Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное

ОПИСАН БРЕТЕН в Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ф 907730, кл. Н 02 М 5/257, 1980.2, Авторское свидетельство СССР У 393736, кл. С 05 Р 5/00, 1971 (прототип).(54)(57) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий три ключа, каждый из которых состоит из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, соединяющих фазы питающей сети с фазами нагрузки так, что катоды тиристоров подключены к фазам сети, а их анодык фазам нагрузки, на которые включен входом выпрямительный диодный мост, к выходу которого подключены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, шунтирующий тиристор, коммутирующий конденсатор и коммутирующий тиристор, анод которого подключен к указанному конденсатору и катоду зарядного тиристора, а катод - к анодам распределительных диодов, включенных катодами на фазы питающей сети, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и ограничения напряжения на коммутирующем конденсаторе, в него введены три распределительных конденсатора, подключенные параллельно диодам катодной группы выпрямитель- ного моста, и цепь сброса реактивной энергии коммутирующего дросселя, состоящая из последоаательцо соедицец - цых диода и резистора, включенная параллельцо указанному дросеелю так, что анод диода сброса соединен с анодами шуцтирующего и зарядного тирисЗ тора, при этом коммутирующий дроссель подключен одним концом к плюсовому выходу выпрямительного моста, а другим - к анодам зарядного и шуцтирующего тиристоров, катод шуцтирующего тиристора соединен с минусовым выходом выпрямительного моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора, другой вывод которого. подключен к ка-, тоду зарядного и аноду коммутирующего тиристоров.1 11046Изобретение относится к электротехнике, в частности к тиристорнымпреобразователям переменного тока дляйараметрического управления асинхронным двигателем, а также к устройствам5регулирования накала мощных ламп, регулирования нагревом промышленных печей сопротивления и т.д.Известны устройства для фазовогоуправления асинхронным двигателем,содержащее встречно-параллельные тиристоры и узлы их принудительной коммутации 1 11.Недостатками этих устройств являются или ограниченные функциональныевоэможности, или большое количествотиристоров, коммутирующих емкостей,или наличие трудоемких в изготовлении трансформаторов. ухудшающих весогабаритные показатели устройств,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является трехфазный преобразователь переменного напряженияв переменное, содержащий три ключа,каждый из которых состоит из встречно-параллельно включенных диода и тиристора, соединяющих фазы питающейсети с фазами нагрузки так, что катоды тиристоров подключены к фазамсети, а их аноды к фазам нагрузки,30на которые включен входом выпрямительный диодный мост, к выходу которогоподключены последовательно соединенные коммутирующий дроссель, шунтирующий тиристор, коммутирующий конден- З 5сатор и коммутирующий тиристор, анодкоторого подключен к указанному конденсатору и ытоду зарядного тиристора, а катод - к анодам распределительных диодов, включенных катодамина Фазы питающей сети 2 .Недостатком известного устройстваявляется образование цепей замыкания фаз питающей сети в моменты коммутации.Эти причины предусматривают подключение схемы коммутатора через токоограничивающие реакторы. Наличиеукаэанных реакторов резко ухудшаеттакие показатели устройства, как габариты, существенно ограничивает функциональные возможности устройства,кроме того, напряжение на коммутирующем конденсаторе при колебательномпроцессе заряда может достигнуть 55значительной величины.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей и ограни 25 2чение напряжения на коммутирующем конденсаторе.Указанная цель достигается тем, что в трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное введены три распределительных конденсатора, подключенные параллельно диодам катодной группы выпрямительного моста, и цепь сброса реактивной энергии коммутирующего дросселя, состоящая из последовательно соединенных диода и резистора, включенная параллельно указанному дросселю так, что анод диода сброса соединен с анодами шунтирующего и зарядного тиристоров, при этом коммутирующий дроссель одним концом подключен к плюсовому выводу выпрями- тельного моста, а другим в , к анодам зарядного н шунтирующего тиристоров, катод шунтирующего тиристора соединен с минусовым выходом выпрямительного моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора, другой вывод которого подключен к катоду зарядного и аноду коммутирующего тиристоров.На чертеже приведена схема предлагаемого регулятора трехфазного напряженияРегулятор содержит трехфазную нагрузку 1, фазы которой через встречно- параллельные диодно-тиристорные пары 2 и 3, 4 и 5,6 и 7 соединены с Фазами питающей сети. Кроме того, Фазы нагрузки подсоединены к входу трехФазного выпрямительного моста, анодная группа которого выполнена на диодах 8-10, а катодная - на диодах 11-13, параллельно которым подключены распределительные конденсаторы 14-16, причем плюсовая шина моста подключена к коммутационному дросселю 17, другой вывод которого соединен с анодами зарядного 18 и шунтирующего 19 тиристоров. Катод укаэанного шунтирующего тиристора соединен с минусовым выводом моста и одним из выводов коммутирующего конденсатора 20, другой вывод которого подключен к катоду зарядного 18 и аноду коммутирующего 21 тиристоров, а катод коммутирующего тиристора 21 соединен с анодами распределительных диодов 22-24, чьи катоды пофазно подключаются к фазам сети. Кроме того, параллельно коммутирующему дросселю 17 подключена цепь из последовательно соединенных диода 25 и резистора 26 сброса реактивной энергии, причем анод диода 25 сброса соединен с анодами шунЗаказ 5318/41 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тирующего 19 и зарядного 18 тиристоров.Устройство работает следующим образом.Для подключения нагрузки к сети 5подаются импульсы управления на тиристоры 3, 5 и 7 диодно-тиристорных пар.Одновременно подается импульс управления на зарядный тиристор 18. Нагрузка 1 подключается к сети, а коммути Орующий конденсатор 20 заряжается черезвыпрямительный мост и тиристор 18 сполярностью, указанной без кружочков.Когда напряжение на конденсаторе 20достигнет примерно амплитуды линейного напряжения питающей сети, открывается диод 25 сброса, и энергия,накопленная дросселем 17, рассеивается в цепи сброса, После окончаниязаряда тиристор 18 закрывается. Предположим, что ток нагрузки течет отфазы А, имеющей "плюс", к фазам В иС, имеющим минус, причем фаза Симеет более отрицательный потенциал.В этом случае конденсаторы 15 и 16 25будут заряжены через диод 11 с полярностью, указанной на чертеже, Дляотключения нагрузки от сети подаются импульсы управления на тиристоры21 и 19. При указанной выше полярности напряжений и токов начинаетсяпроцесс выключения тиристоров 5 и 7(фиг, 2),После включения тиристоров 21 и19 к диодам 8-10 приложено обратноенапряжение от коммутирующего конденсатора (например, для диода 8: "плюс"С 20 - тиристор 21 - диод 22 - диод2 - диод 8 - "минус" С 20), и они надежно закрыты. После включения тиристоров 19 и 21 образуется ряд контуров разряда коммутирующего конденсатора 20 и распределительных конденсаторов 15 и 16. Рассмотрим контурыс участием тиристоров 5 и 7. Для 45тиристоров 5: "плюс" С 20 - тиристор .21 - диод 24 - фаза С сети - фаза 3сети - тиристор 5 - конденсатор 15 -дроссель 17 - тиристор 19 - "минус". Для тиристора 7: "плюс." С - тиристор 21 - диод 24 - тиристор 7 - конденсатор 16 - дроссель 17 - тиристор 19- минус . Когда ток разряда в этих контурах превысит ток нагрузки Фаз В и С, тиристоры 5 и 7 закроются, а ток разряда будет проходить через параллельные им диоды 4 и 6.После окончания коммутационных процессов тиристор 21 закрывается, а конденсатор 20 заряжается с полярностью, укаэанной в кружочках примерно до амплитуды линейного напряжения сети ("плюс" Фазы А - диод 2 - диод 11 - дроссель 17 - тиристор 19 конденсатор 20 - тиристор 21 - диод 24 - "минус" фазы С). Энергия коммутирующего дросселя рассеивается в цепи сброса аналогично первому случаю. После закрывания тиристоров 5, 7 и 21 реактивная энергия нагрузки замыкается через выпрямительный мост, дроссель 17 и шунтирующий тиристор 19, Благодаря этому ток в нагрузке непрерывен при ШИМ-регулировании Для очередного подключения нагрузки к сети подаются импульсы управления на тиристоры 3, 5,и 18. При этом тиристор 19 почти мгновенно выключается обратным напряжением конденсатора 20, так как в цепи выключения нет дросселя: "плюс" С 20 - тиристор 19 - тиристор 18 - "минус" С 20. Нагрузка 1 подключается к сети, а конденсатор 20 вновь заряжается до амплитуды линейного напряжения с полярностью, указанной без кружочков. После окончания заряда тиристор 18 закрывается. В дальнейшем процессы повторяются, только в зависимости от соотноношения токов и напряжений до момента коммутации будут образовываться соответствующие контуры выключения тиристоров диодно-тиристорных пар. Таким образом, устройство позволяет осуществлять поочередное подключение нагрузки к сети и ее закорачивание при надежной коммутации.