Многофазный управляемый выпрямитель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11)557460 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24,04 72 (21) 1777522/07 М. Кл,о Н 02 М 7/12 ением заявкирис Гасударственный комитет Совета Министров СССР по девам изобретений н открытий(71) За явителт 1 Й УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 4) МНОГОФ реактора мостов. При быть выполнены тольк ом управляемыми могутвентили мостов, непосредавнительным реактором,ов, либо все вентили,твенно связанные либо толькоНа фиг. выпрямителя фиг. 2 - д выпрямителя ентили мос1 изобра при сим когда управляемыми вынепосредственно свяэанлиепы только вентили есреа ом 10 Многофазныи управляемыи вдержит вентили 1 - 6 и вентили 7 -"звезды" 13, 14, первичную обмоматора, нагрузку 16, вентили 17, 1реакторы 19 и 20.На диаграмме приняты следующие обозначения:а) напряжения сети,б) напряжения между нулем звезды 14 и анода.ми вентилей 7 - 12,в) напряжение между анод 8и анодами вентилей 7 - 12,г) напряжение на уравнительном реакторе 20,д) напряжение между катодами вентилей 4 - 6 ианодами вентилей 7-12,е) напряжение нагрузки 16,ами вентилей 17, 1(43) Опубликовано 05.05.77 Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электротехническими установками, в которых тре. буется длительное глубокое регулирование по. стоянного напряжения, например для управления электроприводами постоянного тока.Известен неполностью управляемый двухмостовой выпрямитель, в котором параллельным соеди. пением через уравнительный реактор двух мостов, подключенных к двум звездам вторичных обмоток трансформатора, удается несколько повысить коэффициент мощности, устранить пульсации трех. кратной частоты и устранить четные гармоники в первичном токе.Однако повышение коэффицента мощности и уменьшение пульсаций напряжените на нагрузке получаются не столь значительными,Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и уменьшение пульсаций напряжения нагрузки.Поставлеатая цель достигается тем, что между нулями звезд-обмоток трансформатора включен дополнительный уравнительный реактор, средний вывод которого через два разде 1 тительньтх вентиля подключен к крайниьт выводам уравнительного жена схема предлагаемометричном управлении;поясняющие работу схемь10 15 20 25 35 45 50 55 60 3,ж) напряжение на уравщтельном реакторе 19, з) ток через вентиль 18,и) ток через вентиль 5,к) ток нулевого провода звезды 14 (то же для звезды 13),л) ток через вентиль 7,и) первичный ток фазы "А",Предпагаемый выпрямитель в трехфазном исполнении состоит из двух параллельно соединенных через уравнительный реактор 19 трехфазных вентильных мостов на вентилях 1 - 12, Вентильные мосты подключены к двум обратным звездам вторичных обмоток 13, 14 трансформатора с первичной обмоткой 15, выполненной по схеме звезда или треугольник. Между нулями звезд обмоток 13, 14 трансформатора включен дополнительный уравнительный реактор 20, средний вывод которого через два разделительных вентиля 17, 18 подключен к крайним выводам уравнительного реактора 19 мостов. Нагрузка 16 выпрямителя подключена между средним выводом уравнительного реактора 19 и анодами вентилей 7 - 12.Схема будет работать без каких-либо нарушений при одновременном переключении всех вентилей на противоположное направление тока (т,е, при смене местами анодов и катодов) .Когда требуемый диапазон регулирования напряжения составляет 50 - 100% номинального и не требуется рекулерация, управляемыми выполняются только вентили 1 - 6, Когда требуемый диапазон регулирования напряжения 0 - 100% и рекуперация осуществляется на противо- э.д.с. инвертора до 50% номинального напряжения, управляемыми выполняются вентили 1 - 12. Когда требуемый диапазон регулирования напряжения 0 - 100% и рекуперация осуществляется на противо- э.д.с. до 100% номинального напряжения, управляемыми выполняются все вентили 1 - 12, 17, 18. За номинальное принимается напряжение нагрузки, получающееся при полностью включенных вентилях 1 - 12 (напряжение неуправляемой мостовой схемы).Работа схемы, когда управляемыми (тиристоры) выполнены только вентили 1 - 6, а остальные - диоды, при симметричном управлении вентилями 1 - 6, поясняется диаграммами (фиг. 2). Напряжение нагрузки 16 лежит где-то в пределах 50 - 100% номинального. Вентили 7 - 12, обмотки 13, 14 и уравнительный реактор 20 образуют схему выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором". Уравнительный реактор 20 обеспечивает одновременную работу двух нулевых схем выпрямления (на фиг, 2 в показано напряжение на выходе этой схемы выпрямления) и одновременное и одинаковое потребление токов из нулей обмоток 13, 14 (фиг, 2 к). Если в течение какого-то промежутка времени вентили 1 - 6 одновременно отключены, то к нагрузке 16 приложено напряжение схемы выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором". В этом режиме ток среднего вывода реактора 20 точно делится попо 4лам между вентилями 17, 18 благодаря уравнительному реактору 19. К уравнительному реактору 19 в это время не приложено напряжение (приложена разность прямщх падений напряжений вентилей 17, .18 - т,е, доли вольта), на диаграмме (фиг, 2 ж) показаны промежутки времени отсутствия напряжения на реакторе 19. При включении какого-нибудь вентиля 4 - 6 между катодами вентилей 4 - 6 и анодами вентилей 7 - 12 (фиг. 2 д) появляется напряжение мостовой схемы выпрямления, а вентиль 18 закрывается, Если в это время все вентили 1 - 3 отключены, то между катодами вентилей 1 - 3 и анодами вентилей 7 - 12 приложено напряжение схемы выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором", При большой последовательной индуктивности в цепи нагруз. ки 16 ток через нагрузку не изменяется. Благодаря реактору 19 этот ток точно делится пополам и, соответственно, половина тока потребляется от мостовой схемы, половина от схемы "две обратные звезды с уравнительным реактором". Поскольку до включения любого из вентилей 4 - 6 схема "две обратные звезды" давала весь ток нагрузки, то после включения любого из вентилей 4 - 6 схема "две-обратные звезды" дает только половину тока. Эти изменения тока нулевых выводов звезд 1314 хорошо видны на диаграмме фиг. 2 к, Напряжение небаланса разных схем выпрямления прикладывается к дросселю 19 (фиг. 2 ж). Получаемое при этом напряжение нагрузки (фиг, 2 е) имеет небольшие по амплитуде пульсации шестикратной частоты (причем благодаря реактору 19 эти пульсации получаются в 2 раза меньше, чем если бы схема просто переключала нагрузку со схемы выпрямления "две обратные звезды с уравнительным реактором" на мостовую), а ток (фиг. 2 м) имеет амплитуду, меньшую амплитуды тока нагрузки, достаточно приближающуюся к синусоиде форму и небольшой сдвиг, Схема не вызывает потока вынужденного намагничивания трансформатора, а в первичном токе нет четных гармоник.При несимметричном управлении схема позволяет получить еще большее повышение коэффициента мощности, однако при этом в первичном токе появляются четные гармоники и требуется выполнение вторичных обмоток 13, 14 по схеме "два одинаковых зигзага", Четные гармоники при несимметричном управлении могут быть устранены параллельной работой еще одного несимметричного выпрямителя или выполнением трансформатора с четь 1 рьмя вторичными обмотками.Получаемый в схеме эффект достигается за счет переключения нагрузки с одной схемы выпрямления на другую и обеспечению благодаря уравнительным реакторам одновременной работы разных схем выпрямления,Формула изобретения 1. Многофазный управляемый вьшряьятель, содержащий два параллельно соединенных через урав.нительный реактор многофазных моста, подклю.ченных к двум звездам вторичных обмоток трансформатора, нулевые точки которого соединенычерез дополнительный уравнительный реактор, о тли ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениякоэффициента мощности и уменьшения пульсацийвыходного напряжения, средний вывод дополни.тельного реактора через два разделительных вентиля подключен к крайним выводам уравнительногореактора мостов. 55746062. Выпрямитель по п. 1, о т ли чающийсятем, что он выполнен на управляемых вентилях. 3. Вьптрямитель по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на управляемых вентилях выполнены мосты.4. Выпрямитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на управляемых вентилях выполнены толь. ко те мосты, которые связаны непосредственно с уравнительным реактором.557460 б) Составитель В, СамвсловТехред И. Асталош Корректор Н. Золотовская ТиРаж 917И Государственного комитета Советапо делам изобретений и открьпнй113035, Москва, Ж, Раушская наб., д акаэ 868/63 Подписное Министров СССР