Тиристорный преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянное Советский патент 1982 года по МПК H02M7/155 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к преобразовательной технике, и может быть использовано в MOU.Hbix электроприводах постоянного тока.

Известен выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий основную и вспомогательную вентильные группы, демпфирующий конденсатор и полностью управляемые тиристорные ключи Ю.

Недостатком выпрямителя является большая величина емкости демпфирующего конденсатора.

Известен также преобразователь переменного тока, в котором за счет введения дополнительной вентильной группы и использования определенного алгоритма управления удается снизить величину емкости демпфирующего конденсатора примерно в два раза при тех же пульсациях напряжения на конденсаторе 2.

Недостатком этого преобразователя является большое число вентилей.

Наиболее близким к предлагаемому является тиристорный преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянное, содержащий группу основных тиристоров и группу диодов, каждая из которых собрана по многофазной нулевой схеме, при этом нулевая точка каждой из групп образоват на катодами элементов, образующих эту группу, а анод каждого из эле10ментов одной группы соединен с анодом элемента соответствующей фазы другой группы, коммутирующий тиристор, подключенный анодом к общей точке анодной группы, а катодом 15к первому выходному выводу, и демпфирующий конденсатор, один из выводов которого подключен к общей точке диодной группы 31.

Недостатком известного устройства

:о является большая величина установленной мощности оборудования из-за наличия диода, включенного между общей точкой тиристорной группы и выходным 390 зажимом преобразователя. Установленная мощность этого диода равна установленной мощности основной тиристорной группы, так как через этот диод протекает полный ток нагрузки. Цель изобретения - снижение установленной мощности оборудования. Зта цель достигается тем,что втиристорном преобразователе многофазного переменного напряжения в постоянное между общей точкой основных тиристоров и вторым выходным выводом включена цепочка из двух дополнитель ных соединенных, согласно-последовательно диодов, при этом к общей точ,ке основных тиристоров подключены катод дополнительного диода и пер-, вый выходной вывод и с общей точкой дополнительных диодов соединен- другой вывод демпфирующего конденсатора. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема преобразо вателя, тиристоры которого являются полностью управляемыми; на фиг. 2 то же преобразователя, содержащего узлы принудительного запирания вентилей; на фиг. 3 - диаграмма, поясняющая работу устройства на фиг. 2. Питание преобразователя осуществляется от -проводной сети переменного тока: А,В,С - фазы питающей сети, О - нулевая шина питающего напряжения. Работоспособность предла гаемого устройства обеспечивается при условии, что индуктивность рассеяния нулевой шины равна нулю. Это условие выполняется, например, при питании преобразователя от трехфазного трансформатора, вторичные обмотки которого соединены по схеме звезда с выводом нулевой точки трансформатора. Преобразователь (фиг. 1) содержит группу основных тиристоров 1 и группу 2 диодов, каждая из которых собрана по трехфазной нулевой схеме, коммутирующий тиристор 3, подключенный анодом к общей точке диодов груп пы 2, а катодом - к выходному выводу преобразователя 4, демпфирующий конденсатор 5) один из выводов которого подключен к общей точке диодной груп пы 2, включенную между общей точкой основных тиристоров 1 и выходным зажимом преобразователя 4 цепочку иа двух соединенных согласно-последовательно диодов 6 и 7, к общей точке которых подключен другой вывод демпфирующего конденсатора 5. Нагрузка 8 подключена одним концом к выходному зажиму преобразователя k, а другим - к нулевой шине питающего напряжения. Все тиристоры, представленные на фиг. 1, являются полностью управляемыми. Схема преобразователя, представленного на фиг. 2, по существу совпадает со схемой предыдущего. В качестве основных тиристоров 1 и коммутирующего тиристора 3 в этом преобразователе использованы не полностью правляемые приборы, снабженные злами принудительного запирания вентилей. Устройство принудительного запирания основных тиристоров 1 состоит из дросселя 9, коммутирующего конденсатора 10 и тиристора 11. Устройство принудительного запирания коммутирующего тиристора 3 состоит из коммутирующего конденсатора 10, тиристора 12, обратного диода 13 и одной из обмоток дросселя , другая обмотка которого через диод 15 подключена к демпфирующему конденсатору 5. На фиг. 3 ток и напряжение конденсатора 10 соответственно обозначены как ig и Vp ; начальное напряжение на конденсаторе 10 - как 5 характеристическое сопротивление контура, образованного конденсатором 10 и дросселем 9, как Н ; характеристическое сопротивление контура, образованного конденсатором 10 и обмоткой дросселя k, как PJ ; угол восстановления вентильных свойств основных тиристоров группы 1 как Q, угол восстановления вентильных свойств коммутирующего тиристора 3 как 0. ; ток нагрузки как 1ц , а ток, выключаемый основными тиристорами группы 1 , как 3,, . Устройство работает следующим образом. На внекоммутационных интервалах ток нагрузки проводит один из основных тиристоров группы 1 (фиг. 1). Для его принудительного запирания включают коммутирующий тиристор 3. При этом демпфирующий конденсатор 5, предварительно заряженный с указанной на фиг. 1 полярностью до напряжения, превышающего амплитуду фазного напряжения питающей сети, прикладывается к нагрузке 8 через вентили 3 и 6. Ток в ветви диод 6 - демпфирующий конденсатор 5 коммутирующий тиристор 3 увели.чивается, а ток в ветви фаза сети - тиристор группы 1, протекающий за счет накопления в фазной индуктивности энергии, уменьшается. Напряжение на конденсаторе 5 уменьшается. Затем принудительно .выключают тиристор группы 1, который к этому моменту времени проводит ток 1, с . Сетевой ток переходит на диод группы 2, а через коммутирующий тиристор 3 протекает уже полный ток нагрузки 1ц. После этого коммутирующий тиристор 3 принудительно выключают.

Принципиально возможно выключать одновременно тиристор группы 1 и коммутирующий тиристор 3. Ток нагрузки, протекающий за счет индуктивности цепи нагрузки, переходит в контур нагрузка 8 - диод 6 - диод 7 нагрузка 8. Сетевой ток протекает по контуру фаза сети - диод группы 2 - демпфирующий конденсатор 5 - диод 7 - нагрузка 8 - фаза сети. На этом этапе конденсатор 5 заряжается сетевым током. После прекращения тока в ранее проводившей фазе сети заряд конденсатора 5 прекращается. Затем необходимо подать импульс управления на оче редной тиристор группы 1. При этом ток нагрузки начнет переходить с ветви диод 6 - диод 7 на ветвь фаза сети - тиристор группы 1. Принудительное запирание очередного основного тиристора производится аналогично.

Предлагаемое устройство может быть выполнено на вентилях с неполной управляемостью, снабженных узлами запирания (фиг. 2 ). Для запирания тиристоров группы 1 включают тиристоры 11 и коммутирующий конденсатор 10 перезаряжается через дроссель 9. Для запирания коммутирующего тиристора 3 включают тиристор 12 и коммутирующий конденсатор 10 перезаряжается через одну из обмоток дросселя I и диод 13. Другая обмотка дросселя 14 и диод 15 предназначены для отвода энергии из контура коммутации.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет снизить установленную мощность оборудовани на 20-30% вследствие того, что оно не содержит диод,установленная мощность которого равна установленной мощности группы основных тиристоров.

Формула изобретения

Тиристорный преобразователь многофазного переменного напряжения в постоянное, содержащий группу основных тиристоров и группу диодов, каждая из которых собрана по многофазной нулевой схеме, при этом нулевая точка каждой из групп образована катодами элементов,образующих эту группу, а анод каждого из элементов одной группы соединен с анодом элемента соответствующей фазы другой группы, коммутирующий тиристор, подключенный анодом к общей точке диодной группы, а катодом - к первому выходному выводу, и демпфирующий конденсатор, один из выводов которого подключен к общей точке диодной группы, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной ощности, между общей точкой основных тиристоров и вторым выходным выводом включена цепочка из двух дополнительных, соединенных согласнопоследовательно диодов, при этом к общей точке основных тиристоров подключены катод дополнительного диода и первый выходной вывод, и с общей точкой дополнительных диодов соединен другой вывод демпфирующего конденсатора.

Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 519832, кл. Н 02 М 7/155, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР 453778, кл. Н 02 М 7/12, 1971.

3- Авторское свидетельство СССР 607320, кл. Н 02 М 7/12, 1976.

/1В

Ate J9 i( ff