Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

(19 Н 02 М 7/1 ЕТ ДЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСНОМ носится к преобке и предназначе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ И(46) 07.08.87. Бюл. У 29 (71) Московский энергетический ин.ститут и Всесоюзный научно-исследо вательский проектно-конструкторски технологический институт электроте мического оборудования(72) О.Г.Булатов и В.А.Шитов (53) 621.314.632 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 862337, кл. Н 02 М 7/162, 1979.Авторское свидетельство СССР Ф 443448, кл. Н 02 М 7/162, 1971.Авторское свидетельство СССР У 983941, кл. Н 02 М 7/162, 198 1.Авторское свидетельство СССР В 1107235, кл. Н 02 С 7/162, 1983. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ(57) Изобретение отразовательной технино для использования в зависимых пр абразователях (выпрямителях и ведомых сетью инверторов) с улучшеннымиэнергетическими н динамическими показателями, в частности для электроприводов постоянного тока. Цель изобретения - упрощение и повышение на"дежности. Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности впитающую сеть за счет включения вентилей основного моста 1 с опережениемотносительно моментов естественнойкоммутации. В случае возникновенияаварийной ситуации необходимо быстроотключить цепь нагрузки от питающейсети, для чего достаточно включитьтиристоры 4, 5, 18, 19. В результатеконденсатор, 22 подключается к выходным выводам и ток нагрузки начинаетплавно переходить иэ фаз питающейсети.в конденсатор. После его разряда ток нагрузки протекает в нулевомконтуре через тиристоры 4, 5 и параллельные цепочки из тиристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21,1 з.п. ф-лы. 3 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в зависимых преобразователях (выпрямителях и ведомых сетью инверторов) с улучшенными энергетическими и динамическими показателями, в частности для электро- приводов постоянного тока.Цель изобретения - упрощение и повьппение надежностиНа фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг,2 " диаграмм, поясняющие его работу; на фиг.3 - реверсивный вариант преобразователя,О 5 Устройство (фиг, 1) содержит ос новной и коммутирующий трехфаэные тиристорные мосты 1 и 2, подключен ные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост 3, выводы постоянного тока которого подключены к разноименным выводам постоянного тока коммутирующего моста 2 - 25 непосредственно и к одноименным выводам постоянного тока основного моста 1 " с помощью коммутирующих тиристоров 4 и 5, причем катод коммутирующего тиристора 4 соединен с по ложительным выводом постоянного тока основного моста 1, а анод коммутирующего тиристора 5 соединен с отрицательным выводом постоянного тока основного моста 1. Основной мост 1 35 собран на тиристорах,6-11, коммутирующий иост 2 - на тиристорах 12"17, Однофазный мост 3 содержит два накрестлежащих двухоперационных вентиля 18 и 19 и два диода 20 и 21. В 40 диагональ переменного тока однофазного моста 3 включен конденсатор 22. В качестве двухоперационных вентидей 18 и 19 могут быть использованы либо двухоперационные тиристоры, ли бо однооперационные тиристоры, снабженные устройствами принудительного эапирания. В реверсивном варианте преобразователя (фиг.3) в качестве второго основного моста 23 использу ется такой же трехфазный тиристорный мост, что и первый основной мост 1. Основные мосты 1 и 23 включены встреч но-параллельно, Выводы постоянного тока однофазного моста 3 подключены 55 к одноименным выводам постоянного тока второго основного моста 23 с помощью коммутирующих тиристоров 24 и 25. На Фиг.1-3 взедены обозначения: А, В, С - фазы читающей сети; дп, с - токи соответствующих фаз;а1 - сглаженный ток нагрузки; д ток конденсатора 22; Пс - напряжение на конденсаторе 22; 11 - выходное напряжение преобразователя.Устройство позволяет генерировать реактивную мощность в питающую сеть за счет опережающего включения вентилей и работает следующим образом.Пусть первоначально проводят тиристоры 6 и 11 основного моста 1. Необходимо принудительно (с опережением относительно момента естественной коммутации) перевести ток наг рузки с фазы А на Фазу В, т.е. выключить тиристор 6 и включить тиристор 7. Для этого в момент времени й опережающий соответствующий тиристорам 6 и 7 момент естественной коммутации на величину /(где 1 " опережающий угол регулирования, ив круговая частота питающей сети), включают тиристоры 4, 16, 18 и 19. В результате напряжение конденсатора 22 складывается с напряжением вступающей в работу фазы В, Начальное напряжение на конденсаторе 22 выбирается несколько вьппе разности фазных напряжений. Устройство заряда конденсатора 22 необходимо только для первоначального заряда этого конденсатора. В качестве такого устройства может быть использован, например, маломощный сетевой выпрямитель. Под действием напряжения на конденсаторе 22 ток нагрузки 1 начинает плавно переходить из фазы А в Фазу В. Плавный переход тока нагрузки обусловлен наличием в фазах питающей сети сопротивлений индуктивного характера (индуктивности линии, рассеяния обмоток сетевого питающего трансформатора, защитные токоограьичивающие дроссели и т.д.) . Если бы в фазах сети отсутствовали эти индуктивности, то ток нагрузки мгновенно переходил бы из одной фазы в другую. В момент времени С ток нагрузки 1полностью переходит в фазу В. Начиная с этого момента проводивший ранее тиристор 6 попадает под обратное напряжение и восстанавливает свои вентильные свойства. Длительность интервала С,-С выбирается достаточной для восстановления его вентильных свойств. Поскольку на интервалах ,-й и1328904 15 20 25 30 35 40 45 50 55 конденсатор 22 частично заряжается,то для подготовки схемы к очередномутакту коммутации необходимо восстановить напряжение на этом конденсаторе до начального уровня. Для этого вмомент С запирают двухоперационныевентили 18 и 19. За счет энергии,накопленной в индуктивностях цепи нагрузки (например, в сглаживающем дрос селе), ток нагрузки продолжает протекать на противо-ЭДС, создаваемую конденсатором 22, При этом в работу вступают диоды 20 и 21. Ток через конденсатор 22 меняет свое направление, в результате конденсатор 22 дозаряжается, В момент временинап 3 ряжение на конденсаторе 22 достигает своего начального уровня. В этот момент включают очередной тиристор 7 и ток нагрузки 1 переходит в этот тиристор. Принудительная коммутация остальных вентилей моста 1 происходит аналогично по описанному выше алгоритму переключения. Для запирания какого-либо тиристора катодной группы моста 1 включают тиристор 4 и тот тиристор катодной группы моста 2, который подключен анодом к очередной вступающей в работу Фазе, Для запирания тиристора анодной группы моста 1 включают тиристор 5 и тот тиристор анодной группы моста 2, который подключен катодом к очередной вступающей в работу фазе, Алгоритм переключения вентилей однофазного моста 3 тот же, что и на фиг2. Существенным является то, что на первом коммутационном интервале напряжение конденсатора 22 складывается с напряжением очередной вступающей в работу Фазы, а на последнем коммутационном интервале происходит восстановление начального напряжения на конденсаторе 22.Реверсивный вариант устройства (фиг,3) позволяет получить на выходе преобразователя напряжение Б обратной полярности. Для этого в схему преобразователя введен второй основной мост 23, который отличается от первого основного моста 1 только направлением включения по постоянному току. Для принудительной коммутации вентилей моста 23 используются коммутирующий трехфазный мост 2, однофазный вентильный мост 3 и два коммутирующих тиристора 24 и 25. Для запирания какого-либо тиристора катодной группы моста 23 включают тиристор 25 и тот тиристор катодной группы моста 2, который анодом подключен к очередной вступающей в работу фазе. Для запирания тиристора анодной группы моста 23 включают тиристор 24 и тот тиристор анодной группы моста 2, который катодом подключен к очередной вступающей в работу фазе. Алгоритм переключения вентилей моста 3 тот же, что и при коммутации тиристоров моста 1.Устройство обеспечивает генерирование реактивной мощности в питающую сеть за счет включения вентилей основного моста с опережением относительно моментов естественной коммутации. Кроме того, использование принудительной коммутации позволяет повысить динамические показатели преобразователя, поскольку переключение фаз сети возможно в любой заданный момент времени. В результате частота пропускания преобразователя с принудительной коммутацией выше 50 Гц.Если в случае возникновения аварийной ситуации необходимо быстро отключить цепь нагрузки от питающей сети, то в устройстве достаточно включить тиристоры 4, 5, 18 и 19, В результате конденсатор 22 подключен к выходным зажимам преобразователя и ток нагрузки начинает плавно переходить из Фаз питающей сети в этот конденсатор. Затем конденсатор разрядится до нуля, после чего ток активно- индуктивной нагрузки протекает в ну-. левом контуре через тиристоры 4 и 5 и две параллельные цепочки из тиристора 19, диода 20 и тиристора 18, диода 21. Формула. изобретения 1. Трехфазный управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий основной и коммутирующий трехфазные тиристорные мосты, подключенные к трехфазной сети переменного тока, однофазный вентильный мост, два накрестлежащих вентиля которого являются двухоперационными, а два других - диоды, конденсатор, включенный в диагональ переменного тока однофазного вентильного моста, два коммутирующих тиристора, катод одного из которых подключен к положительному выводу постоянного тока основного моста, а анод другого -5 1328904 6к отрицательному выводу этого моста, 2. Преобразователь по п,1, о т - о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цецелью упрощения. и повыщения надеж- лью получения на выходе напряжения ности, положительный и отрицательный обратной полярности, введены второй выводы постоянного тока однофазного 5 основной трехфазный тиристорныи мост, вентильного моста подключены к разно- включенный встречно-параллельно с именным выводам постоянного тока ком- первым, и два дополнительных коммумутирующего моста непосредственно и тирующих тиристора, включенные между к одноименным выводам постоянного то- одноименными выводами постоянного ка основного моста с помощью коммути тока второго основного и однофазного Рующих тиристоров. мостов.1328904Составитель Е.МельниковаРедактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.ШарошиЗаказ 3495/55 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4