Выпрямитель асимметричного тока Советский патент 1992 года по МПК H02J7/10 H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и касается проблемы питания нагрузки асимметричным током от трехфазного выпрямителя, например асимметричный ток применяется для исследования состава жидкостей, в гальванотехнике для повышения качества металлических покрытий, для интенсификации зарядки аккумуляторных батарей и др.

Известен трехфазный выпрямитель, в котором асимметричный ток в нагрузке обеспечивает шунтированием несмежных плеч анодной и катодной групп диодов электрическими емкостями.

Однако известный выпрямитель не позволяет регулировать отношение продолжительностей прямого и обратного токов, а также характеризуется высокими массога- баритными показателями из-за наличия

электрических емкостей, исключающими в ряде случаев возможность применения устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому выпрямителю асимметричного тока является устройство для зарядки аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее трехфазную мостовую схему с одним тиристором в катодной группе и тремя дополнительными тиристорами для формирования разрядного импульса и периодического отключения катодной группы, причем один из них с регулирующим элементом включен встречно-параллельно первому диоду, другой подключен между аккумуляторной батареей и фазой источника, а третий - на входе анодной группы, отключающий ее в момент подVJ

ы ы

ачи аккумулятору отрицательной составляющей тока.

Недостатком известного устройства является наличие в проводящей цепи положительной составляющей тока по- следовательно соединенных трех плеч выпрямителя. Это обуславливает большое падение напряжения в токоведущей цепи, соизмеримое во многих случаях с напряжением нагрузки, что существенно снижает КПД устройства. Оно имеет ограниченные функциональные возможности и не является достаточно эффективным.

Целью изобретения является повышение КПД и расширение функциональных возможностей выпрямителя:

Анодная группа содержит два тиристора, во второе плечо катодной группы введен дополнительно тиристор встречно-параллельно диоду, а третье плечо выполнено на полностью управляемом тиристоре.

На чертеже представлен предлагаемый выпрямитель.

Катодная группа выпрямителя состоит из диодов 1 и 3 и тиристоров 11, З1, 5, а анодная группа -из тиристоров 2 и 4, диода б и шунтирующего тиристора б1. Тиристоры 11 и З1 включены встречно диодам 1 и 3 соответственно, в анодной группе диод 6 шунтирован встречно включенным тиристо- ромб1.

Выпрямитель асимметричного тока работает следующим образом.

При последовательности чередования фаз А.В.С (фиг.2а), когда фазное напряже- ние 11ф превышает напряжение Ub и DC, в катодной группе выпрямителя ток проводит диод 1 (фиг.2б)/а в анодной группе- поочередно тиристор 4 и диод 6 (фиг.2б). В случае превышения фазного напряжения U6 над напряжениями Uc и Ua в катодной группе ток проводится диодом 3, а в анодной группе - поочередно диодом б и тиристором 2. В этих интервалах работа выпрямителя не отличается от работы обычной трехфазной схемы выпрямления Ларионова, тиристоры 1 и 3 закрытые, а тиристоры 2 и 4 должны быть открытыми.

Импульс отрицательного тока в нагрузке создается в момент превышения фазного напряжения Uc над напряжениями Ub и Ua. При этом в зависимости от продолжительностей проводимостей тиристоров 1, 3 и 6х при закрытых тиристорах 2 и 4 возможны различные соотношения между продолжи- тельностями прямого и обратного токов нагрузки. Действительно, если в момент значений фазных напряжений (wt в 270°) открыть тиристоры 6 и Г , то продолжительность отрицательного импульса

составляет 60° (фиг.2 б и в), при этом в случае открытия тиристоров 5 и 4 в момент соотношения фазных напряжений I Ut I

1Ua I ток в нагрузке положителен и, следовательно, отношение продолжительностей положительного и отрицательного токов составляет 5. Это отношение может быть уменьшено, если в момент равенства напряжений Ua Ub открыть дополнительно тиристор 3 при закрытом тиристоре 4, отношение продолжительностей положительного и отрицательного токов составляет

2(фиг.2б). Состояния тиристоров и диодов для последнего режима работы выпрямителя в пределах периода напряжения трехфазного источника питания приведены в таблице.

В практике часто пользуются более высокими отношениями продолжительностей прямого тока к обратному. Это достигается открытием тиристоров 6 и 1 в диапазоне напряжений Uc lUal (300° at 330°) при закрытых других тиристорах. Для повышения отношения продолжительностей прямого тока к обратному следует открыть полностью управляемый (триодный запираемый) тиристор 5 до открытия тиристора б1. Например, при открытии тиристоров 11, 4 и 6 в момент О) t 315° они закрываются при 330° и продолжительность отрицательного импульса тока составляет 15°,-а отношение продолжительностей прямого тока к обратному равно 21.

Можно изменять частоту следования отрицательных импульсов тока с помощью тиристора б1 кратно значениям частоты напряжения питающей сети в сторону уменьшения, а в сторону увеличения - с помощью полностью управляемого тиристора 5. Первое осуществляется открытием тиристора б1 не в каждом периоде напряжения источника, второе - включением запираемого тиристора необходимое количество раз в интервале, когда напряжение Uc превышает напряжения Ub и Ua.

Конкретные соотношения между прямым и обратным токами нагрузки, а также частота следования отрицательных импульсов, определяются алгоритмом работы устройства, задаваемым блоком управления.

Выпрямитель позволяет получить широкий комплекс режимов работы нагрузки, что обеспечивает ему широкие функцио- нальные возможности в применениях в гальванотехнике, при зарядке аккумуляторов реверсивным током и в других случаях.

Предлагаемое устройство дает возможность по сравнению с базовыми (ВАКР, ТЕР,

ТВП, ТСП и др) уменьшить габариты примерно на 25% и массу на 20%. а также повысить эффективность использования энергии источника путем рекуперации ее в сеть и снижения тепловых потерь.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я Выпрямитель асимметричного тока, содержащий две выходные клеммы, трехфазную мостовую схему с одним управляемым вентилем в катодной группе, соединенной с первой выходной клеммой и двумя дополнительными тиристорами для формирования разрядного импульса, причем один из них включен встречно-параллельно первому диоду катодной группы выпрямителя,

0

5

другой подключен катодом к второй выходной клемме, а анодом - к третьей фазе источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей выпрямителя/первая и вторая фазы анодной группы содержат тиристоры, во второе плечо катодной группы дополнительно введен тиристор, включенный встречно-параллельно второму диоду этой группы, а в качестве управляемого вентиля катодной группы использован полностью управляемый тиристор, причем общая точка другого разрядного тиристора и первой выходной клеммы подключена к общей точке анодной группы выпрямителя.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и касается проблемы питания нагрузки асимметричным током от трехфазного выпрямителя. Цель изобретения - повышение КПД и расширение функциональных возможностей выпрямителя. Выпрямитель содержит трехфазную мостовую схему. Анодная группа мостовой схемы выпрямления содержит два тиристора, во второе плечо катодной группы введен дополнительно тиристор встречно-параллельно диоду, а третье плечо выполнено на полностью управляемом тиристоре. Между выходной клеммой устройства, связанной с анодной группой выпрямителя, и третьей фазой источника включен дополнительный разрядный тиристор. Устройство позволяет получить широкий диапазон изменения отношения продолжительностей прямого и обратного токов. 2 ил., 1 табл.

Фиг.1

О

J

4 Т 8

tat

Ua

.tpu&Z