Вентильный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК(51 ИЯ 1бъединен ве 8)льство СССР 7/12, 1985, ство СССР 7/12, 1987. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ11 РИ ПЮТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, к преобразователям переменного напряжения в постоянное с повышенным качеством выходного напряжения. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Вентильный преобразователь содержит трехфазный тиристорный мост иэ тиристоров 1 - 6 с двумя ти1654945 ристорами 7 и 8, включенными на выходмоста и соединенными средней точкойс нулм питающего трансформатора 12,и с .тему импульсно-Фазового управ 5о Изобретение относится к электротехнике и может найти применение ввентильном электропривспе.Целью изобретения является повышение качества выходного напряженияпутем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения,На фиг, 1 приведена структурная=хема устройства; на фиг,2 - диаграммы напряжений Б, и Б, и управляющихимпульсов при углах регулирования 20120Ж90 эл, град 90М ) 60 эл,град 60К30 эл, град.Устройство содержит вентильныйпреобразователь, состоящий из тиристоров 1 - 6, собранных по мострвой 25схеме, и двух тиристоров 7 и 8, включенных на выход моста, фазы 9 - 11вторичной обмотки трансформатора 12собраны в звездуК выводам преобразователя нодключена нат рузка 13, например якорьдвигателя постоянного тока, Включение тиристоров моста осуществляется основным блоком системой импульсно-фазового управления, состоящей35из источника синхронизирующего линейного напряжения (ИСН) 14, пороговых элементов (ПЭ) 15 и 16, генератора пилообразного напряжения (ГПН)17, нуль-органа (НО) 18, формирователей импульсов (ФИ) 19, ключей 20,одновибраторов 21, блокинг-генераторов 22 и управляющего органа (УО) 23.Включение тиристоров 7 и 8 осуществляется дополнительным блоком импульсно-фазового управления, состоящим из элементов ИЛИ 24, функционального преобразователя (ФП) 25, источника синхронизирующего фазногонапряжения (ИСН) 26 ПЭ 15 - 16) 50ГПН 17, НО 18, ФИ 19, ключей 20, одновибраторов 21, блокинг-генераторов 22.Один канал системы управления работает следующим образом,Синхронизирующее линейное напряжение, поступающее из ИСН 14 с помощью ПЭ 15 и 16, преобразуется впротивофазные прямоугольные импульления, что позволяет поочередно выпрямлять фазное и линейное напряжения и получить лучшее заполнение кривой выпрямленного напряжения. 2 ил,сы, Эти импульсы подаются на входыГПН 17, При наличии логического "0"на выходах ПЭ 15 и 16 происходитсброс ГПН 17 в нуль, При наличии"1" на одном из входов ГПН 17 еговыходное напряжение возрастает, Этонапряжение сравнивается на входе НО18 с управляющим напряжением УО 23,В момент равенства управляющегои пилообразного напряжений НО из,леняет свое состояние с 1" до "0,В этот момент на пинается формирование импульса на выходе ФИ 19. Этотимпульс проходит через ключ 20 всоответствии с сигналами ПЭ 15 и 16и подается на вход одного из одновибраторов 21, который формируетпрямоугольный управляющий импульсбольше 60 эл,град,Далее прямоугольный импульс подается на вход блокинг-генератора 22,который формирует пачку управляющихимпульсов шириной больше 60 эл.град.С выхода генератора 22 пачка импульсов подается на соответствующий тиристор 1 или 4.Остальные каналы основного блокаимпульсного фазового управления работают аналогично. Одновременно подается управляющее напряжение УО 23на ФП 25. Преобразованное управляющее напряжение с выхода ИСН 26 подается на входы НО 18, На другие входы НО 18 подается пилообразное напряжение ГПН 17, синхронизированноес фазным напряжением через ИСН 27 иПЭ 15 и 16, В момент равенства управляющего и пилообразного напряжений НО 18 изменяет свое состояниес "1" до "0",В этот момент на выходе ФИ 19 начинает формироваться управляющий импульс. Этот импульс проходит черезключ 20 в соответствии с сигналамиПЭ 15 и 16 и подается через элементИЛИ 24 на вход одного из одновибраторов 21, Последний формирует прямоугольный импульс шириной больше30 эл, град, и подает его на входблокинг-генератора 22, Блокинг-ге165494 нератор 22 формирует пачку управляющих импульсов шириной больше 30 эл.град, и подает на соответствующийтиристор 7 или,8, Остальные каналыдополнительного блока импульсноФазового управления работают анялогично.Таким образом, в диапазоне угла регулирования 120М90 эл, град, в момент времениосновной блок импульсно-фазового управления подает импульс шириной больше 60 эл.град ця тиристор 3.Ня противофазный тиристор 4 в момцт времени т 1 продолжает поступать оян:" в ;я.,ць;й управляющий импупьс ц 1: гого ягяня основного блока им 10 15 40 пуп:.сц:-Фазового управления,Тир.с".сро."крыаяется ток протекя:.т п. пепи; аяза 11, тиристор 3,ьягг;кя 13, рян:е откры,ый тирисотор : ".:я я.:нояжецие ца нагрузке возрастс"н:ом и далее меняется по сицу оиде линейного напряжения междуФя.я;и 11 и 9 до нуля..:, мс мент времени г, дополнительныйбло: .",пульсцо-Фазового управленияпопат ,"."рявляющий импульс ца тиристо; Р, Ня тир;стор 3 продолжает потчпят ь т пэя .лтющий импульс основцога блока цм:.,ут ьсцо-Фазового управ -.ценив ., :;,нс в .оры 8 и 3 открываются,Ток про-екает по цепи: Фаза 11, тиристор 3, нагрузка 13, тиристор 8и нуь трансформатора 12. Напряжение ня нагрузке возрастает скачком.и далее меняется по синусоиде фазного напряжения фазы 11 до нуля.Б диапазоне угла регулирования90с ) 60 эл.град, в момент времени сосновной блок импульсно-Фязового управления подает управляющий импульс на тиристор 3, он открывается, Ток протекает по цепи;Фяэа 11, тиристор 3, нагрузка 13,ранее открытый тиристор 4, фаза 9,Напряжение на нагрузке скачком возрастает от Фазного (Фаза 9) до линейного между Фазами 11 и 9.В момент времени с дополнительный блок импульсно-фазового управления подает управляющий импульс натиристор 8, оц открывается. Ток протекает по цепи; фаза 11, тиристор 3,нагрузка 13, тиристор 8, нуль трансформатора 12. Напряжение на нагрузке возрастает скачком от линейного 5 6между фазами 11 и 9 до фазного фазы 11.В диапазоне угла регулирования60 ) М30 эл, град. вмомент времени ся основной блок импульсно-фазового управления подает управляющийимпульс на тиристор 1, ов открыва -ется,Ток протекает по цепи: фаза 9,тиристор 1, нагрузка 13, ранее открытый тиристор 5, Фаза 10, Напряжение ня нагрузке возрастает скачкомот фазного фазы 10 до линейного между фазами 9 и 10.В момент времени С дополнительбцый блок импульсно-Фазового управления подает управляющий импульс цятиристор 8, Тиристор 5 запирается,а тиристор 8 открывается. Ток протекает по.цепи: фаза 9, тиристор 1,нагрузка 13, тиристор 8, нуль трансФорматора 12, В диапазоне угла регулирования 60) 030 эл. град, к нагрузке прикладываются 6-кратцые пульсации, в которых присутствуют составляющие линейного и Фазного напряжений.При дальнейшем уменьшении угларегулирования составляющая Фазногонапряжения в кривой выпрямленногонапряжения плавно уменьшается,При 30 ) М ) 0 к тиристорам 7 и 8 прикладывается отрицательное напряжение и они находятся в закрытом состоянии, К нагрузке .прикладывается выпрямленное линейное напряжение.Согласование углов управления основного и дополнительного блоков импульсно-фазового управления с помощью ФП 25,Для равномерного заполнения кривой выпрямленного напряжения углы управления обоих блоков импульсно- Фазового управления должны находиться в зависимости, обеспечивающей равенство средних значений выпрямленного линейного и фазного напряжений.Для диапазона 1200(90 эл. град. среднее выпрямленное напряжение для линейной составляющей равноИц - 1 16 вхп 1 6 1 =1 1 + сов ( + М )о - 3а для фазной составляющейУстройство позволяет снизить амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения в диапазоне угла регулирования 30 4 М120 эл. град а следовательно, сузить зону прерывистых токов при глубоком регулировании скорости движения по сравнению с трехФазной мостовой схемой, откудаПолучение 12-кратных пульсаций в диапазоне угла регулирования 60 ( М (120 эл,град. позволяет поднять потолок использования мощности двигателей в электроприводе с одним выпрямительным мостом, а следовательно, приблизить данный класс преобразователей к многофазным и в кон - кретных случаях заменить 12-Фазные преобразователи,Применение предлагаемого преобразователя целесообразно и в приводе средней мощности, так как массогабаритные показатели устройства аналогичны трехфазным тиристорным устройствам с б-кратными пульсациями,а качество выпрямленного напряжения.в диапазоне угла регулирования300 120 эл. град, в среднемв 43 раза выше,Формула изобретенияВентильный преобразователь, содержащий трехфазный тиристорный выпрямитель, собранный по мостовой схеме,и два вентиля, включенных параллельно выходу выпрямителя и соединенных общей точкой с нулевым проводом питающего трансформатора,Фазные провода которого подключенык силовым входам выпрямителя, основной блок импульсно-фазового управления, вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а выход - куправляющим входам тиристоров выпрямителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качествавыходного напряжения путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения, он снабжен дополнительнымблоком импульсно-Фазового управления и функциональным преобразователем, в качестве вентилей приме нены тиристоры, к управляющим входамкоторых подключен выход дополнительного блока импульсно-Фазового управления, вход которого через функци-ональный преобразователь соединен свходом основного блока импульсно-фазового управления, функциональныйпреобразователь имеет передаточнуюхарактеристику31ф = агссоя .Г 311+соя(- +ф )1 - 1 П62 ц 1-23при - ) 0 ) агссоя( в .т-г-)3 2 134012при агссоя( - ) --Ф,Э,1-2 Б 7где 0, и 02 - углы управления основного и дополнительного блоков импульсно-Фазового управления соответственно.1654945 ректор .Н.Ревск едак 957 Тираж 392Государственного комитета113035, Москва, Ж ГКНТ СС зоб аущ роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 ЗакаВНИИПИ Составитель С,Лузанов