Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1981 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к силойой преобразовательной т:ехнике и может быть использовано в качестве источника питания реверсявдаю st. прямлеиньвл током. Известны тиристорные преобразователи, в которых для питания нагрузки реверсивным выпрямленным током исполь зуются нереверсивные нагрузки выпрями теди с реверсорами. Контактные или бесконтактные (тиристорные) реверсоры у данных преобразователей обеспечивают необходимое изменение направле ния реверсирования тока в нагрузке ll Однако такие преобразователи, как и всякие неконпенсированные выпрямители, имеют низкий коэффициент мощности. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с одной соединенной в треугольник трехфазной первичной и двумя трехфазными вторич ными обмотками, соединенными одна в прямую, а другая в обратную звезды, причем, нулевые точки вторичных обмо так объединены, а их концы подключены к диагоналям переменного тока дву выпрямительных мостов на тиристорах, у. которых полюса, образованные анодными группами тиристоров соединены между собой непосредственно, образуя обпщй полюс, а полюса образованные катодными группами тиристоров - через конденсаторную батарею . Недостатком известного преобразователя является ограниченные функциональные возможности, в частности невозможность реверсирования тока в нагрузке. Цель изобретения - расширение функхцюнальных возможностей. Указанная цель достигается тем, что преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с одной соединенной в треугольник трехфазной первичной и двумя трехфазными вторичными обмотками, соединенными одна в прямую , а другая в обратную звезды, причем нулевые точки вторнчных обмоток объединены, а их концы подключены к диагоналям переменного тока двух выпрямительных мостов на тиристорах, у которых полюса, образованные анодными группами тиристоров соединены между собой непосредственно, образуя общий полюс, а полюса, образованные катодными группами тиристоров - через конденсаторную батарею, снабжен дополнительными тиристорами, причем полюс, образованный катодной группой тиристоров каждого выпрямительного моста соединен с каждым из. дополнительных тиристоров, включенных в прямом направлении, а общий полюс тиристоров анодных групп выпрямительных мостов соединен с каждым из выходных выводов через один из дополнительных тиристоров/ включенных в обратном направлении.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит трансформатор 1, для управляемых выпрямительных моста 2 и Зд конденсаторную батарею А,- реверсор 5 и цепь б нагрузки. Реверсор 5 состоит из дополнительных тиристоров 7-12.

Преобразователь работает следующим образом.

Поскольку нулевые точки вторичных обмоток трансформатора объединены, то в каждом из выпрямительных мостов 2 и 3 продолжительность работы вентилей (тиристоров) равна 60 градусам (исключая угол коммутации вентилей).

В интервале времени, когда нагрузка питается выпрямленным током прямого направления, наряду с выпрямительнылш мостами 2 и 3 в реверсоре 5 работают поочередно дополнительные тиристоры 7 и 8 и постоянно - тиристор 9. Импульсы управления с дополнительных тиристоров 10 11 и 12 сняты поэтому эти тиристоры закрыты. Если в катодных группах мостов 2 и 3 ток проводит тиристор, принадлежащий выпрямительному мосту 2, то импульсуправления подается на дополнительный тиристор 8 J и этот тиристор оказывается открытым. Создается ледующий контур прртекания тока: тиристор катодной группы моста 2, конденсаторная батарея 4, дополнительный тиристор 8, цепь 6 нагрузки, дополнительный тиристор 9, тиристор анодной группы моста 2 или 3, вторичные обмотки трансформатора. Спустя 60 градусов в катодных группах ток начинает проводить тиристор, принадлежащий выпрямительному мосту 3. Импульс управления подается на дополнительный тиристор 7 и снимается с дополнительного тиристора 8. Дополнительный тиристор 7 открывается и создаГется новый контур протекания тока: тиристор катодной группы моста 3, конденсаторная батарея 4, дополнительный тиристор 7, цепь нагрузки 6, дополнительный тиристор 9, тиристор анодной группы моста 3 или 2, вторичные обмотки трансформатора.

Еще спустя 60 градусов создается контур, подобный первому, и т.д. В результате цепь 6 нагрузки обтекается прямым вертикальным .током, а напряжение на конденсаторной батарее 4 меняет полярность и имеет частоту в три раза большую, чем частота сети. Под действием напряжения на конденсаторной батарее 4 осуществляется искусственная коммутация в катодных группах тиристоров момтов 2 и 3. Благодаря этому, преобразователь имеет высокий коэффициент мощности, обладает хорошими регулировочными свойстваiliH и имеет улучшенный спектральный состав сетевого тока и выпрямленного калряжения.

Для осуществления реверсирования выпрямленного тока-с помощью системы импульсно-фазового управления мостами 2 и 3, выпрямленный ток снижается до нуля, затем в бестоковую паузу снятием импульсов управления выводится из работы дополнительные тиристоры 7 , 8 и 9, и подачей импульсов управления вводятся в работу дополнительные тиристоры 10, 11 и 12. Далее с помощью системы импульсно-фазового управления мостов 2 и 3 выпрямленный ток увеличивается до необходимой величины. Теперь через нагрузку выпрямленный ток протекает в обратном направлении. На конденсаторной батарее по-прежнему напряжение изменяется с тройной частотой. Наличие этого напряжения обеспечивает высокие энерге ические показатели преобразователя. Обратное реверсирование выпрямлЪнно- го тока осуществляется аналогично.

Технико-экономический эффект данного изобретения состоит в повышении КПД преобразователя, улучшении качества продукции, например, при использовании его в электролизе цинка, снижении удельного расхода электроэнергии на электролиз.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с одной соединенной в треугольник трехфазной первичной и двумя трехфазными вторичными обмотками соединенными одна в прямую, а другая в обратную звезды, причем нулевые точки,.вторичных обмоток объединены, а ихконцы подключены к диагоналям переменного тока двух выпрямительных мостов на тиристорах, у которых полюса, образованные анодными группами тиристоров соединены между собой непосредственно, образуя общий полюс, а полюса, образованные катоднылда группами тиристоров - через конденсаторную .батарею, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительными тиристорами, причем полюс, образованный катодной

группой тиристоров каждого выпрямительного моста, соединен с каждым из выходных выводов через один из дополнительных тиристоров, включенных в прямом направлении, а общий полюс тиристоров анодных групп выпрямительных мостов соединен с каждым из выходных выводов через один из дополнительных тиристоров, включенных в обратном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Солодухо Я.Ю. и др. Тиристорные электроприводы с реверсорами. М., Энергия, 1977. с. 4.

2.Сахаров В.Ф. и др. Режим работы полукомпенсированных выпрямителей с комбинированным способом регулирования напряжения. - Промышленная энергетика, 1976, 8, с. 18.

- f -т t - т P-S

1 и

atr

t

гъ

s

13

«г