Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1983 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике , а точнее к прёобразова- тельной технике, и предназначено для использования в качестве звена постоянного тока преобразователей частоты для индукционного нагрева.

Известны преобразов.атели переменного напряжения в постоянное, содержащее несколько коммутирующих конденсаторов 1 и 2 .

В преобразователе L эти конденсаторы подключены к вторичной обмотке сетевого трансформатора с помощью встречно-параллельных пар тиристоров, позволяющих выводить накопленную в индуктивностях рассеяния фаз сетевого трансформатора энергию в конденсаторы в момент принудительной коммутации и разряжать эти конденсаторы на нагрузку в момент включения силовых вентилей.

Недостатком этЪго преобразователя является наличие шести двухоперационных вентилей.

В преобрсэзователе 2 коммутирующие конденсаторы включены с помощью разделительных диодов. Такое подключение конденсаторов позволяет заряжать их до определенного уровня наЧсшьного напряжения.,

Однако наличие разделительных диодов, включенных последовательно с силовыкш тиристорами, увеличивает потери и установленную мощность силового оборудования.

Наиболее близким к тфедпагаемому , является тиристорный преобразователь перенюнного напряжения в постоянное, содержащий трехфазные тиристорный

10 и диодный мосты, однофазный тиристорный мост и два конденсатора, причем один вывод постоянного тока однофазного моста соединен с одноименным выводом постоянного тока трехфазного

15 тиристорного моста, а другой вывод постоянного тока однофазного моста- с разноименным выводом постоянного тока диодного моста, к каждому из вы водов переменного тока однофазного

20 моста подключен конец одного конденсатора t 31.

В этом преобразователе принудите- льное запирание .вентилей возможно только в одной группе (анодной или ка25тодной), что приводит, в Частности, к появлению постоянной составляющей в кривой сетевого тока. Это снижает коэффициент мощности устройства, что, в общем случае, ухудшает КПД.

30

Цель изобретения - повьваенив КПД. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазные тиристорный и диодный мосты, первый однофазный тиристорный мост и два конденсатора, причем один из выводов постоянного тока однофазного тиристорного моста соединен с одноименным выводом постоянного тока трехфазного тиристорного мос та,а другой вывод постоянного тока однофазного тиристорного моста - с разно именным выводом постоянного тока трехфазного диодного моста, к каждому из выводов переменного тока однофазного тиристорного моста подключен один вывод соответствующего конденсатора, введен второй однофазный тиристорный мост, выводы постоянного тока которо го соединены с выводами постоянного тока трехфазных тиристорного и диодного мостов таким же образом, что и выводы первого однофазного тиристорного -моста, а к- каждому из выводов переменного тока этого моста подключен другой вывод соответствующего конденсатора. На фиг. 1 представлена электричес кая схема устройства7 на фиг. 2 - ди граммы, поясняющие его работу. Устройство содержит трехфазный ти ристорный мост 1 и трехфазный диодный мост 2, к выводам постоянного то ка которых подключены выводы постоян ного тока однофазных тиристорных -мостов 3 и 4. Однофазный тиристорный мост 3 образован тиристорами 5 - 8, однофазный тиристорный мост 4 тиристорами 9 - 12. К выводам переменного тока мостов 3 и 4 подключены выводы конденсаторов 13 и 14. Нагруз ка 15 подключена к выводам постоянно го тока трехфазного тиристорного мос та 1. На фиг. 2 обозначены фазы А, В, С .питающей сети/ напряжение U на нагг рузке 15; напряжение U. на конденсаторе 13; ток (. конденсатора 13, ток Ug фазы А. Устройство работает следующим . образом. .Пусть проводят ток два несмежных тиристора трехфазного моста 1, и при этом к нагрузке iS приложено линейное напряжение питающей сети. : Пусть далее конденсатор 13 заряжен до напряжения, положительной полярности, превышающего по величине амплитуду линейного напряжения сети, а напряжение на конденсаторе 14 меньше амплитуды линейного напряжения. Для запирания тиристоров трехфазного моста 1 в момент времени, опережающий момент естественной коммутации, выключают тиристоры б, 7, 10 и 11, т.е. в каждом из однофазных тиристорных мостов 3 и 4 включают накрест лежащие тиристоры. В результате тиристоры трехфазного моста 1 запираются, и ток нагрузки замыкается по контуру: нагрузка 15 - тиристор 10 конденсатор 13 - тиристор 6 - нагрузка 15. Ток сети, из-за наличия в фазах сети индуктивностей, спадает по контуру, включaющe -Iy конденсатор 14, тиристоры 7, 11 и диоды трехфазного моста 2. При этом конденсатор 13 разряжается.током нагрузки 15, а конденсатор 14 заряжается от сети. В тот момент, когда спадающее напряжение конденсатора 13 достигает величигал линейного напряжения, включаются очередные тиристоры трехфазного моста 1 (при условии, что в момент начала искусственной коммутации на их управляющие электроды были поданы достаточно широкие импул-ьсы) . В результате ток сети нарастает до тех пор, пока не достигает величины тока нагрузки 15. Ток конденсатора 13 спадает до нуля. Для осуществления следующего такта искусственной коммутации необходимо включать другие накрест лежащие тиристоры однофазных мостов 3 и 4, т.е. тиристоры 5, 8, 9 и 12. . Диаграммы токов и напряжений, представленные на фиг. 2, построены для случая непрерывного сглгшенного тока нагрузки 15. Именно в этом режиме, работает преобразователь, если к его выводам постоянного тока подключен автономный инвертор тока, что соответствует условиям работы ти- , ристорного преобразователя частоты для индукционного нагрева. На фиг. 2 представлена диаграмма 16 кривых фазных напряжений на сетевых зажимах преобразователя. Кривые тока и напряжения конденсатора 14 имеют такой же вид, что и конденсатора 13, только сдвинуты на 1/6-ю часть периода сетевого напряжения. Использование устройства позволя-ет, по сравнению с прототипом, повысить КПД преобразователя за счет осуществления принудительной коммутации в обеих группах (анодной и катодной) , а также использовать преобразователь в качестве источника реактивной мощности, исключить постоянную составляющую в кривой сетевого тока и, следовательно, подмагничивание питаквдего трансформатора, не менее чем в 2 раза увеличить величину генерируемой реактивной мощности в области низких выходных напряжений С+20% от номинального выходного напряжения). Формула изобретения. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазные тиристорный и диодный мосты, первый однофазный тиристорный мост и два конденсатора, причем один из выводов постоянного тока однофазного тиристорного моста соединен с одноименным выводом постоянного тока трехфазного тиристорного моста, а другой вывод постоянного тока однофазного тиристорного моста -- с разноименным выводом постоянного тока трехфазного диодного моста, к каждому из выводов переменного тока однофазного тиристорного моста подключен один вывод соответствующего конденсатора, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД, в преобразователь введен второй однофазный тиристорный мост, выводы постоянного тока которого соединены с выводами постоя нногЬ тока трехфагзных тиристорного и диодного мостов таким же образом, что и выводы первого однофазного тиристорного моста а к каждому из галводов переменного тока этого моста подключен другой вывод соответствующего конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 725142, кл. Н 02 Н 7/10, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 319999, кл. Н 02 М 7/12, 1969.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке I 2891579,

кл. Н 02 М 7/155, 1980.