(54) МНОГОФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
1
Изобретеш1е относится к области электротехники и может быть использовано для управления электротехническими установками, в которых требуется длительное глубокое регулирование постоянного напряжения, например для управления электроприводами постоянного тока.
Известен неполностью управляемый двухмостовой выпрямитель, в котором параллельным соединением через уравнительный реактор двух мостов, подключенных к двум звездам вторичных обмоток трансформатора, удается несколько повысить коэффидиент мощности, устранить пульсации трехкратной частоты и устранить четные гармоники в первичном токе.
Однако повышение козффицёша мощности и уменьщение пульсаций напряжений на нагрузке получаются не столь значительными.
Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и уменьшение пульсаций напряжения нафузки.
Поставленная цель достигается тем, что между нулями звезд-обмоток трансфо)матора включен Дополнительшш уравнительный реактор, средний вывод которого через два разде тельных вентиля подключен к крайни выводам уравнительного
реактора мостов. При этом управляемыми могут быть выполнеьш только вентили мостов, непосредственно связанные с уравнительным реактором, либо только вентили мостов, либо все вентили.
На фиг. I изображена схема предлагаемого вьшрямителя при симметричном управлении; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу схемы вьшрямителя для случая, когда управляемыми выполнены только вентили, непосредственно связанные с реактором.
Многофазный управляемый вьшрямитель содержит вентили 1-6 и вентили 7-12, две обратные звезды 13, 14, первичную обмотку 15 трансформатора, нагрузку 16, вентили 17,18, уравнительные реакторы 19 и 20.
На диаграмме приняты следующие обозначения:
а)напряжения сети,
б)напряжения между нулем звезда 14 и анодами вентилей 7-12,
в)напряжение между анодами вентилей 17, 18 и аиодами вентилей 7-12,
г)напряжение на уравнительном реакторе 20,
д)напряжение между катодами вентилей 4-6 и анодами вентилей 7-12,
ё) напряжение нагрузки 16,
ж)напряжение на уравьштельном реакторе 19,
з)ток через вентиль 18, и) ток через вентиль 5,
к) ток нулевого провода звезды 14 (то же для звезды 13),
л) ток через вентиль 7,
м) дервичный ток фазы А.
Предлагаемый выпрямитель в трехфазном исполнении состоит из двух параллельно соединенных через фавнительный реактор 19 трехфазных вентильных мостов на вентилях 1 - 12. Вентильные мосты подключены к двум обратным звездам вторигшых обмоток 13, 14 трансформатора с первичной обмоткой 15, выполненной по схеме звезда шш треугольник. Между нулями звезд обмоток 13, 14 трансформатора включен дополнительный уравнительный реактор 20, срещшй вывод которого через два разделительных вентиля 17, 18 подключен к крайним выводам уравнительного реактора 19 мостов. Нагрузка 16 выпрямителя подключена между средним выводом уравнительного реактора 19 и анодамн вентилей 7 - 12.
Схема будет работать без каких-либо нарушений при одновременном переключении всех вентилей на противоположное тправле1ше тока (т.е. при смене мecтa ш анодов и катодов).
Когда требуемый диапазон регулирования напряже шя составляет 50 - 100% номинального и не требуется рекуперация, управляемыми вьшолняются только вентили 1 - 6. Когда требуемый диапазон регулирования напряжения О - 100% и рекуперация осуществляется на противо- э.д.с. инвертора до 50% номинального напряжения, управляемыми выполняются вентили 1 - Г2. Когда требуемый диапазон регулировашя напряжения О - 100% и рекуперация осуществляется на противо- э.д.с. до 100% номинального напряже {ия, управляемыми выполняются все вентили 1-12, 17, 18. За номишльное принимается тпряжение нагрузки, получающееся при полностью включенных вентилях 1 - 12 (напряжение неуправляемой мостовой схемы).
Работа схемы, когда управляемыми (тиристо- ры) выполнены только вентили 1-6, а осгальные - диоды, при симметричном управле1О1и вентилями 1-6, поясняется диаграммами (фиг. 2). Напряжение нагрузки 16 лежит где-то в пределах 50-100% номинального. Вентили 7-12, обмотки 13, 14 и уравнительный реактор 20 образуют схему выпрямления две обратные звезды с уравнительным реактором. Уравнительный реактор 20 обеспечивает одновременную работу двух нулевых схем выпрямления (на фиг. 2в показано напряжеш1е на выходе этой схемы выпрямления) и одновременное и одинаковое потребление токов из нулей обмоток 13, 14 (фиг. 2к). Если в течение какого-то промежутка времени вентили 1-6 одновременно отключены, то к нагрузке 16 приложено напряжение схемы выпрямления две обратные звезды с уравнительным реактором. В этом режиме ток среднего вывода реактора 20 точно делится попо-.
лам между вентилями 17,18 благодаря уравнительному реактору 19. К уравнительному реактору 19 в это время не приложено напряжение (приложена разность прямшх падений напряжений вентилей 17, 5 18 - т.е. доли вольта), на диаграмме (фиг. 2ж) показаны промежутки времени отсутствия напряже}шя на реакторе 19. При включении какого-нибудь вентиля 4-6 меж:ду ка тодами вентилей 4-6 и анодами вентилей 7-12 (фиг. 2д) появляется напряжение мостовой схемы вьшрямления, а вентиль 18 закрывается. Если в это время все вентили 1-3 отключены, то между катодами вентилей 1-3 и анодами вентилей 7-12 приложено напряжение схемы вьшрямления две обратные звезды с уравнительным реактором. При большой последовательной ивдуктивиости в цепи нагрузки 16 ток через нагрузку не изменяется. Благодаря реактору 19 этот ток точно делится пополам и, соответственно, половина тока потребляется от
0 мостовой схемы, половина от схемы две обратные звезды с уравнительным реактором. Поскольку до включения любого из вентилей 4-6 схема две обратные звезды давала весь ток нагрузки, то после включения любого из вентилей 4-6 схема
5 две-обратные звезды дает только половину тока. Эти изменения тока нулевых выводов звезд 13, 14 хорошо видны на диаграмме фиг. 2к. Напряжение небаланса разных схем выпрямления прикладывается к дросселю 19 (фиг. 2ж). Получаемое при
0 этом напряжение нагрузки (фиг. 2е) имеет небольшие по амплитуде пульсации шестикратной частоты (причем благодаря реактору 19 зти пульсации получаются в 2 раза меньше, чем если бы схема просто переключала нагрузку со схемы вьтрямления две
5 обратные звезды с уравнительным реактором на мостовую), а ток (фиг. 2м) имеет амплитуду, меньшую амплитуды тока нагрузки, достаточно приближающуюся к синусоиде форму и небольшой сдвиг. Схема не вызывает потока вынужденного
З тмагничивания трансформатора, а в первичном токе нет четных гармоник.
При несимметричном управлении схема позволяет получить еще большее повышение коэффициента мощности, однако при этом в первичном токе
5 появляются четные гармоники и требуется вьшолнение вторичных обмоток 13, 14 по схеме два одинаковых зигзага. Четные гармоники при несимметричном управлении могут быть устранены параллельной работой еще одного несимметричного
вьшрямителя или вьшолкением трансформатора с четьфьмя вторичными обмотками.
Получаемый в схеме эффект достигается за счет переключения нагрузки с одной схемы вьшрямления на другую и обеспечению благодаря уравнительным реакторам одновременной работы разных схем выпрямления.
Формула изобретения
Q1. Многофазный управляемый вьшрямитель, содержащий два параллельно соединенных через уравнительный реактор многс фазнь х моста, подключенных к двум звездам вторичных обмоток трансформатора, нулевые точки которого соединены через дополнительный уравнительный реактор, q тличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и уменьшения пульсаций выходного напряжения, средний вывод дополнительного реактора через два разделительных вентиля подключен к крайним выводам уравнительного реактора мостов.
