Управляемый выпрямитель

(45) Дата опубликования описания 19.07.77Государственный комете Совета Инннстроа СССР оо делам нзооретеннй н откритнй-1 аучно при Т следовательский институт автомв ки и электромеханики систем управленияско ституте автоматизироввннь и радиоэлектроники 1) Заявител 54) УПРАВЛЯЕМ ЫПРЯМИТЕЛЬ евой точкой транкоммутации,ципиальная схема ях высок уровеньния и низокО Изобретение относится к преобразованию энергии переменного тока в. постоянный и может использоваться в электроприводе ис точниках питания радиоустройств и других, устройствах автоматики.Известны управляемые выпрямители с дросселями насыщения.В известных выпрямителпульсации выходного напряжекоэффициент мощности.Наиболее близкое к изаеоретению устрой. ство состоит иэ вентилей и двух дросселей насыщения, каждый из которых выполнен с двумя обмотками, соединенными по схеме моста, одна диагональ которого подключена к фазам питающего трансформатора, а другы - через вентили к цепи нагрузкиС целью снижения пульсации выходного напряжения и повышения коэффициента мощности в предлагаемом выпрямителе противоположные плечи моста образованы обмотка ми одного дросселя, причем двв смежных плеча моста эашунтированы тиристорами, ка тоды которых подключены к аноду одного из вентилей выпрямителя, а между катода ми этих тиристоров и нул олаф форматора включен блокНв чертеже дана принустройства.Управляемый выпрямитель содержит трансформвтвр 1 с выходными обмотками 2, 3 и нулевой точкой 4, Нелинейные .дроосели на сердечниках 5, 6 выполнены с двумя обмотками 1, 8 и 9, 10 каждый, кото рые.соединены по мостовой схеме, Против. положные плечи моста образованы обмоткьми 7, 8 дросселя на сердечнике 5 н обмотками 9, 10 дросселя Йа сердечнике 6. .цва смежных плеча моста эашунтироввиы тиристорвми 11, 12 аноды которых соеди нены с обмотками 2,3 трансформатора 1, Катоды тиристоров 11, 12 подключены к аноду одного из вентилей 13 или 14 н сом динены с блоком коммутации 15. Между общим зажимом 16 вентилей 13, 14 и ну невой точкой 4 подключена нагрузка 17. Второй вывод блоке коммутации 15 соедв нен с нулевой точкой 4 трансформатора 1, Блок коммутации 15 состоит иэ последова тельно соединенных тиристорв 1 8 и конден 5593483автора 19, зашунтированного диодом 20 и лине:ць 1 м дросселем 21.Приведенный на чертеже блок коммутации 15 выполняет роль нулевого вентиля, следовательно, нагрузка должна носить индуктивный характер. С этой целью при малоиндуктивной нагрузке ее следует реактировать линейным дросселем. Принцип работы устройства заключается в следуюшем: при положительной полярности напряжения (начало на обмотках 2, 3 показано точками) в моментх.=О отпирается ти ристор 11, который шунтирует обмотку 7, Насышенный в предыдуший полупериод сердечник 5 остается насыщенным, поскольку с момента сс " - 0 его обмотка 7 замкнута накоротко и нндукция в нем практически не изменяется. Через нагрузку 17 начинает протекать ток по цепи: обмотка 2 - тиоистор 11 гептиь 13 - нагрузка обмотка 2.Падение папрюкения нв обмотках 8, 7 равно нулюр а к обмоткам Эр 10 приклады ф .вается напряжение обмоток 2, 3 трансформатора 1, Сердечяп 6 намагничивается, При угле коммутации сс = скц отпирается вспомогательный тиристор 1 8. Конденсатор 19, предварительно заоконный полярностью укаэанной на чертеже беэ скобок, разряжв- зО ясь через тиристор 18, вентиль 13 - наг- рузку 17, запирает тиристор 11. Нвпряже ние обмоток 2, 3 перераспределяется между обмотками 7, Я, 9, 10, размагничивая сердечник 5 н продолжая нвмагничивать - 55 сердечник 6. Ток нагрузкп, вызванный э.д,о самоиндукцнн,протекает по цепи: нагрузка 17 диод 20 дроссель 21 тиристор 18 - вентиль 13- нагрузка 17, при этом конденсатор 1 9 уже перезврядилсяполяр" д ностью, показанной в скобках. В момент х.= Я 1 однозначно связанный с углом коммутации С соотношением /5=дг;,-к,сер дечник 6 насыщается. Ток начинает протекать по контуру: обмотка 2 - обмотка 10" 5 вентиль 14 - нагрузка 17 - обмотка 2. При этом к нагрузке 17 прикладывается симметричное относительно момента а "Ф 2 напряжение, для которого сдвиг гармоник, тока относительно питающего напряжения 50 равен нулю, то есть соУр - -1 Тиристор 18запирается, а конденсатор 19 переэвряжается через диод 20 и дроссель 21, подготовившись к коммутации в следующий полум период. После смены полярности нвпряже ния на обмотках 2, 3 при К = й открывается тиристор 12, ток нагрузки протекает по обмотке 3, а напряжение обмоток 2, 3 прикладывается к обмоткам 7, 8, намагничивая сердечник 5. Прп этом сердечник 6 ф 4остается насьцценньм,поскольку обмотка и замкнута накоротко тиристором 12. В момент ск = ск, (со сдвигом на полпериода) вновь открывается вспомогательный тиристор 18. Тиристор 12 запирается, а процес сы коммутации конденсатора 19 повторяют-, ся. При угле о = /3, теперь насыщается сер. дечник 5 а ток нагрузки начинает протекать по обмотке 8 насыщенного сердечника 5 нелинейного дросселя, и вентиль 14,Таким образом, к нагрузке прикладывается напряжение, частота пульсации которого в двв раза выше, чем у известного выпрямителя. В данный полупериод ток нагрузки протекает через тиристор 11 и вентиль13, обмотку 10 и вентиль 14, а в следующий полупериод через тиристор 12 и вентиль 13, обмотку 8 и вентиль 14. Здесьпроцесс перемагничивания нелинейных дросселей происходит независимо от тока нвгрузки, Изменение углов насыщении дросселей происходит с изменением углов коммутации насколько увеличиваются вторые,настолько уменьшаются первые. Следует зв.метить, что углы коммутации нв должныпревьпнать х = Л/2, На нагрузке независимо от ее характера и глубины регулированияформируется напряжение синфаэное с напряжением питания трансформатора,В. предлагаемом выпрямителе коэффициент мошйости будет зависеть лишь от коэффици ента йскажения тока, За счет удвоения частоты Пульсаций выходного напряжения существенно улучшается коэффициент формы, уменьшается коэффициент пульсации и)как следствие,снижается установленная мошность оборудования.Формула изобретенияУправляемый выпрямитель, состоящийиз вентилей и двух дросселей насыщения,каждый из которых выполнен с двумя обмотками, соединенными цо схеме моста,одна диагональ которого подключена к фазам питающего трансформатора, другаячерез вентили к цепи нагрузки, о т л ич в ю ш и й с я тем, что, с целью снижения пульсации выходного напряжения иповышения коэффициента мощности, противоположные плечи моста образованы обмотками одного дросселя, причем два смежныхплеча зашунтированы тириоторами, катодыкоторых подключены к аноду одного из вентилей выпрямителя, в между катодами этихтиристоров и нулевой точкой трансформатсмра включен блок коммутации,559348 ктор А. Кравченко ор Л,нником Заказ Государствепо де ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проек 4 15/106ЦНИИПИ113035,Составитель ехред А. Демьяном 917 колштета обретений Раушская Подписноевета Иинистоткрытий6., д, 4/5