Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 4(51) Н 02 М 7/ОО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ 0945/24-0706.8305.85, Бюл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(56) 1.В 5757412; Анматическми. Минсс, 297-3 У 8Мусиенко, В.Б. Ниэимов,один, Ю.М. КлименкоМусиенкопродзержинский ордена Трудосного Знамени индустриальныйим. М.И. Арсеничева.316.727(088.8)Авторское свидетельство СССРкл. Н 02 Р 13/1 б, 192.химюк В.Л., Ильин О.П. Автоое управление электроприводак, "Высшая школа", 1965,03,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЬК ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ, катоды тиристоров которого объединены, содержащее фаэосдвигающий блок, включающий трехфазный транс форматор, к выводам вторичной обмотки которого подключены конденсаторы, регулятор зарядного тока, зарядные диоды, выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединеныс входами формирователей импульсовуправления тиристоров преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения диапазонарегулирования, улучшения массогабаритных показателей и стоимости устройства, оно снабжено тремя переходными диодами, тремя обратными диодами, тремя накопительными конденсаторами, кажцый формирователь импульсоввыполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через стабилитрон соединен с анодом тиристора,обратные диоды катодами соединены санодами тиристоров формирователейимпульсов, а анодами подключены ккатодам тиристоров преобразователя,накопительные конденсаторы включенымежду анодами тиристоров формирователей, один из выводов регуляторазарядного тока соединен с анодамипереходных диодов, катоды которыхчерез конденсаторы соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов системах управления тиристорнымипреобразователями приводов постоянного тока, возбудителей синхронныхмашин.Известно устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, имеющее последовательныецепочки, образованные диодами моста 10и входами управления тиристоров,зашунтированные конденсаторами, причем регулирующий элемент подключенк диагонали постоянного тока упомя 1нутого моста, а источник опорных импульсов выполнен в виде генераторабиполярных импульсов тока Щ ,Однако, если в этом устройствеобеспечить необходимую (минимальную,но достаточную) мощность управляющих оимпульсов при малых углах регулирования, необходимую для открывания вентилей силового моста, то при увеличенииугла регулирования в связи с уменьшением мощности управления этой мощнос-ти недостаточно для открывания вентилей силового моста, При этом сужаетсядиапазон регулирования, Если же обеспечить необходимую мощность управляющих импульсов при больших углах ре- ЗОгулирования, то при уменьшении угларегулирования в связи с увеличениеммощности управления эта мощность неоправданно превышает необходимую,что приводит к увеличениютемпературыперехода управляющийэлектрод -катодвентилей силового моста и излишнимзатратам электрической энергии науправление.Наиболее близким к изобретению 4 Оявляется устройство для управлениятрехфазным тиристорным преобразователем, катоды тиристоров которогообъединены. Устройство содержит Фазосдвигающий блок, включающий трехфазный 4трансформатор, к выводам вторичнойобмотки которого подключены зарядныедиоды, конденсаторы и регулятор зарядного тока. Выходы фазосдвигающегоблока через разделительные диоды ЗОсоединены с входами формирователейимпульсов управления тиристоров преобразователя ИНедостатками указанного устройства являются ограниченный диапазон ре-угулирования, не превышающий 150160 зл. град., необходимость установки двух источников питающего формирователя импульсов н защитного напряжений, а также применение специальныхтрехобмоточных трансформаторов вформирователях импульсов, что усложняет устройство, увеличивает егомассогабаритные показатели и стоимость.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования, снижение массогабаритных показателей и стоимостиустройства.Указанная цель достигается тем,что устройство для управления трехФазным тиристорным преобразователем,катоды тиристоров которого объединены,содержащее фазосдвигающий блок, включающий трехфазный трансформатор, квыводам вторичной обмотки которогоподключены конденсаторы, регуляторзарядного тока, зарядные диоды, выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входамиформирователей импульсов управлениятиристоров преобразователя, дополнительно снабжено тремя переходнымидиодами, тремя обратными диодами,тремя накопительными конденсаторами,каждый Формирователь импульсов выполнен в виде тиристора, управляющийэлектрод которого через стабилитронсоединен с анодом тиристора, обратныедиоды катодами соединены с анодамитиристоров Формирователей импульсов,а анодами подключены к катодам тиристоров преобразователя, накопительные конденсаторы включены между анодами тиристоров Формирователей, одиннз выводов регулятора зарядного тока соединен с анодами переходныхдиодов, катоды которых через конденсаторы соединены с выводами вторичнойобмотки трансформатора,На чертеже представлена принципиальная схема устройства управлениятрехфазным тиристорным преобразователем.Устройство состоит иэ трехфазноготрансформатора 1, конденсаторов 2,зарядных диодов 3, накопительных конденсаторов 4, тиристоров 5, разделительных 6 и обратных 7 диодов, стабилитронов 8, включенных между анодами и управляющими электродами тиристоров 5, регулятора 9, выполненного,например, в виде переменного резистора и переходных диодов 10,Трансформатор 1 предназначен дляпитания устройства, согласования напряжений сети и напряжений питаниятиристоров 5, что определяет мощностьlвыходных импульсов управления силового тиристорного моста, и являетсяфазозадающим устройством. При выбранном чередовании фаз питающей сети,к которой подключен трансформатор 1,и при подключении выходов устройствак тиристорам силового моста. трансФорматор осуществляет синхронизацию 10управляющих импульсов с синусоидальным напряжением питающей сети и гальваническую развязку силовой цепи иустройства формирования управляющихимпульсов. фазосмещающие конденсаторы 152 служат для смещения фазы напряжения, приложенного к общим точкамсоединения диодов 3 и 10 в сторонуопережения относительно фазы напряжения вторичной обмотки трансформатора 1, В случае возникновения корот.кого замыкания в схеме управленияконденсаторы 2 ограничивают токи додопустимых пределов, т,е, являютсязащитным средством. Зарядные диоды 3 25предназначены для выделения положительных полупериодов трехфазногонапряжения, используемых для Формирования импульсов управления.,Накопительные конденсаторы 4 предназначены для накопления энергии с цельюполучения управляющих импульсов,кроме того, они совместно с трансформатором. 1, конденсаторами 2 и положением движка переменного резисторарегулятора 9 определяют угол регулирования преобразователя. Тиристоры 5и стабилитроны 8 образуют тиристорныеключи, срабатывание которых приводитк появлению управляющих импульсов, 46Обратные диоды 7 создают раздельныеконтуры тока при разряде накопительных конденсаторов 4. Разделительныедиоды 6 исключают взаимное влияниераздельных контуров тока путем исклю чения возможности протекания обратного тока через переход катод - управляющий электрод тиристоров 5 - стабилитрон 8. Совместно с переходнымидиодами 1 О и регулятором 9 разделительные диоды 6 создают контуры токадля регулируемого заряда накопительных конденсаторов 4,Первичная обмотка трансформатора1 подключается к соответствующим 55фазам силовой цепи преобразователя.Для управления трехфазной несимметричной схемой с тиристорами в катодной группе трансформатор 1 включаетсяпо шестой группе соединения обмоток,что обеспечивает угловое отставаниевекторов линейных ЭДС вторичной обмотки по отношению к векторам соответствующих линейных ЭДС первичной обмотки на угол 180 эл,град. Для включения силового тиристора соответствующей фазы берется выход устройствас импульсом, сформированным предыдущей фазой, Так, например, для включения тиристоров фазы А необходимо использовать сигнал, полученный с формирователя импульсов, подключенногок фазе С вторичной обмотки трансформатора 1.Устройство работает следующимобразом,При включении устройства накопительные конденсаторы 4 разряжены.Нарастание положительного напряженияодной из Фаз до уровня пробоя стабилитрона 8 приводит к включению тиристора этой Фазы, Предположим, чтовключился тиристор 5 фазы С, Приэтом накопительные конденсаторы 4начинают заряжаться. Заряд происходитпо цепи: конденсаторы 2; зарядныйдиод 3 фазы А; конденсаторы 4.1, 4.2,4,3; открытый тиристор 5.3; разделительный диод 6 фазы С; регулятор -переходные диоды 10 фазы с наиболеенизким линейным напряжением в моментзаряда. Режим заряда конденсаторов4 определяется величинами линейныхнапряжений фаз и регулятором 9. Напряжения заряда накопительных конденсаторов 4.1, 4.2, 4,3, до моментапробоя стабилитрона 8 любой из фазимеют различные уровни.В предложенном примере накопительный конденсатор 4.2, включенныймежду анодами тиристоров, один изкоторых 5.3 (Фаза Су открыт, заряжается до напряжения пробоя. Два другихнакопительных конденсатора 41 и4.3 в этот момент заряда включеныпоследовательно, следовательно, напряжение на каждом из них в последний момент перед пробоем равно половине напряжения пробоя стабилитронов,и недостаточно для пробоя стабилитронов 8.1 и 8.2. Напряжение же конденсатора 4.2 в два раза выше чем у4.1 и 4.3 и приводит к пробою стабилитрона 8. 1 и включению тиристора5.1, В этот момент все накопительныеконденсаторы 4 разряжаются по цепи:1156211 аказ 3192/53 Ти аж 646 По писно тиристор 5. 1; переход управляющий электрод; катод соответствующего тиристора силового моста; обратные диоды 7 соответствующих фаз, причем разряд конденсаторов 4 происходит 5 практически до нуля. С момента начала разряда и до его окончания на переход управляющий электрод - катод силового тиристора действует управляющий импульс с крутым передним и10 пологим (изменяющимся по экспоненте до нуля) задним фронтом. Далее работа устройства протекает в такой же последовательности, Порядок включения тиристоров 5 определяется по рядком чередования положительных полуволн напряжений Фаэ преобразователя.Таким образом, применение Формирователей импульсов с тиристорными 20 ключами и накопительными конденсаторами позволяет расширить диапазон регулирования преобразователя. При увеличении сопротивления регулятора Фаза тока вторичной обмотки транс форматора практически совпадает с фазой напряжения вторичной обмотки (ввиду большой величины К).Это дает возможность получения больших углов регулирования (до 180 о),При уменьшении сопротивления регулятора с одной стороны уменьшается постоянная времени заряда накопительных конденсаторов, а с другой стороны Фаза тока вторичной обмотки трансформатора изменяется в сторону опережения. Эти два обстоятельства позволяют расширить диапазон регулирования и в сторону малых углов. Диапазон регулирования преобразователя составляет 0-180 эл.град.Наряду с увеличением диапазона регулирования предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет лучшие массогабаритные и стоимостные показатели, что обусловлено исключением двух источников, питающих формирователи импульсов, и исключением трехобмоточных трансформаторов иэ формирователя импульсов.