ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1951 года по МПК H02M7/70 

Преобразование переменного тока в постоянный и постоянного в переменный посредством ионных преобразователей по обычным схемам с естественной коммутацией связано с потреблением преобразовательными установками значительной реактивной мощности. Для устранения этого существенного для преобразовательных установок недостатка имеются различные схемы с искусственной коммутацией. Эти схемы требуют для своего осуществления дополнительных вентилей, необходимых для переключения коммутирующего конденсатора, или совершенно не приспособлены для мощных установок.

Предлагаемый преобразователь с опережающим углом сдвига и без дополнительных коммутирующих вентилей дает возможность генерировать реактивную мощность любого знака. Коммутирующий конденсатор автоматически перезаряжается переменной составляющей анодных токов. Эффективность схемы зависит от величины среднего значения тока, проходящего через конденсатор за время горения одного анода. Это среднее значение тока конденсатора должно быть, значительно меньше, чем среднее значение за то же время переменной составляющей анодного тока.

Необходимая величина среднего значения тока, проходящего через коммутирующий конденсатор, определяется в зависимости от времени прохождения переменной составляющей анодного тока через конденсатор.

Преобразовательное устройство состоит из двух преобразователей, соединенных.так, чтобы переменные составляющие анодных токов от отдельных преобразователей замыкались через конденсаторы встречно. Если при этом э.д.с. трансформаторов преобразователей не сдвинуты по фазе и если углы регулирования преобразователей одинаковы, то через конденсаторы ток не проходит.

Если угол сдвига между указанные э.д.с, обозначены через и углы регулирования α₁ и α₂ неравны между собой, ток через конденсаторы проходит в течение времени t_c при α₁=α₂=α и напряжение на конденсаторе

где Iα - ток нагрузки.

С другой стороны:

где U_m - напряжение сети.

Отсюда U_m Sin α.

Реактивная мощность, генерируемая схемой, равна:

Sin α или

Реактивная мощность, получаемая от конденсаторов, присоединенных непосредственно к сети, равна:

Эффективность схемы преобразователя K, то есть отношение реактивной мощности, генерируемой схемой с конденсаторами данной емкости, к реактивной мощности, получаемой при присоединении тех же конденсаторов непосредственно к сети с напряжением U_m

При угле сдвига K>1, то есть, преобразователь даст реактивную мощность, большую, чем мощность, которую можно получить непосредственно от конденсаторов.

Преобразователь может быть выполнен однофазным и трехфазным, а также однотактным или двухтактным. Конденсатор может быть подключен в схеме или непосредственно, или через специальный добавочный трансформатор.

Пребразователь дает возможность регулировать угол сдвига независимо от изменений тока нагрузки и емкости. При обратном зажигании в неработающем вентиле обмотки анодных трансформаторов замыкаются не накоротко, а через конденсатор небольшой емкости, являющийся большим сопротивлением для переменного тока. Поэтому токи при обратном зажигании невелики и не являются токами короткого замыкания. Одновременное обратное зажигание в нескольких вентилях или одновременные пробки конденсатора с обратным зажиганием в вентиле мало вероятны. Поэтому преобразователь устойчив при обратным зажиганиях.

На фиг. 1 изображен преобразователь, состоящий из двух параллельно соединеных однофазных преобразователей; на фиг. 2 - преобразователь, состоящий из двух последовательно соединенных трехфазных преобразователей.

Приняты следующие обозначения на фиг. 1: 1 и 2 - однофазные преобразователи; 3 - коммутирующий конденсатор; 4 - добавочный трансформатор, при помощи которого, конденсатор присоединяется к схеме; 5 - уравнительный дроссель; на фиг. 2: 6 и 7 - два последовательно соединенных трехфазных преобразователя; 8, 9 и 10 - коммутирующие конденсаторы; 11 - реактивная катушка в цепи постоянного, тока.

Преобразователь переменного тока в постояннный или постоянного в переменный, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой преобразователем реактивной мощности, в схеме применена одна группа коммутирующих конденсаторов, общая для двух групп вентилей, включенная таким образом, что ток перезаряда конденсаторов проходит через них лишь небольшую часть периода.