Преобразователь переменного напряжения в постоянное

ТЕНИ АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(71 Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 319999, кл, Н 02 М 7/12, 1969,2, Шевчук С,Н., Магазинник Г.Г., Дудченко И.В, Тиристорный преобразователь с комбинированной коммутацией для систем вентильного электро привода. - Электротехническая промышленность. Сер, фПреобразовательная техникаф, 1970, вып. 4, с.22-243, Авторское свидетельство СССР В 693520, кл. Н 02 М 7/12, 1977.4. Авторское свидетельство СССР 9 64126, кл. Н 02 М 7/48, 1941.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмотокЯОО 88 7 А уравнительный реактор и шесть основных управляемых вентилей, со. - бранных по двойной трехфазной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и двух цепочек последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с об- щей точкой основных управляемых вентилей, а катод другого - с од-, ним из выводов конденсатора, при этом выходные выводы образованы средней точкой уравнительного реактора и объединенными катодами основных управляемых, вентилей, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных показателей путем уменьшения напряжения на вентилях, коммутирующие вентили выполнены йолностью управляемыми и введены два неуправляемых вентиля, аноды которых соединены с общими точками вторичных обмоток, а катоды - между собой и с анодами коммутирукйих управляемых вентилей. д сИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в мощных электроприводах постоянного тока.Известны преобразователи переменного напряжения в постоянное с искусстеенной коммутацией. В трехфазных тиристорных преобразователях последовательно с основными тиристорами включены отсекающие диоды, а между. точками соединения этих вентилей - коммутирующие конден саторы 11 и 21 .Недостатком является большая установленная мощность оборудования так как установленная мощность отсекающих диодов равна установленной мощности основных тиристоров.Трехфазный преобраэоватеЛь переменного напряжения впостоянное собран на основе двойной трехфаэной схемы с уравнительным реактором и содержит два конденсатора 3.Недостаток такого устройства - сложность схемы.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности преобразователь переменного напряженияв постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, уравнительный реактор и шесть основных.управляемых вентилей, собранных по двойной трехфаэной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и . двух цепочек последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с общей точкой основных вентилей, катод другого - с одним из концов конденсатора, а анод этого вентиля - с общей точкой вторичных обмоток 41.Однако известный преобразователь характеризуется недостаточно высокой надежностью и плохими массо.габаритными показателями нз-за боль. шого напряжения на вентилях.Цель изобретения - повышение надежности и улучшение массогабаритных показателей путем уменьшения напряжения на вентилях.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, уравнительный реактор и шесть основных управляемых вентилей, собранных по двойной трехфазной схеме с уравнительным реактором, и коммутационный узел, состоящий из конденсатора и двух цепочек последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей, причем в каждой цепочке катод одного коммутирующего вентиля соединен с общей точкой основных управляемых,вентилей, а катод другого - с одним из выводов конденсатора,при5 этом выходные выводы образованысредней точкой уравнительного реактора и объединенными катодамиосновных управляемых вентилей,коммутирующие вентили выполнены пол ностью управляемыми и введены дванеуправляемых вейтиля, аноды которых соединены с общими точкамивторичных. обмоток, а катоды. - между собой и с анодами коммутирую щих вентилейНа фиг. 1 .представлена электрическая схема преобразователя; нафиг. 2 - диаграммы, поясняющиеего рабЬту.Преобразователь собран на основедвойной трехфазной схемы с уравнительным реактором, содержащей трехфазный трансформатор 1, уравнительный реактор 2 и шесть основных уп равляемых вентилей. 3 - 8. Один выходной вывод 9 образован среднейточкой уравнительного реактора 2,а другой выходной вывод 10 - объединенными катодами основных управляемых вентилей 3 - 8;Коммутационный узел 11 содержит.конденсатор 12 и две цепочки коммутирующих управляемых вентилей 13,14.и 15,16. Неуправляемые вентили17 и 1.8 связывают коммутационныйузел с общими точками вторичныхобмоток трехфазного трансформатора. На, фиг. 1 приняты обозначения:А,В,С - фазы питающей сети; а,Ь,с,х,у,г - фазы вторичных обмоток 40, трансформатора; ц, У 2 - напряженияна вентильных группах; 1 д - сетевойток фазы А ЦС - напряжение на конденсаторе 12.Устройство работает следующим 45 образом.Пусть проводят ток вентили 3и 6 и конденсатор 12 заряжен донапряжения положительной полярности, превышающего по величине 50 ,амплитуду фаэного напряжения вторичных обмоток трансформатора.В момент времени С, опережающиймомент естественной коммутации навеличину К /6 д(где Ы - угол регулирования; бй - круговая частотасети), необходимо принудительновыключить вентиль 3 и затем включить вентиль 4. Для этого в моментвключают коммутирующие управляемые вентили,14 и 15. В. результате 60 ток нагрузки начинает переходитьс контура: фаза а - вентиль 3 наконтур: вентиль 17 - вентиль 15 -конденсатор 12 - вентиль 14. Вмомент времени 1 ток Фазы О падает 65 до нуля. В этот момент времени1008867 Юг Рак 3вентили 14 и 15 выключают и одновре менно включаютвентили 13 и 16. В результате на.интервале 1 конденсатор 12 заряжается. В момент 1.: включают вентиль 4 и ток нагрузки начинает переходить с контура: вентиль 17 - вентиль 13 - конденсатор 12 - вентиль 16 на контур: фаза Ь - вентиль 4. В момент .й 4 ток конденсатора 12 падает до нуля и вентили 13 и 16 выключаются. На интервале С конденсатор 12 разряжается, а на интервале 1 - 14 - заряжается. Абсолютные величиныприращений напряжения на этих интервалах равны между собой. Недостаток напряжения компенсируется на интервале Й " 1. В результате в момент с 4 . напряжение на конденсаторе 12 имеет ту же величину, что и в моментт.е. коммутационное устройство вйовь готово к работе.На осйовании проведенного анализа работы устройства былаполучена . расчетная формула для определения ,максимального напряжения на основных управляемых вентилях 3 - 8: пускает работу с конденсатором большей емкости..Снижение напряжения на вентиляхприводит к снижейию основных управляемых вентилей 3 - 8 и, соот ветственно, их стоимости, Так, приноминальном значении выходного напряжения 300 В, в устройстве можно использовать .основные вентилипятого класса(класс вентилей выбран 10 с запасом.), а в схеме прототипа.,врсьмого, стоимость которых в 1,5раза вьаае. При более высоком номинальном значении выходного напря- .жения, например 500 В и выше, впреобразователе, выполненном по схеме прототипа, необходимо последовательное включение вентилей, что приводит к увеличению в 2 раза стоимости комплекта основных вентилей и.снижению надежности.кроме того, снижение напряженияна вентилях обуславливает повышение быстродействия. Прй работе надвигательную нагрузку, либо на активно-индуктивную нагрузку и приодинаковой заданной величине пульсаций тока нагрузки в номинальномрежиме сглаживающий дроссель всхеме имеет величину индуктивности,в 1,5 ". 2 раза меньше, чем в схеме 30 прототипа, что вызвано снижениемнапря"сто- .а;ие на а фаэного вторично нсформато е напряже торе (до а 40 ссеянияора;тора где 0 ф- амплитуджения нроне тр00 - начальнконденсции),"1 - ток наг1 ; индукти рузки; вность ра фазы трансформа С - емкость конденс Использование устройств лит снизить напряжение на вентилях в 1,5 раза по сра прототипом, Снижение напря стигается путем увеличения конденсатора,. так как устрпозвосновных нению с 4 ения доемкости йство доУменьшение величины дросселя .приводит к снижению постоянной времени цепи нагрузки и, соответ; ственно, к улучшению динамических . свойств, уменьшенйю искажений формы напряжения на сетевых зажимах (конкретная величина искажений зависит:от величины напряжения ко-роткого,замыкания), а также к повышению надежности работы как самого преобразователя, так.и других подключенных к тем же сетевым зажимам здектропотребителей в результате снижения помех, обуслов- . ленных искажениями и коммутационными всплесками напряжения.1008867 Составитель Е. Мельникова Пчелинская Техред Т.Маточка КорректорДэятко акт лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 акаэ 2356/66 Тираж 685 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений ы 113035, Москва, Ж, РаЮ