Устройство для искусственной коммутации Советский патент 1982 года по МПК H02M7/155 

1

Изобретение относится к электро- : технике и предЕ1азначено для использования в преобразователях с искусственной коммутацией вентилей.

Известно устройство для искусственной коммутации в вентильном преобразователе, выполненном ло мостовой схеме, подключенном к сети через преобразовательный трансформатор с нулевым выиодом, содержащее коммутирукхций конденсатор, одна обкладка которого сосди1гена с нулевым выводом преобразовательного трансформатора, а другая через распределительные управляем1 е вентили подключена к общим точкам управляемых вентилей преобразователя 1 .

Принудительная коммутагц-ш тока нагрузки Н фазах сети осуществляется усrpOiicTBOM п два этапа. На первом этапе ток 1агрузки из выключаемой фазы переводится в цепь кот денсатор.ч, о на UT(. - из цепи кондеша iopa Io 1кпн)ч.1емую фазу. На каждом этапе коммутации изменение энергии коммутирукхцего конденсатора определяется полной энергией, запасенной в индуктивности рассеяния одной фазы трансформатора, что обусловливает избыточную мощность коммутирукхцего конденсатора, его большие габариты и вес.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

10 устройство для искусственной коммутации и вентильном преобразователе, подключенном к сети через преобразовательный трансформатор, вентильные обмотки которого в каждой фазе раз15делены на две части, содержащее последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и управляемый вентиль, включенные между полуобмотками коммутируемых фаз трансформа20тора. Устройство реализует способ двухступенчатой искусственной коммутации, по которому па nepBoii ступени искусственной ко тмутации осущест вляют одновременную коммутацию тока в одной части вентильных обмоток Коммутируемых фаз, а на второй ступени - в другой части обмоток тех лее комм тируемых фаз. Б известном устройстве изменение энергии коммутирующего конденсатора на каждой ступени кoм ryтaции определяется энер гией, запасенной в индуктивности рас сеяния двух полуобмоток разных фаз. Поскольку суммарная индуктивность этих полуобмоток в два раза меньше, чем индуктивность рассеяния целой обмотки одной фазы, иэменение энергии коммутирующего конденсатора, а следовательно, его мощность в два раза меньше, чем в указанном устройстве 2 , Недостаток известного устройства необходимость в разделении вентильньщ обмоток преобразовательного трансформ тора на две части в каждой фазе, что усложняет его конструкцию, увеличивает габариты и стоимостьо Кроме того, недостатком рассмотре ных устройств такясе является невозмож ность их применения в преобразователя с преобразовательным трансформатором вентильные обмотки которого включены в треугольник, или без преобразовател ного трансформатора. Цель изобретения - улучшеи 1е массо-габаритных показателей устройства для искусственной кoм fyтaции, Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коммутирующий ковденсатор, одна обкладк которого подключена через распредёлительные тиристоры к выводами постоян ного тока тиристорного моста преобразователя, а вторая его обкладка св зана с выводами переменного тока это го моста, снабжено уравнительным реактором, концы обмотки которого подключены к входным выводам моста преобразователя, а вторая обкладка комму тирунщего конденсатора подсоединена к среднему выводу обмотки этого реактора. На фиг. 1 и 2 показаны варианты предлагаемого устройства в однофазно и трехфазной мостовых схемах преобразователя; на фиг. 3 - контуры первой и второй ступени коммутации в катодной группе тиристоров преобра зователя J на фиг. 4 - график, поясняющий работу устройства. Устройство содержит коммутирующий конденсатор 1, уравнительный реактор 2 и распределительные тиристоры 3. Одна обкладка коммутирующего конденсатора соединена со средним выводом реактора, а другая через распредели т ель Н1ле тиристоры 3 подключена к выводам постоянного тока тиристорного моста преобразователя. Рассмотрим работу устройства на примере коммутации тиристоров 4 катодной группы преобразователя. Коммутацию тока нагрузки ЗЗ начинают отпиранием распределительного тиристора 3, подключенного к общей точке комм тируемых тиристоров. При этом образуется контур первой ступеьш коммутации (фиг. З), включающий в себя предварительно заряженный {полярностью, указанной без скобок) коммутирующий конденсатор,в тиристоры 3 и 4 и пол обмотку уравнительного реактора. Коммутация происходит за счет превьшения напряжения на коммутирующем конденсаторе Up (фиг, 4) над напряжением полуобмотки Up уравнительного реактора. Это превьшение (коммутируклцая ЭДС) вызывает в контуре первой ступени коммутации ток ,, 1,. , увеличивающийся от jo до зна чения выпрямленного тока 1й в результате чего ток из цепи тиристора 4 переводится в цепь коммутирующего конденсатора. При 1., 1й пермвая ступень коммутации заканчивается, Напряжение на разряжаемом током ( коммутирующем конденсаторе по окончанию первой ступени коммутации должно превышать напряжение на полуобмотке уравнительного реактора в течение времени, достаточного для восстановления запирающих свойств тиристора 4. Фазные ЭДС на фиг. 4 обозначены как U, s В процессе первой ступени коммутации в контуре вентильной обмотки преобразовательного (или сетевого) трансформатора протекает ток i, равный приведенному ко всей обмотке уравнительного реактора току i , (т.е. KI 1 Ч который уменьшает ток i в вентильной обмотке от значения d ДО . Далее происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 1 током , Когда напряжение на конденсаторе (полярностью, указанной в скобках) станет выше напряжения на по луобмотке уравнительного реактора, присоединенной к аноду включаемо5

го тиристора 4, последний отпирается и начинается вторая ступень коммутации.

Контур второй ступени коммутации включает в себя коммутирующий конденсатор 1, полуоЬмотку уравнительного реактора 2, присоединенную ко включаемому тиристору 4, тиристоры 4 и 3. Так же как и на первой ступени коммутация напряжение конденсатора, прикладываемое к полуобмотке уравнительного реактора, вызывае в контуре второй ступени коммутации ток , который, увеличиваясь от О до значения 1а , уменьшает ток в цепи коммутирующего конденсатора ij от значения 1а до О и увеличивает ток во включаемом тиристоре 4 от О до Ij . При вторая ступень коммутации заканчивается.

Току 1 соответствует приведенный ко всей обмотке реактора ток i IK который уменьшает ток вентильной обмотки (потребляемьш из сети) от значения ДО 0« Аналогичным образом осуществляемся принудительный перевод выпрямпенного тока в две ступени в тиристорах 4 анодной группы.

Рассчеты показывают, что установленная мощность реактора составляет 17% от мощности коммутируняцего конденсатора предлагаемого устройства или 8,5% от мощности коммутирукщего конденсатора известного устройства, а суммарная установленная мощность реактора и конденсатора в предлагаемом устройстве составляет 58,5%,

150306

рт установленной мощности конденсатора известного устройства.

Таким образом, использование уравнительного реактора приводит к умень5 шению ЭДС и индуктивности в контурах каждой ступени коммутации, А следовательно, к сокращению требуемой мощно сти коммутирующего конденсатора и к улучшению массо-габаритных показате10 лей устройства.

Формула изобретения

Устройство для искусственной коммутации тиристоров мостового преобразователя, содержащее коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена через распределительные тиристоры к выводам постоянного тока тиристорного моста преобразователя а вторая - связана с выводами переменного тока этого моста, отличающееся тем, что, с целью улуч-

шения массо-габаритных показателей оно снабжено уравнительным реактором, конщз1 обмотки которого подключены к . входным выводам моста преобразователя, а вторая обкладка коммутируюцего конденсатора подсоединена к среднему выводу обмотки этого реактора

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 402999, кл. Н 02 М 5/42, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 64160, кл. 21 d 12/03.

rt

3-n

i«

0-

,V

(i

ж; ч

-j

V

Фиг. г

Г1

...j