоток, 2 (п + 1) тиристоров, формирующих анодную и ка0 тодную группы, аноды тиристоров анодной группы и катоды тиристоров катодной группы . объединены, при этом катод каждого из тиристоров анодной группы соединен с анодом соответствующего тиристора катодной груп5 пы и с соответствующим выводом регулировочной обмотки, свободный вывод основной обмотки соединен с первым входным или выходным выводом, свободные выходные или входные выводы соединены с выводами

0 другой обмотки трансформатора или с выводами основной или регулировбчной обмотки, кроме того, токоограничивающий узел, отличающийся, тем, что, с целью повышения мощности, токоограничиваю5 щий узел содержит два шунтирующих тиристора и дроссель с четырьмя обмотками, расположенными на одном магнитном сердечнике, причем катоды первого и второго дополнительных тиристоров соединены с

0 общей точкой анодной группы тиристоров и с катодом первого шунтирующего тиристо-, ра, аноды третьего и четвертого дополнительных тиристоров соединены с общей точкой катодной группы тиристоров и с ано5 дом второго шунтирующего тиристора, начало первой, конец второй, конец третьей, начало четвертой обмоток дросселя соединены соответственно с анодом первого, с катодом третьего, с анодом второго, с катодом четвертого дополнительных тиристоров, а конец первой, начало второй, начало третьей, конец четвертой обмоток дросселя, анод первого, катод второго дополнительП

ных тиристоров соединены между собой и подключены к второму входному или выходному выводу.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение мощности. В предложенном устройстве общие выводы тиристоров 8-10 анодной группы и тиристоров 11-13 катодной группы связаны с нагрузкой через токоограничивающий узел. Токоограничивающий узел содержит дроссель 4 с обмотками 15-18, дополнительные тиристоры 19-22, шунтирующие тиристоры 23, 24 В момент коммутации включены дополнительные тиристоры 19- 22 и ток протекает через одну из обмоток дросселя 4. По окончании коммутационных процессов включаются шунтирующие тиристоры 23, 24. За счет конструкции то- коограничивающего узла достигается цель. 3 ил.

/&

УЦ21 Uy22

Uytf

А

t

Фиг.2

U

О

иУ21, Vy22

Ц/иЛго

Фаг.З

/V.

г