Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

)9) ЯО) 2 А з(51) Н 02 М 7/155//Н 02 Р 7/28 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ор ет ССР6.ССР6. ОСУДАРСТВЕНКЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(71) Московский ордена Ленинадена Октябрьской Революции энеческий институт(54)(57) ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЬЙ ПРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий основной и коммутирующий вспомогательный трехфазные тиристорные мосты подключенныек питающей сети, и конденсатор, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюего упрощения, в него введены две цепочки последовательно соединенных тиристоров, одна из которых подключенасогласно-параллельно основному мосту,а другая - встречно-параллельно вспомогательному, и однофазный вентильныи мост, в диагональ переменного тока которого включен указанный конденсатор, а зажимы постоянного тока подключены к общим точкам последовательно соединенных тиристоров, причем дванакрестлежащих вентиля однофазногомоста являются двухоперационными, адва других - неуправляемыми,Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в зависимых преобразователях с улучшенными энергетическими показателями, в частности для злектраприводав постоянного тока.Известны схемы зависимых преобразователей, в которых за чет принудительной двухступенчатой коммутации осуществляется вклочение вентилей 10 с опережением относительно моментов естественной коммутации, Такое включение вентилей позволяет генерировать реактивную мощность в питающую сеть и, тем самым, улучшает энергетичес кие показ тели системы электроснабжения в цс.цом. Эти схемы содержат два трехфазных моста (основной и вспомогательный), демпфирующий конденсатор, два тиристарных ключа и 20 ряд дополнительных элементов 11 и 2,Однако в этих схемах принудительное запирание вентилей осуществляется в обеих группах (анодной и катоднай) одновременно. В результате в кривой Фазного тока появляется провал, чта ухудшает его гармонический состав. Недостатком этих схем является также необходимость увеличивать емкость демпфирующего конденсатора, так как30 он должен обеспечить вывод энергии, накопленной в двух Фазах питающей сети.Наиболее близким к изобретению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из основного мостового управляемого выпрямителя, положительный полюс которого соединен через первый диод в непроводящемнаправлении с зажимом коммутирующего40узла, другой зажим которого соединенс положительным полюсом вспомогательного неуправляемого мостового выпрямителя и с положительной обкладкой конденсатора фильтра, отрицательная обкладка которого подключена к поло 45 жительнаму полюсу вспомогательного мостового выпрямителя, а также через второй диод, включенный в неправодящем направлении - к положительному полюсу основного выпрямителя. В цепь нагрузки включен датчик тока, гальванически связанный с управляющим входом системы импульсного управления, предназначенный для управления коммутирующими тиристарами, соединенными между собой последовательно и шунтирующими коммутирующую 1.С-цепь в составе коммутируюшега узла 1.3 . В этом преобразователе принудительное запирание в каждой вентильнойгруппе (аноднай и катоднай) осуществляется независимо. Для этого преобразователь снабжен двумя демпфирующимиконденсаторами, усложняющими устройство,Целью изобретения является упрощение устройства.Эта цель достигается тем, чта втрехфазный управляемый преобразовательпеременного напряжения в постоянное,содержащий основной и коммутирующийвспомогательный трехфазные тиристорныемосты, подключенные к питающей сети,и конденсатор, введены две цепочкипоследовательно соединенных тиристоров, одна из которых подключена согласно-параллельно основному мосту, адругая - встречно-параллельно вспомогательному, и однофазный вентильныймоет, в диагональ переменного тока которого включен указанный конденсатор,а зажимы постоянного тока подклоченык общим точкам последовательно соединенных тиристоров, причем два накрестлежащих вентиля однофазного моста являются двухоперацианными, а два другихнеуправляемыми,На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на Фиг, 2-6 эквивалентные схемы, поясняющие работу устройства на интервалах коммутации; на Фиг. 7 - схема устройства в реверсивном исполнении.Устройство содержит два трехфазных тиристорных моста: основной 1 и вспомогательный 2, подключенные к трех,фазной трехпроводникавой сети пере-" менного тока А, В, С. Нагрузка должна подклочаться к зажимам постоянного тока моста 1, Согласно-параллельно основному мосту 1 подключена цепочка из двух последовательно соединенных тиристоров 3 и 4. Встречно-. параллельно вспомогательпому мосту 2 включена цепочка из двух последовательно соединенных тиристоров 5 и 6. К общим точкам тиристаров 3,4 и 5,6 подключены зажимы постоянного тока однофазного вентильнага моста 7. В диагональ перемецнога тока моста 7 включен конденсатор 8, Два. накрестлежащих вентиля 9 и 10 однофазного моста 7 являются двухоперационными тиристорами, а два других вентиля 11 и 12 - диодами. Вместо двухоперационных тиристоров (вентилей 9 и 10) могут быть ис35 з . 11072 пользованы однооперационные тиристоры, снабженные устройствами принудительной коммутации, На фиг. 1 тиристоры 13-18 относятся к вспомогательному мосту 2, а тиристоры 19-24 - 5 к основному мосту 1. На фиг. 2-6 представлена схема замещения источника 25 переменного тока. Считается, что каждая Фаза питающей сети состоит из переменной ЭДС 2 б и индуктив ности 27. Эта индуктивность является эквивалентной и учитывает индуктив-" ности линии, фазные индуктивности рассеяния сетевого трансформатора и т.д. 15Устройство обеспечивает включение тиристоров основного моста 1 с опережением относительно моментов естественной коммутации и работает следующим образом.ОПусть проводят тиристоры 19 и 24 основного моста 1. Необходимо включить тиристор 20 с опережением относительно момента его естественной коммутации. Исходное состояние схемы показано на фиг, 2. Считается, что напряжение фазы Л больше напряжения Фазы В, поэтому для включения тиристора 20 необходимо принудительно запереть тиристор 19.Весь процесс искусственной коммутации состоит из трех этапов, На первом этапе коммутации включают тиристоры 14 и 5, вентили 10 и 9, тиристор 3 (фиг, 3). Начальное напряжение на конденсаторе 8 выбирается выше разности фазных напряжений. Устройство заряда конденсатора 8 на фиг, 1 не показано, так как оно необходимо только для первоначального зарада 4 О этого конденсатора. Если бы в фазах сети отсутствовали индуктивности 27, то ток нагрузки мгновенно перешел бы из фазы А в фазу В. Ицдуктивности 27 затягивают этот процесс: ток фазы 45 Л спадает плавно, а ток фазы В так же плавно нарастает. Сумма этих токов в любой момент времени равна току нагрузки. Конденсатор 8 на этом этапе частично разряжается. На втором этапе коммутации (Фиг.4) включают тиристор 13, В результате тиристор 19 попадает под обратное напряжение и запирается. Длительность этого интервала выбирается равной времени восста-, 55 новления вентильных свойств тиристора 35 419. На этом интервале конденсатор 8продолжает частично разряжаться, Натретьем интервале коммутации (фиг.5)запирают двухоперационные тиристоры 9и 10 и одновременно включают тиристор20 основного моста 1. В результатетиристор 14 подает под обратное напряжение и запирается. Конденсатор 8 наэтом интервале оказывается включенным встречно с ЭДС Фазы А, поэтомуток фазы А плавно спадает до нуля.Ток фазы В на этом интервале плавнонарастает до величины тока нагрузки,Конечное состояние схемы показано нафиг. б,Таким образом, устройство коммутации выполняет две Функции: принудительное запирание проводившего ранеевентиля и вывод энергии, цл:.оплсцнойв индуктивцостях 27 фаз питающей сети. Система управления (не показана)обеспечивает восстановление начального уровня напряжения ца конденсаторе8 к концу третьего интервала коммутации. Переключение остальных вентилейпроисходит аналогично, по описанному выше алгоритму. Существецным является то, что на первом коммутационном интервале конденсатор 8 оказывается включенным согласно с вступающей в работу Фазой (как на фиг. 3),а ца последнем коммутационном интервале - встречно с запираемой фазан(как на Фиг, 5), поэтому на первом нцтервале напряжение конденсатора складывается с ЭДС вступающей в работуфазы, а на втором - вычцтывается изЭДС запираемой Фазы. Предлагаемое устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающу 1 о сеть за счет включения тиристоров основного моста с опережением относительно моментов естественной коммутации при одновременном упрощении электрической схемы, так как Использован только один конденсатор.Соответственно упрощается и управление преобразователем, так как необходимо следить за уровнем напряжения только на одном конденсаторе. Кроме того, устройство может быть с мицимальными схемотехническими затратами выполнено в реверсивном исполнении (фиг. 7), при этои дублируются комплект основных вентилей 1 и два тиристора 3 и 4, 1107235.1 07235Составитель Е,МельниковаРедактор И.Николайчук Техред Л.Коцюбняк Корректор Н.ЯцолаЗаказ 5773/40 Тираж 667 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.45 Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4