Тиристорный выпрямитель с искусственной коммутацией Советский патент 1982 года по МПК H02M7/145 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

1

Изобретение относится к преобразователь ной технике и может быть использовано при построении выпрямителей с повышенным входным коэффи1щентом мощности.

Известно, что для повышения коэффициента мощности управляемых выпрямителей нспользуедся искусственная коммуТаш1Я тиристоров, осуществляемая с помощью предварительно заряженного конденсатора. При этом выпрямители снабжаются специальными блоками принудительной коммутации 1J.

Наиболее близким к предлагаемому является выпрямитель, содержащий трехфазный трансформатор с вторичньпчи обмотками, соединенными в звезду и нагруженными на (жловой тиристорный мост, а также коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена к указанной нулевой точке вторичных обмоток трансформатора, а другая через распределительные тиристоры - к полюсам силового моста 2.

Недостатком такого преобразователя явля.ется зависимость начального напряжения на коммутирующем конденсаторе от величины выпрямленного тока, «гго при. регулировании выходного напряжения приводит при росте тока нагрузки к недопустимым перенапряжениям на ковденсатрре и тиристорах, а при уменьшении тока нагрузки - к сбоям в работе выпрямителя.

Цель изобретения - ограничение перенапряжений на элементах и повышение коммутавдонной устойчивости.

Для достижения поставленной цели в выfOпрямителе упомянутая нулевая точка вторичных обмоток трансформатора соединена через дополнительные тиристоры с погаосами силового моста, а между управляющим электродом и анодом каждого из этих тиристоров включена

«5 цепочка, состоящая из резистора и встречновключенных диода и стабилитрона. Это позволяет ограниф1ть перенапряжения на элементах выпрямителя и повысить его коммутационную устойчивость. На фиг. 1 изображена принципи20альная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы фазных напряжений Цф , напряжения на коммутирукяцем конденсаторе Uc. и токи тиристоров IT . 3 98 Тиристорный преобразователь с искусственной коммутацией состоит из трехфазного трансформатора 1, вторичные обмотки 2-4 которого соединены в звезду и нагружены на силовой Тиристорный мост 5-10, а к егй полюсам подсоединена активно-индуктивная .нагрузка 11. Между полюсами тиристорного моста 5-10 вклю чены два последовательно соединенных распределительных тиристора 12 и 13, к общей точке которых подключены коммутирующнй конденса тор 14. Ко второй обкладке конденсатора 14 подключень дополнительные тиристоры 15 и 16. Свободные аноды тиристоров 12 и 15 под.ь соединены к анодной группе тиристоров силового моста, а свободные катоды тиристоров 13 и 16 - к катодной группе тиристоров моста. Между управляющим злемктродом и анодом каждого из тиристоров 15 и 16 включена цепочка, состоящая из резистора и встречно включенных диода и стабилитрона 17 или 18. Устройство работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени работают силовые тиристоры 6 и 9, коммутирующий конденсатор 14 заряжен до начального напряжения DCO, необходимого для нормальной работы схемы (полярность конденсатора для этого момента времени указана без скобок). При этом напряжение на нагрузке, определяется линейным напряжением вторичных обмоток трансформатора 1. (Первоначальный заряд коммутирующего конденсатора произведен от мало мощного источника). В момент времени tj (фиг. 2) на тиристор 13 подают управляющий импульс, в результате чего конденсатор 14 начинает разряжаться поцепи: тиристор 13 - тиристор 6 - обмотка 2 трансформатора, уменьшая тем. самым ток нафузки 3 J . , протекающий через тиристор 6. Когда ток через тиристор 6 становится равны нулю, последний закрывается и ток нагрузки начинает протекать по цепи: нагрузка 11 тиристор 9 - обмотка 4 - конденсатор 14. При этом происходит перезаряд конденсатора постоянным током нагрузки до напряжения противоположной полярности (знак заряда в скобках). Когда напряжение на конденсаторе достигает по абсолютной величине значения Uc (момент времени tj, пробивается стабилитрон 18 и открывается тиристор 16. После того, как с помощью конденсатора 14 закроется тиристор 13, ток нагрузки переходит в цепь тиристора 16 и перезаряд конденсатора прекра щается. В этот период времени к нагрузке приложено фазное напряжение. В момент времени tj подают управляющий импульс на тиристор 8, он открывается, а тиристор 16, благодаря тому, что напряжение вторичной обмотки 3 оказывается приложенны к нему в запирающем направлении, закрываетс После закрытия тиристора 16 ток нагрузки протекает по цепи: нагрузка Ц - тиристор 9- - обмотка 4 и 3 - тиристор 8. При этом напряжение на нагрузке вновь определяется линейнь|м напряжением. В момент времени t4 открывают тиристор 12, в результате чего с помощью конденсатора 14закрывается тиристор 9, и ток нагрузки, протекая по цепи: нагрузка 11 - тиристор 12 конденсатор 14 - обмотка 3 - тиристор 8, перезаряжает конденсатор до напряжение противоположного (знак заряда конденсатора для : этого случая указан без скобок). Когда напряжение на конденсаторе достигает по абсолютной величине (момент времени ts), пробивается стабилитрон 17 и открывается тиристор 15. После того, как с помощью конденсатора 14 закрывается тиристор 12, ток нагрузки протекает уже по цепи: нагрузка II - тиристор 15 - обмотка 3 - тиристор 8, и перезаряд конденсатора 14 прекращается. В :этот период времени к нагрузке вновь приложено фазное напряжение.i В момент времени ts открывают тиристор 5, а тиристор 15, благодаря тому, что напряжение, вторичной обмотки 2 трансформатора оказывается приложенным к нему в запирающем направлении, закрывается. После закрытия тиристора 15ток нагрузки протекает по цепи; нафузка 11 - тиристор 5 - обмотка 2 - обмотка 3 - тиристор 5. При этом к нагрузке вновь приложено линейное напряжение вторичных обмоток трансформатора 1. В дальнейшем все процессы повторяются. Предлагаемый Тиристорный выпрямитель работает как на активную, так и на активно-индуктивную нафузку и может найти широкое применение в преобразовательной технике для получения регулируемого постоянного напряжения с высоким входным коэффициентом мощности. Формула изобретения Тирисгорный выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий трехфазный трансформатор с вторичными обмотками, соединенными в звезду и нафуженными на силовой :гиристорный мост, а также коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого подключена к указанной нулевой точке вторичных обмоток трансформатора, а другая через распределительные тиристоры - к полюсам силового моста, отличающийся тем, что, с целью ограничения перенапряжений на его элементах и повышения коммуташ1онной устойчивости, упомянутая нулевая точка вторичных обмоток трансформатора соединена через дополнительные тиристоры с полюсами силового моста, а между электродом и анодом каждого из этих тиристоров включена цепочка, состоящая из резистора и встречно включенных диода и стабилитрона.

Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе

5С

JT-ЧГ

И

f7

fej.f