Вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием напряжения

(19 Эай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМпРИ Гннт сссР(7) Московский энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 880809, кл. В 607/16, 1.981.Авторское свидетельство СССРУ 852660, кч, В 60 1, 9/12, 1981.(54) ВЕНТИЛЪНЬ 11 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИМПУЛЬСНО- ФАЗОВЬИ РЕГУЛИРОВАНИЕМНАПРЯЖЕНИЯ,(57) Изобретение относится к электро.технике и может быть использовано нажелезнодорожном подвижном составев качестве главного преобразователя(511 4 Н 02 М 7/155, В 60 2переменного тока в постоянный и об-, ратно. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение КПД. Устройство состоит иэ выпрямительного тиристорного моста, каждое плечо которого состоит из двух последовательно соединенных тиристоров 1,3, 2,4 и 5,7; 6,8. Между общими точками соединения этих тиристоров включены секции 9,10 вторичной обмотки трансформатора соответственно. Коммутирующий конденсатор 13 подключен к выводам переменного тока тиристорного моста, а именно к общим точкам соединения тиристоров 4,6 и 3.5. Указанное выполнение преобразователя позволяет исключить из цепи коммутации перезарядный дроссель и улучшить распределение напряжений между тиристорами. 3 ил,Изобретение относится к силовой тиристорной преобразовательной технике и предназначено в основном для использования на железнодорожном подвижном составе в качестве главного преобразователя переменного тока в постоянный (в режиме тяги) и обратно (в режиме рекуперативного торможения),Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение КПД преобразователя путем упрощения коммутирующего узла. 10 На фиг. 1 представлена принципиаль 15 20 25 35 30 40 50 55 ная электрическая схема преобразователя, на фиг, 2 - временные диаграммы его работы в режиме выпрямления,на фиг. 3 - то же, в режиме инвертирования,Преобразователь (фиг.1) содержит выпрямительный тиристорный мост,состоящий из тиристоров 1-8, К общимточкам тиристоров 1,3 и 2,4 аноднойгруппы плеч выпрямительного мостаподключена секция 9 вторичной обмотки силового трансформатора, секция 10 которого включена между общими точками тиристоров 5,7 и 6,8катодной группы плеч того же моста.Параллельно секциям 9 и 10 подключены конденсаторы 11 и 1 2 соответственно . К выводам переменного токавыпрямительного моста,т.е, к катодамтиристоров 3,4 (анодам тиристоров5,6), подсоединен коммутирующийконденсатор 13, Анодная группа плечвыпрямительного тиристорного мостасоединена с отрицательным выводомдля подключения нагрузки 14, а катодная группа - с ее положительнымвыводом,Работа преобразователя в режимевыпрямления поясняется диаграммамина фиг. 2, а в режиме инвертирования - на фиг. 3. Кривые 11 и 1характерные для такого типа преобразователя напряжение на вторичныхобмотках 9 и 1 0 силового трансформатора и ток в его первичной обмотке, т.е. потребляемый иэ питающейсети, соответственно, 11 - напряжение на коммутирующем конденсаторе13. Остальные временные диаграммыиллюстрируют интервалы открытогои закрытого состояний тиристоров1-8 выпрямительного моста, т.е. номера временных диаграмм совпадают сномерами тиристоров. Полярность напряжений У, и Б показана условно и соответствует обозначению на фиг. 1. Интервал времени 1 соответствует буферному периоду, в котором ток нагрузки замыкается вне полуобмоток 9 и 1 0 силового трансформатора через тиристоры 1,3,5, . С момента подачи отпирающего импульса на тиристор 2 начинается интервал й - включение тока нагрузки в секции 9 и 10 трансформатора (коммутация), Тиристор 1 при этом запирается напряжением 0 секции 9, в которую мгновенно вводится ток нагрузки, что возбуждает колебательный процесс во входном контуре, включающем конденсаторы 11 и 12, индуктивность рассеяния обмоток силового трансформатора, а также сопротивление питающей сети. В результате указанного. процесса ток х по косинусоидальному закону плавно нарастаетдо значения тока нагрузки (без учета принужденного тока входного контура и затухания колебательного процесса) . В этот момент отпирается тиристор 8 и ток нагрузки . также включается в секцию 10 трансформатора, Напряжением 0 последней запирается тиристор 7. Колебательный процесс во входном контуре прерывается и начинается интервал- период выпрямления (отперты тиристоры 2,3,5 и 8).Изменением момента начала интервала С регулируется среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке 14Периодзаканчивается отпиранием тиристора 4, При этом тиристор 3 запирается напряжением 11 - Б . Ток нагрузки скачком выводится из полуообмоток 9 трансформатора, что провоцирует колебательный процесс во входном контуре. Ток 1, питающей сети по косинусоиде снижается до сравнительно небольшого принужденного тока входного контура в интервале й. Одновременно перезаряжается конденсатор 14 до исходного напряжения П, но обратной полярности. В момент завершения первого полупериода колебания тока во входном контуре отпирается тиристор 6, а ти-, ристор 5 запирается напряжением 11 - 1. Ток нагрузки мгновенно выводится из полуобмотки 10 трансформатора При этом колебательный про 1504762цесс во входном контуре прерывается и .начинается буферный интервал (через тиристбры 2,4,6 и 8) следукппего полу- периода напряжения питающей сети. Ра бочие процессы преобразователя в этом полупериоде принципиально не отличаются от описанных вьппе. Разница состоит в том, что в соответствующих интервалах времени вместо тиристора 10 1 отпирается тиристор 2 (и наоборот), так же, как и тиристоры 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8.Работа преобразователя в режиме инвертирования поясняется временными 15 диаграмамми, изображенными на фиг. 3. Интервал времени й соответствует процессу введения (коммутации) тока нагрузки в обмотки 9 и 1 О трансформатора. Перед коммутацией ток нагруз ки замыкается, например, через тиристоры 1, 3,5 и 7 (буферный период). В момент начала интервала й отпирается тиристор 4, а тиристор 3 запирается напряжением 11 - О,. В по 25 луобмотку 9 трансформатора мгновенно вводится ток нагрузки (против напряжения 0 ). Это возбуждает колебательный процесс во входном контуре (аналогично режиму выпрямления), в результате чего ток , по косинусоиде нарастаетприблизительно до тока нагрузки, и в этот момент отпирается тиристор 6, Тиристор 5 запирается разностью напряжений Ц кон- ЗБ денсатора 13 который к этому времени перезаряжается) и О (полуобмотки 10 трансформатора). В интервале С колебательный процесс во входном контуре прекращается и происходит инвертирование тока нагрузки в питающую сеть через тиристоры 1,4, 6 и 7. Заканчивается этот интервал моментом включениятиристора 2. При этом тиристор 1 запирается напряже 45 нием 0 полуобмотки 9 трансформа 1тора, ток нагрузки скачком выводится из нее. Возбуждается колебательный1 процесс во входном контуре, в результате чего ток 1., снижается до принужденного тока того же контура также беэ учета затухания. В этот момент включается тиристор 8. На этом интервал С заканчивается. КолебаЭтельный процесс во входном контуре прекращается, тиристор 7 запирается напряжением У, полуобмотки 1 0 трансформатора и начинается буферный интервал й , в котором ток нагрузки замыкается через тиристоры 2,4,6 и 8. Регулированием длительности ин-тервала й изменяется величина инвертируемого в сеть тока ,.Рабочие процессы в следующем полупериоде (условно отрицательном) аналогичны описанным вьппе за исключением того, что вместо тиристоров 2,4,6,8 включаются тиристоры 1,3,5, 7 соответственно.Формула и э о б р е т е н и яВентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием напряжения, содержащий силовой трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена из двух секций, каждая из которых зашунтирована конденсатором, выпрямительный тиристорный мост, выход постоянного тока которого образует выходные выводыдля подключения нагрузки, а также коммутирующий конденсатор, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения КПД, указанный коммутирующий конденсатор подключен к выводам переменного тока выпрямитель- ного тиристорного моста, каждое плечо которого выполнено в виде двух последоватЕльно соединенных тиристоров, к общей точке соединения которых подключен один из выводов одной иэ соответствующих секций вторичной обмотки,15047 б 2 Маковс Редакт одписно ираж 64 и ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патснт", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 аказ 5263/54 ИИПИ Государ оставитель Т,Добровольскис Техред М,Ходанич Корректор С.Черни енного комитета по изобретениям и открытиям13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5