Преобразователь переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям переменного тока в постоянный с искусственной коммутацией, и может быть использовано, например, в регулируемом электроприводе постоянного тока или в качестве тиристорного источника реактивной мощности. Известен преобразователь переменного тока, состоящий из группы силовых тиристоров, катоды которых соединены в общую точку для подключения нагрузки, диодной группы, катоды которой соединены с одной обкладкой конденсатора фильтра, другая обкладка которого через разделительный диод соединена с катодами силовых тиристоров; группы ко мутирующих тиристоров, катоды которых соединены с точкой соединения конденсатора фильтра и разделительного диода коммутирующего узла |1 . Такое построение силовой схемы преобразователя позволяет ограничить пере- напряжения при широком диапазоне регулирования выпрямленного напряжения, уменьшить относит ел bHjTO мощность устройства ограничения перенапряжения. Низд:ая эксплуаташюнная надежность работы преобразователя обусловлена срывами работы при глубоком регулировании выпрямленного напряжения. Формирование второго этапа коммутации тока в фэзах преобразователя начинается при переходе тока выключаемойфазы в пепь конденсатора фильтра и разделительного диода. При этом ток включаемой фазы должен перейти из цепи коммутирукдцего тиристора в цепь включаемого силового тиристора. При малых токах нагрузки не происходит четкого перехода тока из цепи комк утирующего тиристора в цепь синфазного с ним силового тиристора, что объясняется различием параметров тиристоров, наличием индуктивностей ошиновки силовых тиристоров,; индуктивностями анодных делителей при включении сила вых тиристоров параллельно. Это приводит к тому, что ток, протекающий на перBOM этапе коммутации через комк утирую щий тиристор и являющийся током акпючаемой фазы, продолжает оставать :я в цепи этотх) тиристора и на внекоммута- ционном интервале. Такой режим недопус тим, так как при последующей коммутации через открытый коммутирующий тиристор к нагрузке прикладывается сумма напряжений конденсатора фильтра и напряжения питающей сети, что приводит к перенапряжениям на нагрузке. После око чания коммутации ток очередной выключаемой фазы не прерывается, а продолжает протекать через коммутирующий ти ристор и разделительный диод, преобразователь становится неуправляемым. Для устранения этого и исключения аварийных режимов завышают ycTanojs- ленную мощность коммутирующих тиристоров и включают в цепь разделительног диода {эезистор с цельюувеличения падения напряжений в цепи разделительного диода и ускорения процесса переключения тока из цепи коммутирутацего тирис тора в цепь силового тиристора. Однако это приводит к ухудшению стоимостных и энергетических показателей преобразователя и не всегда гарантирует надежность работы преобразователя, Целью дополнительного изобретения является повыщение эксплуатационной на дежности преобразователя в работ при глубоком регулировании выпрямленного напряжения. Это достигается тем, что в преюбразователь переменного тока вводится импульсный трансформатор, первичная обмотка которого включена в цепь раздели тельного диода, а вторичная обмотка через другой диод включена параллельно конденса ору фильтра. При этом обмотки включень так, чтоб при протекании тока в цепи разделительного диода Э.Д.С., наводимая на втормчной обмотке трансформатора, быле напре лена встр)ечно напряжению конденсатора фильтра. На фиг. 1 приведена схема предпагае мого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие процессы коммутации в фазах Преобразователя без учета процессов, прюисходящих в коммутирующем узле. Устройство содержит группу сиповых тиристоров 1-3, катоды которых соединены в общую точку, группу диодов 4-6 катоды которых объединены, конденсатор фильтра 7, одна обкладка которого подключена к катодам диодной группы, а другая - к точке соединения анода разделительного диода 8 и катодам группы коммутирующих тиристоров 9-11, Коммутирующий узел, состоящий из конденсатора 12, дросселей 13, 14, обратного диода 15, тиристора 16, включен между катодами диодов 4-6 и катодами сиповых тиристоров 1-3. Первичная обмотка импульсного трансформатора 17 Включена между катодом разделительного диода 8 и катодами силовых тиристоров 1-3. Вторичная обмотка импульсного трансформатора 17 включена параллельно конденсатору фильтра 7 через диод 18. Нагрузка 19 включена между общей точкой катодов силовых тиристоров и нулем питающей сети. Устройство работает следующим обраром. При подаче питающего напряжения конденсатор фильтра 7 заряжается через диодную группу 4-6 , диод 8, первичную обмотку трансформатора 17 и нагрузку 19. Одновременно конденсатор 12 узла искусственной коммутации заряжается через диодную группу 4-6, дроссель 13 и нагрузку 19, На фиг. 1 первоначальная полярность конденсаторов показана знаками плюс и минус. Допустим проводит силовой тиристор 3. Для искусственной коммутации тока из силового тиристора 3 в силовой тиристор 1 включают коммутирующий тиристор 9, тиристор 16 коммутирующего узла, подают импульс управления на силовой тиристор 1. При этом конденсатор фильтра 7 оказывается включенным между коммутируемыми фазами, вследствие чего ток из проводящей фазы переходит в очередную фазу-. Ток тиристора 3 уменьшается, а ток коммутрфующего тиристора 9 увеличивается, при эт-ом конденсатор фильтра 7 заряжается током включаемой фазы. Одновременно через тиристор 16 узла искусственной коммутации происходит перэзаряд коммутирующего конденсатора 12 через дроссель 13. Через полпериода собственных колебаний коммутирующего контура начинается обратный перезаряд конденсатора 12, в результате чего тиристор 16 запирается, при этом одновременно с тиристором 16 запирается силовой тиристор 3, а протекающий через него ток начинает протекать через диод 6. После окончания обратного перезаряда конденсатора 12 диод 15 запирается и ок нагрузки переходит в цепь конденсатора i2, дозаряжая его. Как только сравняются напряжения на конденсаторах 7, 12, ток выключаемой фазы переходит в цепь конденсатора фильтра 7 и протекает через диод 8, первичную обмотку импульо кого трашформатора 17 и нагрузку 19. При протекании тока через первичную обмотку импульсного трансформатора 17 на вторичной обмотке наводится э.д.с., которая открывает диод 18 и на первичной обмотке трансформатора появляется напряжение, определяемое напряжением на конденсаторе фильтра 7 и коэффициентом трансформации импульсного трансфер матора 17.

Ток из коммутирукжцего .тиристора 9 переходит в силовой тиристор 1, при этом напряжение на первичной обмотке импульо ного трансформатора 17 способствует быстрому переводу тока включаемой фазы из цепи коммутирующего тиристора 9. Процесс коммутации заканчивается после спадания тока выключаемой фазы, протекающего через диод 6, конденсатор фпльтра 7, диод 8 и нагрузку 19 до нуля.

Использование изобретения позволяет повысить эксплуатационную надежность преобразователя путем устранения режимов непол ной згправпяемости преобразователя при глубоком регулировании выпрямленного напряжения.

Формула изобретения

0

Преобразователь переменного тока по авт. свид. N 453778, отличающийся тем, что, с цепью повышения надежности, в него введен импульсный трансформатор, первичная обмотка кото5рого включена в цепь разделительного диода, а вторичная обмотка включена через другой диод параллельно конденсатору фильтра.

Источники информации, nptmHTbie во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 453778, кл. Н 02 М 7/12, 1974.

t

-яка