Управляемый выпрямитель

О П И С А Н И Е пи Бзв 4 вбИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) ЗаявлЕно 19.11,73 (21) 1971471/07 51) М, Кл. Н 02 М 7/1 э аявки-присоединение Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам иэаоретеннй и открытий(45) Дата опубликования описания 10.0577 2) Авторы изобретен Ю, С. Игольников и И, А, Ней(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ Ближайшим аналогом яв выпрямитель, выполненный п тания и содержащий трансфор нами вторичных обмоток, сило мутирующие конденсаторы и тиристор а, направление прово падает с направлением прово ристоров, образующих послед включенную параллельно выхоляется управляемыи о схеме двойного пиматор с двумя групвые тиристоры, комдва вспомогательных димости которых совдимости силовых тиовательную цепочку, дным зажимам 1 Предлагаемое изобретение относится к управляемым выпрямителям с искусственной коммутацией, содержащим трансформатор, управляемые вентили, например тиристоры, и узел искусственной коммутации, Нагрузка выпрямителя - активно - индуктивная.Известны управляемые выпрямители с искусственной коммутацией, работающие в режиме потребления или генерирования реактивной мощности 1,4. 1Известное устройство 2, обеспечивая регу. лиров ание выпрямленного напряжения при генерации реактивной мощности, недостаточно надежно при повышенных выпрямленных напряжениях, когда требуется применение последовательного сое динения тиристоров в одном плече.Если же для получения требуемого значения высокого выпрямленного напряжения соединить последовательно два таких выпрямителя, то силовая схема и схема управления усложняются. Кроме 2 того, поскольку каждый из конденсаторов обеспечивает коммутацию только одной труппы тиристоров, использование конденсаторов будет менее эффективно, по сравнению с тем, где конденсатор обеспечивает коммутацию обеих грутпт. 25 Другое устройство 3 предназначено для работы при низких выпрямленных напряжениях, где стремятся уменьшить падение напряжения на вентильных элементах,Устройство 4 - управляемый мостовой выпрямитель на тиристорах с искуственной коммутацией; оно содержит один коммутирующий конденсатор и два вспомогательных тиристора. Конденсатор обеспечивает коммутацию тока как в анодной, так и в катодной тиристорных группах, Однако эта схема мало надежна при повышенных выпрямленных напряжениях. Применение двух последовательных соединенных одинаковых устройств для получения требуемого высокого напряжения связано с усложнением силовой части и системы управления.Отличие предлагаемого выпрямителя от известного состоит в том, что он снабжен третьим вспомогательным тиристором, включенным последовательно с двумя другими, причем его анод соединен через конденсатор с нулевой точкой первой группы вторичных обмоток трансформатора, а катод через другой конденсатор - с нулевой точкой второй группы обмоток. Это отличие позволяет упростить устройство и повысить надежность его работы привыпрямленных напряжениях. Кроме того, предлагаемьй выпрямитель отличается также тем,что встречно-параллельно третьему вспомогательному тири стору подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных дополнительного тиристора и реактора, Это отличие позволяет упростить запуск выпрямителя и повысить его надежность при малых токах нагрузки,На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы выпрямленного напряжения Ц 1, напряжения на коммутирующей емкости Ц и импульсов управления основных и вспомогательных тиристоров.Предлагаемьй управляемый выпрямитель с двойным питанием собран по схеме с девятью управляемыми вентилями. К нулевым точкам вторичных обмоток трансформатора, имеющих фазовьй сдвиг относительно друг друга на 180 эл/град, присоединены два конденсатора 1,2, ко вторым обкладкам которых подключены два вспомогательных тиристора 3 и 4. Вторыми концами эти тиристоры подсоединены к анодной и катодной группам вентилей моста, причем анод тиристора 3 подсоединен к анодной группе, а катод тиристора 4 к катодной группе, Между точками соединения тиристора 3 с конденсатором 1 и тиристора 4 с конденсатором 2 включен тиристор 5, встречно - параллельно которому включена цепочка из последовательно соединенных тиристора 6 и реактора 7, 8 - 13 - тиристор ы вьгпрямительного моста,Представленные на фиг, 2 диаграммы, относящиеся к работе тиристоров 8 - 13, поясняют принШш действия вьптрямителя,Предположим, что в начальньй момент времени проводят тристоры 8, 9, 10, а конденсаторы 1, 2 с помощью внешнего источника заряжены до потенциала, необходимого для-пуска выпрямителя (знакзаряда указанбезскобок) .В момент т, управляющим импульсом Оуотпирается тиристор 5, При этом суммарное напряжение двух конденсаторов подключается параллельно работающему тиристору 8 средней группытиристоров выпрямителя и двум связанным с нимфазным обмоткам трансформатора,Если суммарное напряжение конденсаторовпревьппает суммарное- напряжение этих двух фаз,то тиристор 8 выключается, и ток нагрузки начинает проходить через вспомогательный тиристор 5,конденсаторы 1, 2 и две фазные обмотки, связанные с работающими тиристорами 9 и 10. При этомконденсаторы перезаряжаются током нагрузки до 2025304045505560 напряжения противоположного знака (на фиг, 1 знак заряда конденсаторов для этого момента указан в скобках). В момент времени 1 управляющий импульс Оотпирает тиристор среднего ряда 11, после чего ток нагрузки начинает проходить через него и продолжающие работать тиристоры 9 и 10. При этом тиристор 5 запирается, и перезаряд конденсаторов 1, 2 заканчивается.В момент времени тз управляющий импульс Оу, открывает вспомогательные тиристоры 3 и 4. При этомнапряжение конденсаторов 1 и 2 прикладывается соответственно к силовым тиристорам 9, 10 через фазные обмотки трансформаторов. Если напряжение на конденсаторах Ос превьппает напряжение фазной обмотки, то тиристоры 9, 10 закрываются, и ток нагрузки начинает проходить через вспомогательные тиристоры 3, 4 и две фазные обмотки и конденсаторы. При этом конденсаторы 1, 2 перезаряжаются током нагрузки до первоначального знака. В момент т 4 управляемый импульс О отпирает очередные тиристоры 12, 13 в крайних группах выпрямителя, после чего ток нагрузки начинает проходить через них, а вспомогательные вентили 3 и 4 закрываются. Далее процессы повторяются.Для облегчения запуска выпрямителя и повышения надежности работы устройства при малых значениях индуктивности в цепи нагрузки и малых токах нагрузки встречно - параллельно вспомогательному тиристору 5 подключается дополни. тельный тиристор 6, последовательно с которым вводится зарядный реактор 7, Импульсы управления на тиристор 6 подаются одновременно с импульсами управления вспомогательных тиристоров 3 и 4. В результате отпирания тиристора 6 заряд конденсатора 1, 2 происходит как током нагрузки, так и двойным фазным напряжением, приложенным через работающий тиристор средней группы тиристоров выпрямителя, зарядный реактор 7 и вспомогательньй тиристор 6 к этим конденсаторам. В остальном электромагнитные процессы протекают аналогично описанным выше.Предлагаемьй выпрямитель целесообразно использовать в возбудительных агрегатах, которые по условиям форсировки возбуждения работают в номинальном режиме с низким значением коэффициента мощности, а наличие их в цепи большой индуктивности способствует перезаряду коммутирующихх конденсаторов.Формула изобретения1. Управляемый выпрямитель, выполненный по схеме двойного питания и содержащий трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, силовые тиристоры, коммутирующие конденсаторы и два вспомогательных тиристора, направление проводимости которых совпадает с направлением проводимости силовых тиристоров, образующих последовательную цепочку, включенную параллель538465 фиг.1 новыходным зажимам, о т личающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности работы при повышенных выпрямленных напряжениях, он снабжен третьим вспомогательным тиристором, включенным последовательно с двумя другими, причем его анод соединен через конденсатор с нулевой точкой первой группы вторичных обмоток трансформатора, а катод через другой конденсатор - с нулевой точкой второй группы обмоток,2, Выпрямитель по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения запуска выпрямителя и повышения надежности при малых токах нагрузки, встречно - параллельно третьему вспомогательному тиристору подключена цепочка; состоящая из последовательно соединенных дополнительного тиристора и реактора.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Патент Франции У 1434046, кл. Н 02 1966 г.,(прототип),2. Каганов И. Л, "Электронные и ионные преобразователи", ч, 111, Госэнергоиздат 1956 г. стр,348-357,3, Николаев А. Г., Третьяк Т, П, "Выпрямительна управляемых вентилях" а.с, СССР, 9216101,Н 02 М 7/12, 1970 г.4. Журнал Ргосеедп 9 а о 1 тпе пят Нцт оп оФ .1 ЕЕЕ,том 116 У 5, 1969.. Тимофеев да аказ 5728/3 Подписноео комитета Совета Министров СССРобретений и открытий по делам и 035, Москв- 35, Раушская наб., д. 4 д, ул. Проектная, 4 г. Тираж 8ИИПИ Государственн Филиал ППП "Пате Корректор Н, Ковалев