Непосредственный тиристорный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК H02M5/02 

Изобретение отсноситея к преобразовательной технике, а именно к непосредственным преобразователям частоты, выпрямителям и инверторам с однополярными устройствами принудительной коммутации с независимым зарядом коммутирующего конденсатора.

Известны непосредственные т.иристорные преобразователи частоты с однополярными устройствами принудительной коммутации, каждое из которых представляет собой коммутирую-щую iC-цепь с отдельной цепью заряда коммутирующего конденсатора, 1.

Недостаток таких преобразователей заключается в непрерывном накоплении избыточного заряда на коммутирующих конденсаторах.

Известны схемы сброса избыточной энергии заряда коммутирукядего конденсатора в источник питания с помощью дополнительной обмотки на ,мМутирующем дросселе, подключенной к источнику через обратный диод.

Однако в таких схемах напряжение на коммутирующем конденсаторе принципиально выше напряжения источника питания и, кроме toro, может быть применено только в случаях, когда

источник обладает обратной проводимостью.

Известнытакже схемы тиристорных преобразователей с увеличением рассеяния энергии в коммутирующих контурах за счёт введения дополнительных сопротивлений шунтирующих заряжающие тиристоры.

Известен также непосредственный

10 тиристорный преобразователь, содержащий в каждой фазе токоограничивающий .дроссель, включённый между двумя .линейными тиристорными группами и снабженный двумя однополяр15ными устройствами принудительной коммутации, каждое из которых представляет собой последов ательно соединенные заряжаквдий тиристор и коммутйру1ощую ЬС-цепь, являющийся

20 прототипом 2 .

Известен также непосредственный преобразователь частоты с токоограничиванацими дросселями, включёнными . между линейными группами

25 основных тиристоров преобразователя И снабженных дополнительными обмотками 3 .

Перечисленные .схеки не обеспечивают ограничения избыточнс5го заря30

да KOMiyEyTHpyroiiiero конденсатора и приводят к завышению их установленной мощности и кувеличению коммутационных потерь.

Целью описываемого изобретения является снижение установленной лющности коммутирующих элементов,

Цель достигается благодаря тому, что указанные дополнительные обмотк токоограничивазощих дросселей включены через обратный диод параллельно цепи, состоящей из коммутирующего дрсюселя и заряжающего тиристора.

На чертеже приведена принципиальная схема описываемого непосредственно тиристорного преобразователя с принудительной коммутацией.

Непосредственный тиристорный преобразователь сострит из катодных и анодных групп основных тиристоров 1-6, между которыми включены токоограничивающие дроссели 7-9; двух однополярннх устройств принудительной коммутации 10, 11, соединенных с питакщей сетью вентильными группами 12, 13, и конденсатора фильтра 14. Каждое из однополярных устройст принудительной коммутации состоит из дросселя 15 с отпайкой, коммутирующего тиристора 16, шунтирован. цепью 17 из резистора и обратного диода, заряжающего тиристора 18 и коммутирующей LC-цепи, состоящей из конденсатора 19 и дросселя 20. Токоограничивающие дроссели снабжены вторичными обмотками 21,

22,включенными параллельно коммутирующим дросселям и заряжающим тиристорам через обратные диоды

23,24.

Токоограничивакадие дроссели 7-9 могут быть выполненными как в однофазном, так и в трехфазном варианте. При этом принцип действия остается неизменным.

В связи с тем, что направления ЭДС самоиндукции в токоограничивающих дросселях не зависят от того какие группы работают катодные или анодные и всегда направлены справа налево, рассмотрим принцип действия предлагаемого изобретения на примере коммутации катодйых груп тиристоров.

- Для коммутации катодных групп включается коммутирующий тиристор li6« через который происходит разряд предварительно заряженного коммутирующего конденсатора 19, При этом к запираемому осяовно му тиристору катодной группы прикладывается ЭДС левой полуобмотки дросселя 15, составляющей некоторую часть ЭДС коммутирующего дросселя 20. В тот мсЯмент, когда ток конденсатора 19 .снизится до величины тока нагрузки и ток через цепь 17 упадет до нуля

:включает4я заряжающий тиристор 18, обеспечивающий дозаряд коммутирующего конденсатора 19 с полярностью плюс слева, минус справа.

В тот момент, когда напряжение на коммутирующем конденсаторе до- стигает величины большей ЭДС источника питания, ЭДС коммутирующего дросселя меняет свой знак и оказывается направленной согласно с проводимостью заряжающего тиристора 18 и диода 23. Через этот тиристор 18 и диод 23 ЭДС коммутирующего дроселя оказывается приложенной к обмотке 21, намотанной на тот же сердечник, что и обмотки дросселей 7-9, на которых наводится ЭДС, направленная согласно с током нагрузки.

При этом часть энергии коммутирущего дросселя сбрасывается в нагрузку, что снижает величину избыточной энергии, отдаваемой дросселем конденсатору. Разность между напряжением заряженного конденсатора и ЭДС источника через обратный диод 23 также приложена к обмотке 21, что обеспечивает сброс з нагрузку значительной части из.быточной энергии конденсатора.

Таким образом, напряжение на конденсаторе устанавливается на уровне ЭДС источника, независимо от величины тока нагрузки, а коммутационные потери энергии и установленная мощность оборудования значительно снижаются.

Кроме того, за счет.того, что после каждой коммутации к нагрузке прикладывается дополнительный импульс Напряжения, происходит улучнзение гармонического состава выходного напряжения и уменьшение сбласти прерывистых токов на низких частотах в случае двигательной нагрузки преобразователя. .

Формула изоб эетения

Непосредственный тиристорный преобразователь, сЪдержащий в каждой, фазе токоограничивающий дроссель, включенный между двумя линейными тиристорными группами и снабже..нный дополнительной обмоткой, каждая из которых связана с одним из двух однополярных устройств принудительйой коммутации, каждое из которых представляет собой последовательно соединенные эар;1жающий тиристор и коммутирующую LC -цепь, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности ком мутирующих элементов, каждая из указанных дополнительных обмоток включена через обратный диод параллельно цепи, состоящей из коммутирующего дросселя и заряжающего.тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 311364, кл. Н 02 Р Г3/16, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 457153, кл. Н 02 М 7/52,;i575. .

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 1903565/07,

кл. Н 02 М 5/27 10.04.73.