Тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное для активной нагрузки Советский патент 1982 года по МПК H02M5/12 

1

Изобретение относится к полупроводниковым (тиристорным) преобразователям-регуляторам переменного напряжения и может быть использовано в качестве исполнительного устройства автоматизированных промышленных электронагревателей сопротивления в различных отраслях промышленности (например, в стройиндустрии, металлообработке, химии и т.д.).

Известные тиристорные преобразователи переменного напряжения, содержащие пары параллельно-встречных тиристоров, включенных между входными выводами и нагрузкой, отличаются низким коэффициентом мощности при глубоком регулировании. Для повышения энергетических показателей тиристорных преобразователей переменного напряжения для активных нагрузок применяется секционирование нагрузок. В таких преобразователях использование принципа зононепрерывного регулирования позволяет существенно повысить коэффициент мощности на всем диапазоне регулирования и в некоторых промежуточнйх точках регулировочной характеристики получить значение коэффициента мощности равное единице 1.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное для активной нагрузки, содержащий два тиристора, анод одного из которых соединен с катодом другого и одним из входных выводов при этом катод первого тиристора соединён с первым выводом для подключения первого элемента (секции) нагрузки, анод второго тиристора соединен с первым чывппом для подключения второго элемента нагрузки, второй входной вывод соединен с общей точкой вторичных выводов для подключения каждого элемента нагрузки, а между первыми выводами для подключения первого и второго

элементов нагрузки включена тиристорная цепочка, образующая с первым и торым тиристором замкнутый контур в приводящем направлении. Регулироаочная характеристика известного преобразователя состоит из двух участijtoB. На первом участке изменяют углы отпирания двух основных тиристоров при закрытом третьем тиристоре а на втором участке изменяют углы отпирания третьего тиристора, отпирая два основных тиристора в моменты их естественной коммутации. На границе участков регулировочной характеристики коэффициент мощности равен единице -2.1.

Недостатком известного преобразователя является низкий коэффициент мощности на участках регулировочной характеристики, небольшой диапазон регулирования при доступном коэффициенте мощности.

Цель изобретения - повышение общего коэффициента мощности преобразователя, расширение диапазона регулирования преобразователя.

Поставленная цель достигается тем что тиристорная цепочка содержит п согласно-последовательно включенных тиристоров, общие точки которых образуют выводы для подключения дополнительных элементов нагрузки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого тиристорного преобразователя; на фиг. 2 и 3 линейные диаграммы токов на втором и третьем участках регулировочной характеристики.

Преобразователь содержит два ти.ристора 1 и 2 которые один анодом, а второй катодом присоединены к входному выводу (зажиму) устройства и два элемента (секции) нагрузки 3 и соединенных последовательно с тиристорами 1 и 2 и присоединенных своей общей точкой ко второму входному выводу, Между общими точками тиристоров 1 и 2 и секций нагрузки 3 и t (в диагональ моста содержащего эти элементы) включена тиристорная цепочка, состоящая из последовательносогласно соединенных между собой тиристоров 5 и 6. Тиристоры 1, 3, 6 и в своем проводящем направлении образуют замкнутый контур. Общая точка тиристоров 5 и 6 соединена с общей точко|1 секций нагрузки 3 и i через дополнительную секцию нагрузки 7. Тиристоры 1 и 2 отпираются системой

управления 8. Тиристоры 5 и 6 - системой управления 9. На первом участке регулировочной характеристики открываются только тиристоры 1 и 2 аналогично прототипу. На втором участке регулировочной характеристики системой управления 9 на одном полупериоде - тиристор 6 (фиг. 2); при этом тиристоры 1 и 2 открываются при углах их естественной коммутации. Ток сети в этом случае на одном полупериоде i равен сумме токов секций 3 и 7 (i3 ) втором полупериоде 12 сумме токов секций 4 и (4 7) конце второго участка регулирования (d.- 0) коэффициент мощности равен единице.

На третьем участке регулировочной характерисики на одном полупериоде тиристоры 1 и 5 открываются при угле |естественной коммутации, а потребляемая мощность регулируется изменением угла отпирания тиристора 6; на втором полупериоде при угле естественной коммутации открываются тиристоры 2 и 6, а мощность регулируется изменением угпа отпирания тиристора 5. На каждом из полупериодов ток сети i и i равен сумме токов всех секций нагрузки () . В конце третьего участка (фиг. 3) при oLy О коэффициент мощности равен единице - потребляемая мощность максимальна. Предлагаемый преобразователь может быть выполнен на базе серийно выпускаемого однофазного преобразователя, содержащего четыре вентиля.

Положительный эффект предлагаемой схемы тиристорного преобразователя переменного напряжения для активных нагрузок по сравнению с известным достигается за счет повышения коэффициента мощности, увеличения числа участков регулировочной характеристики , на границах которых (участков) коэффициент мощности равен единице. При этом в предлагаемом добавлении одного участка регулировочной характеристики достигается минимальным усложнением схемы преобразователя увеличением на единицу числа тиристоров.

Формула изобретения

Тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное для активной нагрузки, содержащий

два тиристора, анод одного из которых соединен с катодом другого и одним из входных выводов, при этом катод первого тиристора соединен с первым выводом для подключения первого элемента (секции) нагрузки, анод второго тиристора соединен с первым выводом для подключения второго элемента нагрузки, второй входной вывод соединен с общей точкой вторых выводов для подключения каждого элемента нагрузки, а между пер,выми выводами для подключения первого и второго элементов нагрузки включена тиристорная цепочка, образующая с первым и вторым тиристорами замкнутый контур в проводящем направлении, отличающийся тем.

что, с целью расширения диапазона регулирования и энергетических показателей (коэффициента мощности) преобразователя, тиристорная цепочка содержит п согласно-последовательно включенных тиристоров, общие точки которых образуют выводы для подключения дополнительных элементов нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.ГельманМ.В.,, Лохов С.П. Тиристорные регуляторы переменного напряжения. М., Энергия, 1975, с. 58, рис. 18.

2.Авторское свидетельство СССР W 682987, кл. Н 02 М S/O, 1979.

f

Фиг.1