Регулятор трехфазного переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F5/00 H02M5/257 

(54) РЕГУЛЯТОР ТРЕХФАЗНОГО ПЕЖМЕШЮГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к устройствам силовой преобразовательной техники и промышленной эпектроннки, иаюльзуемым для решения задач стабклюации, регулирования, симметрирования и коммутащпс переменных токов и напряжений.

По основному авт. св. № 393736 известен регулятор трехфазного переменного напряжения, содержащий трт диодно-тиристориых ключа, три распредешпепьных даода, катоды которых соединены с катодами тиристоре диодно-тиристорных ключей, а объединенные аноды - с катодом коммутирующего тиристора, коммутирующие конденсатор и дроссель, зарядами тиристор, трехфазный выпрямпельный мост, закорачиваемый вторым шунтирующим тиристором, п{ш зтом анод ком гарующего тиристора подключен к катоду зарядаого тиристора и через коммутирукндий конденсатор и дроссель к минусовому отводу трехфазного вьтрямительиснч) моста, к плюсовому выводу которого подключен анод зарядного тиристора 1.

Для принудительной коммутации силовых тиристоров, входящих в состав диодно-тиристорных , в таком регуляторе путем подащ импульсов управления включаются коммутнрзющий и шунтирующий тиристоры. При этом благодаря иидуктивностям сети, сначала, в течешю времени t, одновременно по всем трем распределительным диодам и трем силовым диодам, входящим в состав диодно-тиристорных ключей, и цепи, включаю10щей вШ1рямнтвльиый мост, шунтирующий тиристор, коммутирующую цепочку и коМмутирухяций тиристор, проходят импульс тока коммутации. В результате этого осуществляется выключение силовых тиристоров. За15тем при снижении тока коммутации ниже коммутируемого тока импульс тока коммуташш проходит уже через один из распределительных диодов и цепь, включающую питающую сеть, силовые диоды, входящие в состав даодно-тиристорных ключей и выпрямительного моста, и шунтирующий тиристор. В результате зтого происходит перезаряд коммутирующего конденсатора. Для коммутации 39 тиристора, шунтирующего диодный вьшрямительный мост, включаются таристоры диодно-тиристо1жых ключей и зарядный тиристор. При этом благодаря индуктивности сети сначала, в течение времени 1„ , импульс коммутации проходит по всем диодам выпрямительного моста, осуществляя выключение шунтирующего тиристора, затем череч вьшрямительный диодный мост происходит заряд коммутирующего конденсатора. Во время этого заряда за счет энергии, поступающей. от сети питания, в коммутирующем конденсаторе накапливается излишек энергии, что при, водит к завышению установленной мощности (масса, габариты, стоимость) элементов коммутир)тощей цепочки, перенапряжениям на элементах устройства и снижению его КПД. Цель изобретения - снижение установленной мощности коммзггарующего конденсатора и коммутирующего дросселя, а также повышение КПД регулятора за счет сокращения числа элементов, по которым одновременно протекает импульс тока коммутации. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве диод в каждом из дио но-тиристорных ключей выполнен управляемым. В результате импульс тока коммутации од новременно проходит не через три, а лишь через один юш два силовых тиристора вентильных ключей, что позволяет существенно снизить требуемый для коммутаций зчряд. Объясняется это тем, что в трехпроводной трехфазной системе протекание тока в одном направлении возможно одновременно лишь в одном или двух проводах. Поэтому в регуляторе на силовых вентильных ключах составленных из встречно-параллельных тирис торов, в любой момент времени в одну сто рону проводят лишь один или два силовых тиристора, через которые по соответствующи распределительным диодам и может пройти импульс тока, коммутации. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры «мпульсав управления; на фиг. .3 - эпюры напряжений питающей сети и нагрузки. Регулятор трехфазного переменного напряжения содержит силов5«о цепь , включающую демпфирующие дроссели 1 и тиристорные силовые ключи 2, составленные из встречно параллельных тиристоров и включенные посл довательно между входными и выходными зажимами регулятора, к которым подключается сеть питания и нагрузка соответственно диодный вьшрямительный мост 3, выход ко торого зашунтирован тиристором 4, а входы которого соединены с выходными зажимами регулятора, цепь коммутации, включающую распределительные диоды 5-7 коммутирующий тиристор 8, зарядный тиристор 9, коммутирующую цепочку, состоящую из последовательно соединенных коммутирующего дросселя 10 и коммутирующего конденсатора II и блок 12 управления. Катоды распределительных диодов 5-7 соединены с силовой цепью в точках соединения демпфирующих дросделей 1 и тиристорных ключей 2. Аноды диодов 5-7 соединены с катодом коммутирующего тиристора 9. Анод тиристора 9 соединен с катодной группой диодного моста 3. Коммутирующая цепочка, состоящая из дросселя 10 и конденсатора 11 включена между анодом коммутирующего тиристора 8 и анодной группой выпрямительного моста 3. Управляющие электроды тиристоров 2, 4, 8 и 9 подключены к выходам блока управления. Устройство работает следующим образом. Тиристорные ключи 2 включаются одновременно. При этом тиристорные ключи 2 и тиристор 4, шунтирующий диодный мост 3, включаются поочередно через регулируемые промежутки времени. Включение тиристорных ключей 2, так же, как и шунтирующего тиристора 4, производится периодически, Ч1,рез равные отрезки времени, еттределяемые частотой комм)тации. Зарядный тиристор 9 включается одновременно с тиристорными ключами 2, а коммутир)тощий тиристор 8 - одновременно -с шунтирующим тиристором 4. Так как в трехпроводной трехфазной системе в одном направлении одновременно могут протекать токи лишь в одном или двух проводах, то и в тиристорных ключах 2 в любой момент времени оказываются включенными лишь один или два одинаково направленных ти жстора. Принудительная коммутация тиристоров силовых ключей 2 осуществляется при включении коммутирующего тиристора 8 импульсом Hj управления (фиг. 2). Это происходит за счет про екайия импульса тока коммутации через тиристор 8, один или два распределительных диода 5-7 и соответству ощие им одш или два проводящих в одну сторону силовых тиристора, входящих в состав силовых юночей 2 и аноды которых соединены с катодами распределительных диодов, диодаьЕн мост 3, шунтирующий тиристор 4 и коммзггарующую цепочку из дросселя 10 и конденсатора 11, предварительно заряженного до подярности, указанной в скобках на фиг. 1. При этом через вьшрямительный мост 3 и распределительные диоды, по которым не протекает импульс тока

коммутации, к тиристорам силовых ключей 2, проводящим в противоположиую сторону катоды которых соединены с катодами распределительных диодов, прикладывается запирающее напряжение, в результате чегоs

они выключаются. Этот процесс длится время t , соответствующее времени выключения тиристоров, по истечений которого продолжается перезаряд конденсатора II до полярности, указанной в скобках на фиг. 1, по Ю цепи, включающей один из распределительных диодов 5-7, питающую сеть, демпфирующие дросселН 1, тиристоры силовых ключей 2, диоды выпрямительного моста 3 и тунтирующий тиристор 4. После окончания пе- is резаряда все силовые тиристоры 2 шсазываются вьпслючены.

Принудительная коммутация щунтирующего тиристора 4 осупхествляется при включении зарядного тиристора 9 импульсом И (фиг.2). 20 Это происходит за счет протекания, благодаря демпфирующему действию дросселей 1, импульса тока коммутации через все Диоды выпрямительного моста 3 одновремешо. При этом в цепь коммутации входит зарядный . 2S тиристор и коммутирующая цепочка из дросселя 10 и конденсатора 11, предварительно заряженного до полярности, указанной в скобках на фиг. 1. Этот процесс также дЛится время t , по истечении которого за счет снижегам импульса тока коммутации ниже коммутируемого тока диодный мост 3 переходит в режим выпрямителя и обеот вчивает заряд конденсатора 11 до полярности, указанной без скобок на фиг. 1.

При включении тиристорных ключей 2 нагрузка подключается к питающей сети, а при их отключении отключается от сети и щунтируется через диодный мост 3, включающимся тиристором 4. В результате таких . переключений, происходящих периодически с частотой коммутации а также путем регулирования относительной длительности включенного состояния тиристорных ключей 2, прсжзводится регулирование переменных напряжений на выходе устройства. На фиг. 3 показаны эпюры напряжения питающей сети ( УС ) и напряжения на нагрузке (Оц), поясашющие способ регулирования, реализуемый в регуляторе.

Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить массо-габаритные показатели элементов коммутирующей цепочки в 1,5 раза и одновременно повысить КПД, регулятора за счет снижения потерь в вентилях цепи коммутации.

Формула изобретения

Регулятор трехфазного переменного напря1жения по авт. св. N 393736, отличаю.щ и и с я тем, что, с целью снижения установленной мощности элементов цепи коммутации и повышения КПД, диод в каждом из диодно-тиристорных ключей вьшолнен )а1равляемым.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(lzaH

I-Й1

.

«

§

1

т

CSJ

io

&

Ьы

§ A A

и

/

41

A/i.j