Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1979 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной техникой предназначено для пои гшения коэффициента мощности управляемого выпрямителя.

Известен трехфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом, содержащий трансформатор, к вторичным- обмоткам которого подключены три неполностью управляемых вентиля, а также трехфазный мостовой управляемый выпрямитель, содержащий шесть неполностью управляемых вентилей, причем выпрямитель может- работать без трансформатора l. Управление указанными устройствами производится путем подачи положител ных импульсов на управляющие электроДы вентилей с отставанием относительно моментов естественной коммутации. Известен также шестифазный управляемый выпрямитель с уравнительным реактором, содержащий трехфазный трансформатор, цве одинакошле группы вторичных обмогок, уравнительный реактор и поцключенные ко вторичным обмоткам шесть неполностью управляемых вентилей. Уравнительный реактор включен между двумя группами вторичных обмоток трансформа- тора, соединенных в звезду, а нагрузка подключена между средней точкой ура&нительного реактора и общей точкой управляемых вентилей 2.

Импульсы управления на вентили подаются с отставанием на величину угла регулирования относительно моментов еотественной коммутации. При регулировании выходного напряжения указанного управляемого выпрямителя из сети потреблйется значительная реактивная мощность индуктивного характера, что снижает коэффициент мощности ылпрямителя.

Целью изобретения является повышение коэффициента мощности управляемого выпрямителя во всем диапазоне регулирования.

Это достигается тем, что в предложенном преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, соединенными через уравнигепьный реактор со средней точкой, каждая из которых соединена по схеме звезда и образует с соответствующей из двух групп управляемых вентилей, имеющих общую точку, нулевую схему выпрямления, причем средняя точка уравнительного реак тора соединена с одним из выходных выводов, а его концы через диоды, включенные в прямом направлении, - с другим выходным выводом и с обшей точкой управляемых вентилей, к каждой из групп вторичных обмоток подключен неуправляемый выпрямитель, собранный по нулевой схеме, общая точка которого связана с общей точкой управляемых вентилей через дополнительный управляемый вентиль и через конденсатор - с обшей точкой этой же группы вторичных обмоток.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема предложенного преобразователя на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений первичных и вторичных обмоток трансформатора; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу управляемого выпрямителя; на фиг. 4 - графические зависимости коэффициента мощности /X/ от выходного напряжения в относительных единицах /97 ОЛЯ предпо5кенного выпрямителя (кривая l) и известного |(линия П).

Управляемый выпрямитель содержит трехфазный трансформатор 1, на каждом стержне которого расположены по две одинаковые вторичные обмотки, уравнительный реактор 2, включенный между группами вторичных обмоток трансформатора 1, соединенными в звезду, полностью управляемые вентили 3 - 8, подключенные к вторичным обмоткамтрансформатора 1, нагрузку 9, включенную между средней точкой уравнительного реактора 2 и катодами вентилей 3-8, конденсаторы Ю, 11, подключенные к вторичным обмоткам трансформатора 1 через выпрямители, выполненные на неуправляемых вентилях 12-17, дополнительные полностью управляемые вентили 18, 19, включенные между конденсаторами 10, 11 и нагр)«вкой 9, неуправляемые вентили 20,21, подключенные между вторичными обмотками трансформатора 1 и нагрузкой 9.

На фиг. 1 показаны также направлени напряжений и токов, принятые за положительные: Вд, Е, Е. и 1д., i-g if-, - напряжения и токи первичных обмоток;

:- И

1 - напряжения и то-

ки вторичных обмоток трансформатора.

Работает преобразователь следующим образом, (см. фиг. 3).

В момент времени V, отстающий на

величину угла регулирования от момента естественной коммутации, подаются положительные импульсы на управляющие элект эоды вентилей 18,19. В момент времени

2 опережающий момент естественной коммутации на величину того же угла регулирования, подается отрицательный импульс на управляющий электрод вентиля 3. Управление вентилями 4-8 производится аналогично. Импульсы управления, подаваемые на управляющие электроды вентилей 4-8, сдвинуты относительно импульсов управления подаваемых на управляющий электрод вентиля 3, соответственно Hatt ,2,5-f-,4-f-. f;Причем, положительный импульс на управляющий электрод вентиля 18 подается одновременно с подачей положительных импульсов на управляющие электроды вентилей

3,5,7; положительный импульс на управляющий электрод вентиля 19 подается одновременно с подачей положительных импульсов на управляющие электроды вентилей 4,6,8. Конденсаторы 10,11 служат для сброса энергии, накопленной в индуктивностях рассеяния трансформатора 1, в результате снижаются перенапряжения на вентилях. При отпирании одного из дополнительных управляемых вентилей 18, 19 энергия из соответствующего конденсатора 10,11 переходит в нагрузку 9. При соединении первичных обмоток трансформатора 1 в треугольник ток, потребляемый из сети, не содержит гармоник с номерами кратными трем.

Применение предложенного преобразователя позволяет повысить коэффициент мощности управляемой выпрямительной установки в среднем на 15%-20% (см. фиг. 4).

В результате уменьшается нагрузка током питающей сети, что особенно существенно для выпрямительных установок большой мощности.

Формула изобретения

Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, соединеннь1ми через ура&нительный реактор со средней точкой, каждая из которых соединена по схеме звезда и образует с соответствующей из пвух групп управляемых вентилей, имеющих общую точку, нулевую схему выпрям леиия, причем средняя точка уравнительного реактора соединена с одним из выходных выводов, а его концы через диоды, включенные в прямом направлении, с другим выходным выводом и с оби(ей точкой управляемых венгилейл отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности во всем диапазоне регулирования, к каждой из групп вторичных обмоток подключен неуправляемый выпрямитель, собранный по нулевой схеме, общая точка которого связана с обшей точкой управляемых вентилей через дополнительный управляемый вентиль и через конденсатор - с ойцей точкой этой же группы вторичных обмоток. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Чиженко И. М. и др. Основы преобразовательной техники, М., 1974, с. 131, 134. 2.Ковалев Ф. И. и др. Полупроводниковые выпрямители, М., 1967, с. 82.

е.

W

f1 - -

20 9 2f О

UZ.1 - w-

J.eg

)t

Й2

ОМ0.6

0.8

Фиг. ft