Преобразователь переменного напряжения в постоянное

автол яо" теле Фснвя О НИ;АН И Е ИЗ ОБРЕТЕН ЙЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06.10.77 (21) 2529610/24-07 с присоединением заявки Но Н 02 М 7/155 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 031080(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ Изобретение относится к тиристорным преобразователям переменного напряжения в постоянное, генерирую- щим реактивную мощность в питающую сеть, и предназначено для испольэо вания, например, в компенсированном электроприводе постоянного тока. боль-. шой мощностиВ известном преобразователе переменного напряжения с искусственной ,10 коммутацией перевод тока из предыдущей .фазы сети в последующую осущест вляется с помощьто коммутирующего"конденсатора, напряжение на котором значительно превышает ЭДС комму тируемых фаз. Перенапряжения при , коммутации, прикладываемйе-"к" элементам преобразователя и к сети, приводит к увеличению габаритов преобразователя, так как требуют 20 последовательного ,соединения ти- ристоров и установки дополнительной конденсаторной батареи Фильтра для устранения вредного влияний перенапряжений на других потребителей Щ . 25Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное с двухступенчатой искус-. ственной коммутацией, содержащей груп-ЗО 2пу силовых тиристоров, катоды которыхсоединены в общую точку; конденСаторФильтра, первый вывод которого связанс анодами силовых тиристоровчерездиоды, а второй- через тиристоры,икоммутирующий узел 121.Недостатком такого преобразователя является большая емкость конденсатора Фильтра, что приводит к увеличению массы и габаритов преобразователя,Цель изобретения - улучшение массогабаритнйх показателей преобразователя.Поставленная цель достигается тем,ечто в преобразователе переменногонапряжения в,постоянное; содержащемгруппу силовых тиристоров, катодыкоторых Объединены, Фильтровой коиденсатор, выводы которого связаны,каждый, с анодами силовых тиристоров через коммутирующие тиристоры, и коммутирующий узел,последний содержит полностьюуправляемый вентиль и коммутирующий конденсатор, включенные последовательно между первым выводом Фильтровбго конденсаТбраи"общей точкойсиловых тиристоров, и уравнительныйцроссель, средний вывод обмотки кото50 рого соединен с общей точкой силовыхтиристоров, крайние выводы соединеныс первым выводом Фильтрового конденсатора через полностью управляемыевентили, а со вторым - через тиристоры.Уравнительный дроссель может бытьснабжен дополнительной обмоткой, связанной через выпрямитель с Фильтровымконденсатором,На фиг.1 приведена схема:преобразователя, на Фиг. 2 в временные диаграммы, поясняющие его работу.Преобразователь содержит группусиловых тиристоров 1,2 и 3, катоды которых объединены в общуюточку, конденсатор 4 Фильтра, коммутирукцие тиристоры 5-10, коммутирующий узел, состоящий изкоммутирующего конденсатора 1и полностью управляемого вентиля 12, уравнительный дроссель 13,крайние выводы обмотки которого связаны с выводами конденсатора 4 черезполнбстью управляемые вентили 14 и15 и тиристоры 16 и 17. Уравнительный дроссель имеет дополнительнуюобмотку 18, связанную с конденсатором4 через выпрямитель 19.Рассмотрим работу преобразователяна примере коммутации тока двух ФазА и В при максимальных значенияхвыпрямленного тока и ЭДС в контуре.коммутации. На Фиг. 2 представленыграфики изменения в процессе коммутации напряжения Ос и тока 1 конденсатора 4, напряжения О конденсатора 11, тока ф 2 выключаемой фазыВ, напряжения Ор и тока 1 р дросселя 13.В исходном состоянии (до началакоммутации) весь выпрямленный ток 1 апроходит через фазу А и силовой тиристор 1.Конденсатор 4 заряжен до 40напряжения Осм , а конденсатор 11 до напряжения Ощ с полярностью,показанной на Фиг. 1 (зарядные источники не показаны).Коммутацию тока Фазы А в Фазу В 45начинают отпиранием коммутирующихтиристоров 5 и 9 и полностью управляемого вентиля 12. Под действиемнапряжения конденсатора 11 ток изцепи тиристора 1 переходит в цепькоммутирующего тиристора 5, вентиля12 и конденсатора 11. После восстановления запиракщих свойств тиристора 1 (в момент времени 1) отпираютвентили 14 и 15 и,запирают вентиль12, Выпрямленный ток при этом поровну распределяется между параллельно.включенными обмотками дросселя 13.Конденсатор 4 включен между коммутирующими Фазами через отпертые тиристоры 5 и 9.Под действием коммутирувщей ЭДС, равной превышению напряжения конденсатора 4 над ЭДС коммутируеьых фаэ, происходит переход первойчетверти выпрямленного тока из фазыА в фазу В (первая ступень коммута ции - интервал 0-2), После увеличения тока в фазе В и в конденсаторе 4до величины, равной четверти выпрямленного тока, переключают полуобмоткудросселя к Фазе В, для чего отпираюттиристор 16 и запирают вентиль 15момент времени 2), Ток в каждой полуобмотке дросселя 13 остается при этомнеизменным и равным половине выпрямленного тока 0,5 1 д ,причем ток переключенной полуобмотки состоит издвух составляющих - тока фазы В и тока 0,5 д - сф 1 фазы А, который проходит в полуобмотку через конденсатор4,Таким образом, направление тока вконденсаторе изменяется и напряжениена нем начинает увеличиваться. Поддействием нарастающей коммутирующейЭДС ток Фазы В продолжает увеличиваться, замещая в переключеннойполуобмотке остаток тока фазы А, протекающий через конденсатор (вторая ступень коммутации - интервал 2-3) . Вмомент времени 3 ток Фазы В увеличивается до значения 0,51 д , напряжение конденсатора 4 достигает максимума, а ток в нем становится равнымнулю. В интервале 3-4 (третья ступень коммутации) под действием коммутирующей ЭДС ток фазы В Фпродолжает нарастать от значения0,5 1 б до 0,75 1 д , а в конденсаторе 4 от 0 до 0,25 1 д .Часть токафазы В, протекающая через конденсатор 4, замещает соответствующуючасть тока фазыв другой полуобмотке уравнительного дросселя 13.В момент 4, когда ток в конденсаторе 4 станет равным 0,25 1 с ,отпираюттиристоры 17 и 2 и запирают вентиль14. Оставшаяся в Фазе А часть выпрямленного тока, равная в моментвремени 4 0,25 1 с ,переходит изотключенной цепи вентиля 14 в цепьконденсатора 4 и тиристора 17. Направление тока в конденсаторе 4вновь изменяется, а напряжение нанем начинает нарастать, В интервалевремени 4-5 под действием нарастающей коммутирующей ЭДС происходиткоммутация оставшейся четвертивыпрямленного тока Одновременно токиз цепи тиристора 9 и параллельновключенных через тиристоры 16 и 17полуобмоток дросселя 13 под действием падения напряжения на этихэлементах переходит в силовой тиристор 2. В интервале 2-4 напряжениена конденсаторе 4 через отпертыевентили 14 и 16 приложено к дросселю.Индуктивность дросселя выбирают достаточно большой для того, чтобы токнамагничивания был мал. После эапирания тиристоров 16 и 17 в дросселевозникает ЭДС самоиндукции, дляограничения которой предусмотренадополнительная обмотка 18, связаннаяс конденсатором фильтра через выпрямитель 19.Благодаря уменьшению вдвое, по сравнению с известным, величины изменения тока в коммутируемых фазах и в конденсаторе на одной ступени ком- мутации, емкость конденсатора фильтра, требуемая для успешной коммутации, уменьшается в четыре раза. Это позволяет существенно улучшить массогабаритные показатели преобразователя.Формула изобретения01. Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий группу силовых тиристоров, катоды которых объединены, фильтровой конден сатор, выводы которого связаны, каждый,с анодами силовых тиристоров через коммутирующие тиристоры, и коммутирующйй узел, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения мас- Щ согабаритных показателей, коммутирующий узел содержит полностью управляемый вентиль и коммутирующий конденсатор, включенные последовательноМежду первым выводом фильтрового конденсатора и общей точкой силовых тиристоров, и уравнительный дроссель,средний вывод обмотки которого соединен с общей точкой силовых тиристоров, крайние выводы соединены с первым выводом фильтрового конденсатора через полностью управляемые вентили, а со вторым - через тиристоры.2.Преобразователь по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что уравнительный дроссель снабжен дополнительнойобмоткой, связанной через выпрямитель с фильтровым конденсатором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Авторское свидетельство СССРР 478801, кл. Н 02 М 5/293, 19,05,71.2.Авторское свидетельство СССР9 453778, кл. Н 02 М 7/12, 04.05,71.027/21БНИИПИ РОСУДпо делам113035 Моск Тираж 783 ПодпиСное арсФвенного комитета СССР " изобретений и открытий.а, Ж,Раушская наб., д.4/5 аказ Филиал ППП"Патент", г,ужгород,ул.Проектная Составитель А.СытинРедактор И,Нанкина ТехредС.МигуноваКорректор Н.Стец 3 7