СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1965 года по МПК H02M7/12 

- 1

Для регулирования напряжения в установках со статическими преобразователями применяют способ, основанный на изменении коэффициента трансформации преобразовательного трансформатора, и сеточное регулирование выпрямленного напряжения (при наличии управляющих сеток ионных вентилей). В настоящее время широко внедряют способ ступенчатого регулирования коэффициента трансформации под нагрузкой.

Однако выпускаемые отечественными заводами устройства для ступенчатого регулирования напряжения под нагрузкой обладают рядом недостатков. Интенсивный износ контактов, происходящий несмотря на то, что для ограничения тока применяют как активные, так и реактивные сопротивления, требует их частой замены и связан с загрязнением дугогасящей среды - трансформаторного масла. Это, в свою очередь, вызывает необходимость частых ревизий, существенно затрудняет и удорожает эксплуатацию трансформаторов с устройствами регулирования напряжения и снижает эффективность их применения. Кроме того, недостатком известного способа является ступенчатое изменение напряжения. При сеточном регулировании напряжения ухудшается коэффициент мощности установки, повыщается содержание гармонических в

кривой первичного тока, увеличивается вероятность возникновения обратных зажиганий вентилей.

Для улучшения работы устройств регулирования выпрямленного напряжения иод нагрузкой путем последовательного подключения различного числа секций обмоток выпрямительного трансформатора, для упрощения переключающего устройства и получения

безынерционного ступенчатого регулирования предложено использовать в качестве коммутирующих элементов тиристоры (КУВ).

Применение КУВ дает следующие положительные результаты. Секции обмоток трансформатора в процессе переключения не закорачиваются, это избавляет устройство от токоограничивающих реакторов. Не возникает коммутационных перенапряжений, так как переключение вентилей происходит только при

нулевом значении тока.

Регулирование напряжения осуществляют на вторичной стороне, в связи с чем отпадают ограничения, связанные с компенсацией потерь напряжения в самом трансформаторе, т. е. с компаундированием внещней характеристики выпрямителя.

го регулирования аналогична приведенной на чертеже).

На фиг. 2 дана принципиальная схема плавного регулирования выпрямленного напряжения тиристора, использованного для подключения выпрямителя к обмоткам трансформатора.

Необходимый уровень выпрямленного напряжения определяет ступень тиристора, использованного для подключения выпрямителя к обмоткам трансформатора. Для этого в каждую положительную полуволну на тиристор идет отпирающий импульс управления. При изменении ступени регулирования следует снять управляющие импульсы с работающего тиристора и подать их на тиристор той ступени, на которую происходит переключение. Для получения плавного регулирования выпрямленного напряжения и уменьщения искажений в форме кривых токов и напряжений преобразовательной установки предложено подключать каждую последующую секцию путем изменения момента подачи отпирающих импульсов на управляющие электроды тиристоров регулируемой секции, а все предыдущие секции включать в работу в момент естественного зажигания выпрямителя.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять плавное регулирование напрял ения включением в цепи управления диодов фазосдвигающего устройства (подобно сеточному регулированию). Сдвигая момент подачи управляющего импульса, можно уравнять средние значения напряжений ступеней, между которыми будет происходить переключение, а затем осуществить переключение. В отличие от известны.х выпрямительных схем с сеточным регулированием предлагаемая схема обеспечивает значительно меньшие искажения первичного тока и напряжения и практически безынерционное, плавное и глубокое регулирование выпрямлеппого напряжения Иd

На примере фазы / трансформатора выпрямителя рассмотрим работу схемы плавного регулирования.

Начало интервала работы фазы / определено моментом, когда мгновенное значение напряжения (Уо-опревыщает мгновенные значения напряжений t/o-a и f/o a обмоток других фаз при закрытых тиристорах К.УВ1 и . Ток протекает по цепи О-а-Дх-Да- д-BQ-Rf -О, где BO - основной выпрямительный элемент схемы. При этом КУВ будет испытывать напряжением своей секции а-б, приложенное в прямом направлении, а /СУВз - секции 8-2. В этом случае напряжение Vu-a основной обмотки трансформатора будет определять выпрямленное напряжение (Jd.

Если в интервале работы фазы / открыт КУВ и закрыт КУВз, то ток будет протекать о цепи О-а-б-./ :ySi-0-Да-(3-So- „-О. Диод Д1 не будет проводить тока, так как к нему будет приложено напряжение a-б секции в обратном направлении. Напряжение Uo-o Uo-a- - ia--6, т. е. напряжепке, увеличенное напряжением секции Ln-&, будет определять выпрямленное напряжение Ud.

Наконец, если открыты КУВ- и КУВ,, то ток протекает по цепи О-а-б-КУВ -в- г-KyBz-d-BO-RU-О. В этом случае выпрямленное напряжение Ufi будет определено суммой напряжения основной обмотки трансформатора и напряжений двух секций, т. е.

С/0-2 6a-J+ О .-,. Диоды Mi И Д,

не будут проводить тока, так как к ним в обратном направлении будут приложены напряжения Ua-e Ue-2 .

Таким образом происходит комбинация ступенчатого регулирования безынерционным переключением отпаек обмоток трансформатора и плавного регулирования в пределах напряжения каждой секции обмотки по типу известного сеточного регулирования выпрямителей на ионных вентилях.

Так как мощность, необходимая для управления диода.1и, незначительна, автоматизация регулирующего устройства может быть выполнена на маломощных бесконтактных элементах, например транзисторах.

Предлагаемый способ регулирования напряжения может найти применение во все.х преобразовательных установках, нуждающихся в щироком регулировании напряжения, папример на электровозах переменно-постоянного тока, тяговых подстанциях электрифицированного транспорта, промыщленных предприятиях, использующих электролиз и др. Применение этого способа особенно эффективно

в установках, вентили которых не имеют управляющих элементов (полупроводниковые диоды, ионные вентили без управляющих сето-к).

Предмет изобретения

1.Способ регулирования выпрямленного напряжения статических преобразователей под нагрузкой путем последовательного подключения различного числа секций обмоток

вьшря.мительного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения переключающего устройства и получения безынерционного регулирования напряжения, иереключение секций указанного трансформатора

производят в бестоковую часть периода при помощи тиристоров.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения плавного регулирования выпрямленного напряжения и уменьщепия искажений в форме тока и напряжения преобразовательной установки, подключение каждой последующей секцип производят с углом запаздывания путем изменения момента подачи отпирающих импульсов на управляющие

электроды тиристоров регулируемой секции, в то время как все предыдущпе секцип включают в работу в момент естественного зажигания выпрямителя. , rvVW-V,/Vf- -VVV

M я I /7/

2

КУВ 1

Фиг 1