ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО
(54) НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ АСЛАН-ЗАДЕ
Изобретение относится к преобразова- Тепьной технике и может быть испопь вовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.
Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное. 6М-пульсное (где N 1, 2, 3, 4, 5), содержащее управляемые вентили, трано форматор с тремй вторичными фазными обмотками, каждая из которых содержит N вьтодов Щ и 2.
Недостатком таких преобразователей, несмотря на благоприятную нагрузочную способность тиристоров по току и простоту управления ими, является сложное конструктивное исполнение трансффматора (две трехлучевые звезды) и низкий коэффйщиент использования по мощности вторичных обмоток (каждая из них проводит ток только в одном направлении). Кроме того, наличие двух вторичных фаэных обмоток на каждом стержне трансформатора является фактором, определязопшм дополнительный технологический раэброс И, как следствие, более асимметричную форму выпрямленного напряжения.
Целью изобретения является упрощение устройства.
Цель достигается тем, что в преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий управляемые вентили н трансформатор с тремя вторичными фазными обмотками, каждая из которых имеет N отводов, введены
10 дополнительные вентили, собранные по трехфазной мостовой схеме, вход переменного тока которой подключен к дополнительно введенным отводам вторичных обмоток, причем управляемые вентили
15 попарно объединены, образуя встречнопараллельные пары, каждая из которых включена между соответству кяцими отводами вторичных обмоток.
На фиг, 1 дана принципиальная схема.
20 пульсного ( N 3) преобразовате 1Ш|1на фиг. 2 - векторные диаграммы фазных и выпрямляемых напряжений, а также временная диаграмма выпрямленного напряжения;1на фиГш 3 и 4 даны принципиальная схема , векторные и временньг дааграммы варианта 18-ти пульсного преобразователя, 18-ти пульсный преобразователь (фиг. (фиг, 1) состоит из трехфазного транс.форматора (первичная обмотка не указана) с тремя вторичными фазовыми обмотками, одна из которых имеет отводы GQ , а , q С1з - Ьр Ь tbg Ь, третьяCQ ,C,., Cg. Отводы а t3, С этих , обмоток подключены к отводам 132 а . Clj,, Ь - соответственно через две пары встречно-параллельно соеданенных тиристоров 1, 2 и 3, 4j 5, 6 и 7, з; 9, 10 и 11, 12, Отводы С1-Э Ьа1 Cj вторичных обмоток подключены к дополнительным отводам Со, OQ, Ъо через одну пару встре ч но парал.пельно соединенных тиристоров 13, 14Г 15, 16;117, 18j К дополнительным отводам OQ , tip, GO подключен вход трёхфазного моста, образованного дополнительными вентипями 19, 20, 21, 22, 23, 24, Выход моста образует выходные вьюоды устройства, к которым подключена нагрузка 25, Устройство работает следующим обраНапряжёния секций вторичных обмоток между отводами С(/ , QQ ; Од ; Ьо л о ; °2....«ч ; Ч с. и а., а. -2 ( 2 Ь , Ъ, ; С .Сг выбраны в соотношении равном соответственно cos 10 | cos 30 ; COS 50, что соответствует соотношению ft 12 Кзначений принимаемых функций cos где К 1, 2, 3 ... N при N 3. Величина напряжения секции вторичной фазной обмотки между отводами К и К-1 определяется выражением г;(2к7 и-и 21 о S N UQ- среднее значение вьшрямленного напряжения. , Кривая выпрямленного напряжения на нагрузке 25 формируется огибающей положительных полуволн 18-ти вьтрямяен.:5ых напряжений, сдаинутых Друг ci-JiocKTeaiiHo рругй на 20 ал, град, (фиг. 2). В каждый данньЕй момент времени ток нагрузки протекает через один управляе мый вентиль и два дополнительных вентиля, работающих в следующей последова гельноьти: 1-21-2О; 13-2320J 9-23-20; 3-23-20; 18-23-22; 7-23-22, 11-23-22, 15-10-22, 2-19-22,-6-19-22, 14-19-24, 1О-19-24, 4-19-24, 17-21-24, 8-21-24, 12,-21-24, 16-21-2О. , Допустим, что открыт угфавляемый вентиль 5 от прикладываемого к нему выпрямляемого напряжения UQI , . При этом ток нагрузки протекает по цепи: отвод 02 управляемый вентиль 5, отводы b/i и bo i дополнительньй вентиль, 21, нагрузка 25, дополнительный вентиль 20, отвод QQ , Через 20 эл, град, , когда мгновенное значение выпрямляемого напряжения UQ превышает мгновенное значение вЬщрямпяемого напряжения JQ h управляемый вентиль 5 запирается и ток нагрузки протекает по цепи: отвод а а , управляемый вентиль 13, допол-. нительный вентиль 23, нагрузка 25, дополнительный вентиль 20, отвод QQ Аналогично можно проследить цепь тока нагрузки через ост льные тиристоры и вен- вентили, УГОЛ проводимости секции между oi водами К и К-1 вторичной фазной обмотки в 2 2 (N- К) + 13 раз больше утла проводимости управляемого вентиля, равного углу пульсации выпрямленного напряжения. Поэтому действующее значе тока в этой секции с учетом практической прямоугольности его формы: 4 2(где HO - среднее значение выпрямленного Отметим, что, независимо от величины N I угол проводимости каждого вентиля равен 120 эл, град,. Для построения 6 J/ -пульсного преобразователя, в частности, К-ый (где К 1 2, 3 .,, , N-1) отвод каждой вторичной фазной обмотки должен быть подключен к двум парам встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с N -К -ми отводами других вторичных фазных обмоток, а N-ый отвод каждой вторичной фазной обмо1ки должен быть подключен к одной паре встречно-параллельно соединенных тиристоров, через ко1-ирые его необходимо соединить с нулевым отводом /5)угой вторичной фазной о&мотки. Вариант 18-пульсного преобразователя (фиг. 3) состоит из трехфазного траноформатора (первичная обмотка не указана) с тремя вторичными фазными обмотками. Отводы 01-I ,Ъ C этих обмоток подалючены с отводами соответственно t-,, .С,,; Qj, Cj-, dj, Ьз через две пары встречно-параплепьно соединенных управляемых вентилей 26, 27 и 28, 29; 30, 31 и 31, ЗЗ; 34, 35 и 36, 37. Отводы dji Сг. этих обмоток подключены к отводам соответственно Ъ iCjV О 2 через два встречно-параллельно соединенных тиристора 38, 39| 40, 4Г, 42, 43.Дополнительные отводьтОо bgl CQ этих обмоток подключены к общим двух дополнительных вентилей сортветственно 44,45, 4б, 47; 48, 49, Между общими точками катодов вентилей 44,46, 48 и анодов вентилей 45, 47, 49 включена нагрузка 50, Напряжения секций вторичных фазньпс обмоток между вьгоодами Q , QQ, t) , tJo o , CQ; q. ц 02 c и qj, Og: Ъ-з. bo 2 в соотношении, равном соответственно 1:2 Gbs :2со940 | что соответствует соотноше- нию единицы с удвоенными значениями, принимаемыми функцией cos -V . , где К 2,3,4, ,„ U , при . Величины напряжения U и U секции вторичной фазной обмотки соответственно между отводами 1,0 и К, К-1 опреде ляются по формулам: , 3.f6 кГ И... (KV-r oT rКривая 18-пульсного выпрямленного напряжения на нагрузке 50 формируется сгибающей положительных полуволн 18-т выпрямляемых напряжений, сдвинутых друг относительно друга на 20 эл. град. (см. фиг. 4), В каждый данный момент времени то нагрузки протекает через один управляемый и два дополнительных вентиля, работающих в cлe vющeй последовательноо ти: 26-46-451 38-46-45; 30-46-45, 34-48-45, 42-48-45, 28-48-45, 40-48-47, 36-48-47, 32-48-47, 39-44-47, 31-44-47, 27-44-47, 35-44-49, 43-44-49, 29-44-49, 33-46-49, 41-46-49, 37-46-49 (см фиг 3 и 4). Допустим, что открыт управляемьй вентиль 1 от прикладываемого к нему в прямляемого напряженияХ) этом (3) :Я.(4)) ток нагрузки протекает по цепи: отвод (Д управляемый вентиль 26, отводы bo дополнительный вентиль 46, нагрузка Дополнительный вентиль 46, отвод cl. Через 20 зл. град., когда мгновенное значение выпрямляемого напряжения UQ -, превышает мгновенное значение Ьыпрямляемого напряжения UQ , управ шемый вентиль 26 запирается и ток нагрузки протекает по цепи: отвод О дополнительный вентиль 38, отводы b и Ьд , дополнительньхй вентиль 46, нагрузка 50, дополнительный вентиль 45, отвод 0, Аналогично можно проследить цепь тока нагрузки через остальные управляемые и дополнительные вентили. Угол пр9водимости секции между отводами К и К-1 вторичной фазной обмотки в4 (N+1-K) раз больше угла проводимости тиристора, равного углу пульсации выпрямленного напряжения (здесь К 1J 2, 3,,,, , N ), Поэтому, действующее значение тока в этой секции, с учетом практической прямоугол ности его формы: , ) 3N Отметим, что независимо от величины N I угол проводимости каждого вентиля равен 120 эл, град, Для построения 6 N-пульсного преобразователя , Е типа, в частности, К-ый (где К 1, 2, 3, ,,,, N ) отвод каждой вторичной фазной обмотки должен быть подключен к двум парам встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с ( N + 1 - К)-ми отводами других вторичных фазных обмоток; Для управления 6 N-пульсными преобразовйтелями достаточно запускать каждый управляемый вентиль одиночными управляющими импульсами с частотой напряжения питающей сети. Следует отметить, что с увеличением N I то есть периодачности вьшрямления, koэффициeнт превышения ; расчетной мошг. йости трансформатора в преобразователе ka фиг. 1 убьюает, а на фиг, 3 - возрастает. Однако при достаточно больших значениях N преобразователи по фиг, 1 и фиг, 3 {)авноценны, EcjBH к дополнительно введенным отво-; дам вторичных обмоток подключить трехфазную нагрузку, соединенную в звезру (треугольник), то преобразователь можно использовать также в качестве регулятора трехфазного переменного напряжения с малой амплитудой вьюших гармоник. В качестве эквивалента встречно-параллельного соединения тиристоров в преобразователе может найти, применение .симистор. Формула изобретения Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий управляемые вентили и трансформато с тремя вторичными фазными обмотками, каждая из которых имеет JsJ отводов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, введены дополнительные вентили, собранные по трехфазной мостовой, схеме, вход переменного то762 ка которой подключен к дополнительно введенным отводам вторичных обмоток, причем управляемые вентили попарно объединены, образуя встречно-параллельные пары, каждая из которых включена между соответствующими отводами вторичньрс обмоток. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Абдулаев А. А. и др. Некоторые вопросы применения многопульсньк вьтрямителей в тиристорных электроприводах, - Краткие тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещанию, Автоматическое управление электроприводами и электромеханическими системами. Ленинград, 1974, с. 83. . 2, Авторское свидетельство СССР № 504281, кл,Н 02 М 7/06, 1973,
/ Ю i7 8 12 fS 1 5 13 9 3 f8 7 11 /5 7 S
U /y .N,. V V У N
/ Ахл .Q
// / // / /vvvT/ /vvyy
r // / X/vvVyVvvvxA
A
«Pc/e.2
734862
W 1S 8 1612 1 13 5 9 17 3 7 i5ll 2
, - - J «/ / IJ II t It
; $ Sc x vy5 «S C/ / x / VOv-s y4/6o
//ХлХА лхлхук 5С N // /
//YVvY VYVvV
/ / // / / /v/VVVvvV V
М.ИК лЛв%Я тЛ
m-b
cut
W
iW
3ffff ФиъЛ
