Устройство для регулирования переменного напряжения

1/2 ТЕТ СССРИ ОТНРЬПИЙ ОБРЕТ ИСАЙ АНИЯ СОЮЗ СОВЕТСНИХевЮЧМпвюжииРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМ Ч 21 3394289/24-. 07(46) 23.05,83. Вюл. М 1972) А.Г.Савин171 Калининский ордена ТрудовогКрасного Знамени политехническийинститут153) 621,316,722088.8156) 1. Авторское свидетельствоР 737932, кл, С 05 Г 1/22, 1980,2. Авторское свидетельство ССпо заявке Ф 2663430/07,кл. Ь 05 )= 1/22, 1978,(54 ) (57 ) ПЕРЕИЕННО вентильны ключен к ного подк ч а ю щ е упрощения в виде од мостового которого конденсат УСТРОЙСТВО ГО НАПРЯЖЕ й блок, вх выходным вы лючения на еся те вентильны ДЛЯ РЕГУЛИРОВ ИЯ, содержащее д которого подводам для пофазрузки, о т л ичто, с целью й блок выполнен ого диодно-тиристорног преобразователя, к вых одключен накопительныйИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в устройствах питания электропривода.Известны устройства для регулиро" 5 вания переменного напряжения, содержащие вентит,ьный блок, выполненный в виде двух преобразователей, . соединенных между собой выводами постоянного тока (11.При этом преобразователи вентиль- .Ного блока прямо или косвенно включены последовательно с цепью нагрузки.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее вентильный блок, вход которого подключен к вы," ходным выводам для пофаэного подключения нагрузки ",2 3.Недостатком известных устройств является их сложность, обусловленная наличием трансформатора и двух преобразователей в вентильном блоке.Целью изобретения является упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования переменного напряжения, содержащем вентильный блок, вход которого подключен к выходным выводам для пофаэ ного подключения нагрузки, вентильный блок выполнен в виде одного диод- но-тиристорного мостового преобразователя, к выходу которого подключечен накопительный конденсатор. 35На фиг.1 приведена Функциональная схема устройства для случая регулирования пускообраэного переменного напряжения; на фиг,2 и- соответст-, венно схема замещения устройства для 40 основной гармоники и векторная диаграмма напряжений при регулировании на активной нагрузке; на фиг.4 временные диаграммы, помнящие принцип работы и последовательность переключения вентилей мостового преобразователя. устроиство (фиг.1) содержит вентильный блок, выполненный в виде диодно-тиристорного мостового преобразователя 1, накопительный конденсатор 2, выходные выводы 3-5 для пофаэного подключения нагрузки б.При этом диодно-тиристорный мостовой преобразователь 1 содержит уп равляемые вентили 7-12 и направляемые вентили 13-18.Выход преобразователя 1 замкнут на накопительный конденсатор 2, а его выход соединен с выходными выво дами 3-5 для пофаэного подключения нагрузки б.Рассмотрим работу трехфазного варианта устройства, предполагая, что по Фазам нагрузки протекают си нусоидальные токи, образующие трехфазную симметричную систему.При этом вентили моста переключаются в соответствии с диаграммойФиг,4 б ), В каждой Фазе в начале каждого полупериода открывается неуправ ляемый вентиль, проводящее направле. - ние которого совпадает с направлением тока. С запаздыванием на угол (ъ относительно начала полупериода открывается тиристор противоположного плеча. В кс нце полупериода при переходе тока через ноль он закрыва ется,и открывается следующий неуправляемый вентиль, включенный встречно-параллельно по тиристору,Последний восстанавливает свою вентильную прочность под действием падения напряжения на не управляемом вентиле, Таким образом, ооеспечивается естественная коммутация вентилей.Считая, что среднее значение вы-. прямляемого тока на выходе моста(3 ) при сделанных допущениях связано с переменным током на выходе моста Э) соотношениемд = ), Э 5 Эсов РИз этого следует, что при р90 выходной ток содержит только переменную составляющую, для беспрепятственного протекания которой вентильяый мост замкнут на конденсатор 2. Если р э 90то в исходном токе появляется постоянная составляющая,. и конденсатор 2 начинает заряжаться. При р( 90 конденсатор 2 разряжается, Таким образом, изменяя момент отпирания тиристоров моста 1, можно регулировать величину напряжения на конденсаторе 2. В установившемся режиме Р 90 оПусть емкость конденсатора 2 такова, что пульсацией напряжения на нем можно пренебречь. Обозначим величину этого напряжения через Е , При пере-.,; ключении вентилей моста 1 (в соответствии с диаграммами фиг,4 В ) выходные выводы 3-5 будут соединяться с той или иной обкладкой конденсатора 2, в результате чего на выводах 3-5 будет формироваться переменное прямоугольно-ступенчатое напряжение. Форма этого напряжения определяется числом фаз преобразователя. Переменное напряжение (Фаэное )опережает ток на угол Ы = 180 - р . Вустановившемся режиме о = 90 0, поэтому в схеме замещения для первой гармоники (фиг.2) преобразователь представлен эквивалентной регулируемой индуктивностью Ь. Величина ее0 при Х с) = 0 и возрастает с увеличением последнего, Изменение величины индуктивности, включенной последовательно с нагрузкой б, приводит1019409ВНИИПИ Заказ 3703 Подписно раж ал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная к изменению напряжения 0 на ней.Их векторной диаграммы фиг.З) следует, что при активно-индуктивной ичисто активной нагрузке напряжениеможет регулироваться от уровня сетиОС до нуля, где 01, Он, 3, ЗН - напряжения и токи нагрузки. Таким образом, в данном устройстве не требуется второй преобразователь, возвращающий энергию в сеть,а выполнение преобразователя по мос-.товой схеме позволяет включать его5 в цепь нагрузки непосредственно, безсилового трансформатора,