Управляемый выпрямитель Советский патент 1976 года по МПК H02M7/155 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

1

Предлагаемое изобретение относится к управляемым вьшрямителям с искусственной коммзтацией, содержащим трансформатор, управляемые вентили, например тиристоры, и узел искусственной коммутации. Нагрузка вьшрямителя - активно-индуктивная.

Известны управляемые вьшрямители с искусственной коммутацией, работающие в режиме потребления или генерирования реактивной мощности 1,4.

Известное устройство 2, обеспечивая регулирование выпрямленного напряжения при генерации реактивной мощности, недостаточно надежно при повышенных вьшрямленных напряжениях, когда требуется применение последовательного соединения тиристоров в одном плече.

Если же для получетшя требуемого значения высокого вьшрямленного напряжения соединить последовательно два таких вьшрямителя, то силовая схема и схема управления усложняются. Ьфоме того, поскольку каждый из конденсаторов обеспечивает коммзггацию только одной группы тиристоров, использование конденсаторов будет менее эффективно, по сравнению с тем, где конденсатор обеспечивает коммутацию обеих групп.

Дрзтое устройство 3 предназначено для работы щ)и низких вьшрямленных напряжениях, где стремятся уменьпшть падение напряжения на вентильных элементах.

5 Устройство 4 - управляемый мостовой выпрямитель на тиристорах с искуственной коммутацией; оно содержит один коммутирующий конденсатор и два вспомогательных тиристора. Конденсатор обеспечивает коммутацию тока как в анодной,

10 так и в катодной тиристорных группах. Однако эта схема мало надежна при повьппенных вьшрямленных напряжениях. Применение двух последовательных соединенных одинаковых устройств для получения требуемого высокого напряжения связано с усложнением силовой части и системы управления.

Ближайшим аналогом является управляемьш вьшрямитель, вьшолненный по схеме двойного питания и содержащий трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, силовые тиристоры, коммутирующие конденсаторы и два вспомогательных тиристора, направление проводимости которых совпадает с направлением гфоводимости силовых тиристсров, образующих последовательную цепочку,

25 включенную параллельно выходным зажимам 1 .

Отличие предлагаемого вьшрямителя от известного состоит в том, что он снабжен третьим вспомогательным тиристором, включенным последовательно с двумя другими, причем его анод соединен через конденсатор с нулевой точкой первой группы вторичных обмоток трансформатора, а катод через другой конденсатор - с нулевой точкой второй обмоток. Это отличие позволяет упростить устройство и повысить надежность его работы при

вьшрямленных напряжениях. Кроме того, предлагаемьш вьшрямитель отличается также тем, что встречно-параллельно третьему вспомогательному тиристору подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных дополнительного тиркстара. и реактора. Это отличие позволяет упростить запуск вьшрямителя и повысить его надежность при малых токах нагрузки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема гфедлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы вьшрямленного напряжения Uj , напряжения на коммутирующей емкости и импульсов управления основных и вспомогательных тиристоров.

Гфедлагаемый управляемьш выпрямитель с двойным питанием собран по схеме с девятью управляемыми вентилями. К нулевым точкам вторичных обмоток трансформатора, имеющих фазовый сдвиг относительно друг друга на 180 эл/град, щ)исоединены два конденсатора 1,2, ко вторым обкладкам которых подключены два вспомогательных тиристфа 3 и 4. Вторыми концами эти тиристоры подсоединены к анодной и катодной группам вентилей моста, причем анод тиристора 3 подсоединен к анодной группе, а катод тиристора 4 к катодной группе. Между точками соединения тиристфа 3 с конденсатором 1 и тиристора 4 с конденсатором 2 включен тиристор 5, всоречно-параллельно котсртму включена цепочка из последовательно соединенных тиристора 6 и реактора 7, 8-13 - тиристоры вьпфямительного моста.

Представленные на фиг. 2 диаграммы, относящиеся к работе тиристоров 8-13, поясняют принцип действия выпрямителя.

Предположим, что в начальный момент времени проводят тристфы 8, 9, 10, а конденсаторы 1,2с помогцью внешнего источника заряжены до потенциала, необходимого для пуска вьшрямителя (знак згряда указан без скобок). .

В момент ti управляющим импульсом Uy отпирается тиристор 5. При этом суммарное напряжение двух конденсаторов подключается параллельно работающему тиристору 8 средней группы тиристоров вьпфямителя и двум связанным с ним фазным обмоткам трансформатора.

Если суммарное напряжение конденсаторов превьпиает суммарное напряжение этих двух фаз, то тиристф 8 выключается, и ток натрузки начинает проходить через вспомогательньш тиристор 5, конденсатфы 1, 2 и две фазные обмотки, связанные с работающими тиристорами 9 и 10. При этом конденсаторы перезаряжаются током нагрузки до

напряжения противоположного знака (на фиг. 1 знак зфяда конденсаторов для этого момента указан в скобках). В момент времениt2 управляющий импульс Uy отпирает тиристор среднего ряда 11, после чего ток нагрузки начинает проходить через него и щ)одолжающие работать тиристоры 9 и 10. При этом тиристор 5 запирается, и перезаряд конденсаторов 1,2 заканчивается.

Б момент времени ts управляющий импульс Uy открьтает вспомогательные тиристоры 3 и 4. При этом напряжение конденсаторов 1 и 2 прикладьшается соответственно к силовым тиристорам 9, 10 через фазные обмотки трансформаторов. Если напряжение на конденсаторах Uc превьпиает напряжение фазной обмотки, то тиристоры 9, 10 закрываются, и ток нагрузки начинает проходить через вспомогательные тиристфы 3, 4 и две фазные обмотки и конденсаторы. При этом конденсаторы 1, 2 перезаряжаются током нагрузки до первоначального знака. В момент t4 управляемый импульс Uy отпирает очередные тиристоры 12,13 в крайних группах вьшрямителя, после чего ток нагрузки начинает проходить через них, а вспомогательные вентили 3 и 4 закрываются. Далее процессы повторяются. Для облегчения запуска вьшрямителя и

повышения надежности работы устройства при малых значениях индуктивности в цепи нагрузки и малых токах нагрузки встречно-параллельно вспомогательному тиристору 5 подключается дополнительньш тиристор 6, последовательно с которым вводится зарядньш реактор 7. Импульсы управления на тиристср 6 подаются одновременно с импульсами управления вспомогательных тиристоров 3 и 4. В результате отпирания тиристора 6 заряд конденсатора 1, 2 происходит как током нагрузки, так и двойным фазным напряжением, приложенным через работающий тиристор средней группы тиристоров вьшрямителя, зарядный реактор 7 и вспомогательньш тиристор 6 к этим конденсаторам. В остальном электромагнитные процессы протекают аналогично описанным выше.

Предлагаемьш выпрямитель целесообразно использовать в возбудительных агрегатах, которые по условиям форсировки возбуждения работают в номинальном режиме с низким значением коэффициента мощности, а наличие их в цепи большой индуктивности способствует перезаряду коммутирующих конденсаторов.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание лрк экспертизе:

.

Фиг.1

Фие. 2