Многофазный регулятор напряжения Советский патент 1977 года по МПК H02P7/28 H02M3/135 

(54) МНОГОФАЗНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к электротехническим устройствам регулирования величины напряжения постоянного тока, преимущественно к регуляторам напряжения на коллектора;; тяговых двигателей электроподвижного состава постоянного тока.

Известны многофазные частотно-импyльc ные регуляторы напряжения постоянного тока, используемые для плавного регулирования напряжения на коллекторах тяговых двигателей электроподвижного состава С1Л,

Из известных многофазных частотно-импульсных регуляторов напряжения наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является регулятор, каждая фаза которого содержит тиристор, коммутирующие дроссель и конденсатор разделяющий и обратный диоды и сгпажива.юший дроссель . Все эти элементы регулятора напряжения работают с одинаковой частотой. Максимальная рабочая частота фазы при определенном тиристоре, ограничена допустимыми для него частотой переключения и временем, необходимым для его коммутации. Время, представляемое

для восстановления запирающих свойств (коммутации) тиристора, существенно завц сит от величины пульсации токи в катушке сглаживающего дросселя.

Недостатком этого частотно-импульсного регулятора напряжения является то что число коммутирующих и сглаживающих дросселей jionxxo быть равно числу фазных тиристоров. Для получения допусти мых пульсаций тока в контактной сети и токовых нагрузок на тиристоры регулятор напряжения мощных электровозов должен им§ть большое число фаз, а следовательно, и столько же коммутирующих и сглаживающих дросселей, число которых существенно влияет на массу и объем регулятора напряжения.

Целью изобретения является уменьшение массы и габаритов регулятора напряг жения.

Для достижения указанной цели обмотка сглаживающего дросселя состоит из двух последовательно встречно включенных секций, общая точка которых соединена с цепь нагрузки, концы - с катодами разделительяых диодов двух смежных цепочек, а параллельно каждому силовому тиристору вклкЯ чвн дополнительный тиристор. На чертеже схематически изображены четыре фазы многофазного .частотно-импуяьсг вого регул$ггора напряжения, свззанные одним сглаживающим дросселем Каждые четыре фазы регулятора содерхсат четыре силовых тиристора 1, 2, 3 и 4, два коммутирующих дросселя 5 и 6, два коммутирующих конденсатора 7 и 8, два разделительных диода 9 и 10, два обратных диода 11 и 12 и один сглаживающий дроссель 13 с двумшсекоиями 14г н 15 нагрузку (тяговые двигатели) 16. При подаче напрвисения на вход регулятора коммутирующие конденсаторы 7 и 8 .Наряжаются до напряжения сети через разделительные диоды 9 и Ю.секдии 14 и 15 Сглаживающего дросселя 13 и нагрузку 16 При открытии тиристора. 1 нагрузка 16 получит питание по цепи: дроссель 5, тиристор 1, диод 9, секция 14. Одновременно происходит перезаряд конденсатора 7 через дроссель 5 и тиристор 1, в процессеГпёрезаряда напряжение на обкладках конденса тора 7 меняет свою полярность, при этом на обкладке со стороны сети сохраняется ее потенциал, а со стороны раздедякацего диода. 9 к концу парез ар 5ща достигает двойного значения ;потенциала сети. При обратном перезаряде по колебатальному контуру ток перезардца ковденса-г тора 7 замещает ток тиристора 1 и запирает его. Дальнейший перезарот конденсатО ра происходит через диод 9, секцию 14 и нагрузку 16. Во время потребления энергии от сети через тиристор 1 и конденсатор 7 ток в секции 14, дросселя 13 нарастает, при это в секции 15, включе1шой встречно с секцие 14 наводится электродвижущая сила взаимо индукции, поддермотающая ток в смежном контуре 15, 16, 12. После окончания периода потребпенияэнёр ГНИ от сети ток- нагрузки поддерживается через обратный диод 11 за счет энергии, з пасенной в индуктивных элементах цепи 14 сдвигом в четверть периода работы силового тиристора 1 открывается тиристор 3, и в этой .фазе протекает пронесс, как и для фазы тиристора 1 При этом в интервале нарастания тока в секции 15, в сек- ПИИ 14 дросселя 13 индуктируется электро движущая сила взаимоиндукции, поддерживай тоая ток в смежном контуре 14, 16, 11. Со сдвигом в полпериода работы тиристо а 1 открывается тиристор 2 и со сдвигом три четверти периода - тирнстор 4. Регулирование напряжения на коллекторах вигатепей осуществляется изменением включения силовых тиристоров 1-4 регуятора за счет изменения времени отдачи энер-ии индуктивными элементами 13 и 16 н ри постоянном времени открытого состою ия тиристоров 1-4. Многофазный регулятор напряжения набиается из одинаковых четырехфазных блоков, ричем тиристоры включаются с равномерным двигом соответствующим числу фаз всего егулятрра. Использование такого регулятора напряжения постоянного тока позволит в два раза уменьщить число коммутирующих дросселей и в четыре раза сглаживающих дросселей при сохранении мощности и числа фаз регулятора. Общая масса, объем и стоимость дроссельного оборудования регулятора уменьщается на 36% благодаря более рациональному использованию конструктивных материалов дросселей (общий магнитопровод двух обмоток сглаживакзщих дросселей и передача чисти, анергии импульса в смежную обмотку), а также концентрации электромагнитной мощности в коммутирующих дросселях удвоенной мощности и сглаживающих дросселях учетверенной мощности. формула изобретения Многофазный регулятор нанряжения, соi .ержащий ряд параллельных цепочек, каждая .3 которых состоит из последовательно соешн ных коммутирующего дросселя, силового тиристора, разделительного диода и глаживающего дросселя, связанного с цепью нагрузки, а также коммутирующего конденсатора и обратного диода, о т л и ч а ющ и и с я 1гем, что, с цедью снижения мас Ъогабаритных показателей, обмотка сглаkивaющeгo дросселя состоит из двух посйедовательно-встречно включенных секций, общая точка которых соединена с цепью нагрузки, концы - с катодами разделитель ных диодов смежных цепочек, а параллельно каждому силовому тиристору включен дополнительный тиристор. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Розенфельд В. Е. и др. Тиристорное управление электрическим подвижным составом постоянного тока. М., Транснорт, 1970, с. 62, рис. 28. 56

ние тяговыми двигателями электрического1972, с. 75, рис, 2-3.

568134

.S

8