Преобразователь переменного тока в постоянный

(54)(57) ПРЕОБ ТОКА В ПОСТОЯН крайней мере о неуправляемую ключенные по п щим входным выв АЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОЫЙ, содержащий пону управляемую и одентильные группы, иременному току к ободам, узлы искусств нуод-,н СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР Ташкентский ордена Дружбы нардов политехнический институтим. А.Р. Бируни и Алмалыкский горнметаллургический комбинат(56) 1. Добрусин А.А., Павлович АПавлова Т.П. Средства улучшенияэнергетических показателей сетей,питающих преобразовательные устроства. - Обзорная информация "Электехническая промышленность", Серия"Преобразовательная техника". М.,1972, вып. 3 (27), с. 35-40.2. Авторское свидетельство СССРУ .764067, кл. Н 02 М 7/12, 1976.3. Авторское свидетельство СССРВ 468342, кл Н 02 М 7/2, 1971. 801140213 нои коммутации, равные количеству управляемых вентильных групп и вклю-. ченные между одноименными выводами соответствующих управляемых и неуправляемых вентильных групп, а также конденсатор фильтра, подключенный к выходным выводам неуправляемой вентильной группы, причем каждый из узлов искусственной коммутации со- держит зарядный дроссель, диод и объединенные в общую точку коммутирующий конденсатор, зарядный тиристор и коммутирующий тиристор, сво- бодным выводом подключенный к управляемой вентильной группе встречно, о т л и ч а ю-щ и й с я тем, что,аФ с целью снижения установленной мощности путем уменьшения перенапряжений на конденсаторе фильтра, в каждом из узлов искусственной коммутации свободный вывод зарядного тиристора подключен к выходу неуправляе" мой вентильной группы согласно, зарядный дроссель включен между свобод. ным выводом коммутирующего конденсатора и выводом той же полярности конденсатора фильтра, а диод подключен параллельно коммутирующему конденсатору согласно с коммутирующим тиристором.1 11402Изобретение относится к преобразовательной технике, в .частности к компенсированным преобразователям переменного тока в постоянный, и может быть использовано в системах5 тиристорного электропривода для улуч. щения его коэффициента мощности, в качестВе тиристорного источника ре" активной мощности и др.Известен преобразователь переменного тока в постоянный, который со - держит диодный и тиристорный мосты, два узла принудительной коммутации и дроссель, включенный на выходе тиристорного моста Я .Недостатками этого преобразователя являются несинусоидальность кривой переменного тока, а также завышенная установленная мощность дроссельного оборудования.Известен также преобразователь переменного тока в постоянный, который содержит полууправляемый и тиристорный мосты, узлы коммутации и общий коммутирующий конденсатор большой емкости. Коммутирующий конденсатор служит одновременно ограничителем коммутационных перенапряжений ЦНедостатками такого преобразователя являются наличие большого числа вентилей, в том числе управляемых,30 что приводит к усложнению системы управления, а также завышенная мощность коммутирующего конденсатора.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пре образователь переменного тока в постоянный, который содержит управляемые и неуправляемые вентильные группы, подключенные по переменному току 40 к общим входным выводам, узлы искус. ственной коммутации, а также конденсатор фильтра 1 подключенный к выходу неуправляемой вентильной группы. Каждый из узлов искусственной коммутации содержит дроссель, диод и объединенные в общую точку коммутирующий конденсатор, зарядный тиристор и ком. мутирующий тиристор. Свободным выводом коммутирующий тиристор подключен 50 встречно к управляемой вентильной группе. Параллельно каждому коммутирующему конденсатору подключены последовательно соединенные тиристор и дроссель, а точка их соединейия 55 подключена к соответствующему выходному выводу управляемой вентильной группы 31 . 13Основным недостатком описанногопреобразователя является отсутствиеустройства отвода энергии коммутационных перенапряжений от конденсатора фильтра, вследствие чего послекаждой коммутации напряжение этогоконденсатора увеличивается и черезнесколько циклов достигает недопустимых значений. Только при весьма малыхтоках нагрузки от конденсатора фильтра отводится небольшая мощность дляподзаряда коммутирующих конденсаторов, однако при малых нагрузках ком-мутационные перенапряжения практически не возникают. Наличие значительныхперенапряжений приводит к необходимости завышать установленную мощностьоборудования преобразователя, в частности конденсатора фильтра и вентилей неуправляемой группы,Целью изобретения является снижение установленной мощности путемуменьшения перенапряжений на конденсаторе фильтра.Указанная цель достигается тем,что в преобразователе переменноготока в постоянный, содержащем покрайней мере одну управляемую и однунеуправляемую вентильные группы,подключенные по переменному току кобщим входным выводам, узлы искусственной Коммутации, равные количествууправляемых вентильных групп ивключенные между одноименными вывода-,ми соответствующих управляемых инеуправляемых вентильных групп, атакже конденсатор фильтра, подключенный к выходу неуправляемой вентильной группы, причем каждый из узлов искусственной коммутации содержитзарядный дроссель, диод и объединенные в общую точку коммутирующий конденсатор, зарядный тиристор и коммутирующий тиристор, свободным выводом подключенный к управляемой вентильной группе встречно, в каждомиз узлов искусственной коммутациисвободный вывод зарядного тиристораподключен к выходу неуправляемойвентильной группы согласно, зарядный дроссель включен между свободнымвыводом коммутирующего конденсатораи выводом той же полярности конденсатора фильтра, а диод подключенпараллельно коммутирующему конденсатору согласно с коммутирующим тиристором.На фиг.1 представлена схема преобразователя, содержащего две венз1140тильные группы, выполненные по нулевой схеме; на фиг,2 - схема преобра,зователя, содержащего четыре вентильные группы, объединенные в два моста.Преобразователь (фиг.1) содержитуправляемую вентильную группу 1,неуправляемую вентильную группу 2,подключенные к общим входным выводамА, В, С, узел искусственной коммутаОции с зарядным дросселем 3, диодом4, коммутирующим конденсатором 5,зарядным тиристором 6 и коммутирующим тиристором 7. К выходу неуправляемой вентильной группы 2 подклю 15чен конденсатор 8 фильтра. Коммутирующий конденсатор 5, зарядный тиристор 6 и коммутирующий тиристор 7объединены в общую точку 9. Коммутирующий тиристор 7 свободным выводом,подключен к управляемой вентильнойгруппе 1 встречно. Свободный выводзарядного тнристора 6 подключен к выходу неуправляемой вентильной группы 2 согласно. Зарядный дроссель 3включен между свободным выводом коммутирующего конденсатора 5 и выводомтой же отрицательной полярности конденсатора 8 фильтра. Диод 4 подключен параллельно коммутирующему конденсатору 5 согласно с коммутирующимтиристором 7,Преобразователь (фиг.2) содержитдве управляемые вентильные группы,объединенные в мост 10, две неуправляемые вентильные группы, объединенные в мост 11, подключенные к общимвходным выводам А, В, С, два узла искусственной коммутации, один иэ которых содержит зарядный дроссель 12,диод 13, коммутирующий конденсатор 4014, зарядный тиристор 15 и коммутирующий тиристор 16. Другой узел искусственной коммутации содержит зарядный дроссель 17, диод 18, коммутирующий конденсатор 19, зарядный тиристор 20 и коммутирующий тиристор21. К выходу неуправляемого моста11 подключен конденсатор 22 фильтра.Коммутирующий конденсатор 14, зарядный тиристор 15 и коммутирующий тиристор 16 объединены в общую точку23. Коммутирующий тиристор 16 свободным выводом подключен к мосту 10встречно, Свободный вывод зарядноготиристора 15 подключен к выходу моста 5511 согласно . Зарядный дроссель 12включен между свободным выводом коммутирующего конденсатора 14 и выводом 213 4той же отрицательной полярности конденсатора 22 фильтра. Диод 13 подключен параллельно Коммутирующему конденсатору 14 согласно с коммутирующим тиристором 16.Коммутирующий конденсатор 19, зарядный тиристор 20 и коммутирующийтиристор 21 объединены в общую точку24, Коммутирующий тиристор 2 свободным выводом подключен к мосту 1 Овстречно. Свободный вывод зарядноготиристора 20 подключен к выходу моста 11 согласно. Зарядный дроссель17 включен между свободным выводомкоммутирующего, конденсатора 19 и выводом той же положительной полярности конденсатора 22 фильтра. Диод 18подключен параллельно коммутирующемуконденсатору 19 согласно с коммутирующим тиристором 21,Работа схемы, изображенной нафиг. 1, осуществляется следующим об-разом.За некоторое время до начала коммутации включается зарядный тиристор6, в результате чего осуществляетсязаряд коммутирующего конденсатора 5 .от конденсатора 8 фильтра. Так какзаряд происходит через зарядныйдроссель 3, коммутирующий конденсатор 5 заряжается до напряжения, которое при пренебрежении потерями энергии в контуре заряда вдвое большенапряжения конденсатора 8 фильтра,заряженного до напряжения, несколькопревышающего амплитуду фазового напряжения питающей сети. При последующем включении коммутирующего тиристора 7 коммутирующий конденсатор 5 раз.ряжается на нагрузку преобразователя,при этом открытый до этого вентильуправляемой вентильной группы 1 запирается, а ток нагрузки переходитв цепь: отрицательный полюс нагрузки(соединенный с нулевым проводом питающей сети) - зарядный дроссель 3 "коммутирующий конденсатор 5 - коммутирующий тиристор 7 - положительныйполюс нагрузки. В результате этогоначинается разряд коммутирующегоконденсатора 5, причем после полногоего разряда ток нагрузки начинаетпротекать через включенный параллель.но коммутйрующему конденсатору 5диод 4. Включение очередного вентиляуправляемой вентильной группы 1 осу-ществляется при положительном напряжении соответствующей фазы питаю-.щей сети, поэтому переход тока на Э 1грузки йз цепи коммутирующего тирис тора 7 в цепь очередной фазы вентильной группы 1 происходит естест- . венным путем., Заряд коммутирующих конденсаторов14 и 19 в схеме на фиг.2 осуществляется аналогично описанному, однако процесс коммутации несколько отличается. Пусть перед коммутацией ток нагрузки протекал через вентиль катодной вентильной группы моста 10, связанный с входным выводом (фазой) А питающей сети. После отпирания ком. мутирующего тиристора 16 ток нагруз" ки переходит в цепь: вывод А - диод , катодной вентильной группы моста 11, связанный с выводом А - конденсатор 22 .Фильтра - зарядный дроссель 12 - коммутирующий конденсатор 14 - коммутирующий тиристор 16 - положительный полюс нагрузки. В этой цепи последовательно вкпючены два конденсатора: конденсатор 22 фильтра, напряжение которого, несколько превышающее амплитуду линейного напряжения питающей сети, действует встречно току, и коммутирующий конденсатор14, напряжение которого действует, .согласно току и вдвое больше напряжения конденсатора 22 фильтра. Так как результирующее напряжение указанных конденсаторов действует согласно току в этой цепи, последний нарастает, что приводит к запиранию вентиля в катодной вентильной груп пе моста 10. Далее, как и в схеме на Фиг.1, после полного разряда коммутирующего конденсатора 14 ток.нагрузки начинает проходить через диод 140213 б13. В момент отпирания диода 13 потенциал положительного вывода моста10 благодаря напряжению конденсатора22 фильтра оказывается ниже потенциала отрицательного вывода этогомоста 10, что позволяет включить любой вентиль его катодной вентильнойгруппы и перевести ток нагрузки изцепи коммутирующего тиристора 16 в1 О цепь соответствующей фазы (моста 10)естественным путем,.Процесс коммутации силовых вентилей анодной вентильной группы (моста10) осуществляется аналогично описан 15 ному,Таким образом, коммутирующие конденсаторы в преобразователях послекаждой коммутации, отдавая запасеннуюэнергию в нагрузку, полностью разря 20 жаются. Поэтому в процессе последующего заряда они отбирают от конденса,тора фильтра порции энергии, равныеСВ,С Ц 2,2 ф125 где С и Бс - соответственно емкость коммутирующего конденсатора иего напряжение в конце заряда. Расчеты показывают,что при относительнонебольшой индуктивности питающей сети (при напряжении короткого замыкания питающего трансформатора неболее 3-4 ) коммутирующие конденсаторы при их минимальной емкости, рассчитанной из условия обеспечения требуемого времени восстановления запирающих свойств тиристоров управляемого выпрямителя, обеспечивают отводот конденсатора фильтра всей энергиикоммутационных перенапряжений.