Преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 2 М 712 46(.,тахе,; ОТЕЙ,е обьед сельско ение зяйочник ергия НОГО может икареующего фаз ной 9 10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-производственнопо технологии тракторного иственного машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1365298, кл. Н 02 М 7/12, 1985,Тиристоры, технический спрапод ред. В.А.Лабунцова и дрМ.: 31971, рис.9-38, с.245,(57) Использование; изобретениебыть использовано в качестве источнгулируемого постоянного пульсирнапряжения п зи его питании от трех сети переменного тока. Сущность изобретения: устройство состоит из трехфазного мостового выпрямителя на тиристорах 1 - 6, к выходу которого подключена нагрузка 7, а вход соединен с входными выводами 8 - 10 для подключения соответствующих фаз питающей сети, блоков управления тиристорами 11 - 13, резисторов 14-16 и блока регулирования 17 выходного напряжения. Блоки управления 11-13 тиристорами анодной группы 1, 2, 3 обеспечивают интервал проводимости каждого из тиристоров не более 120 электрических градусов. Регулирование напряжения на нагрузке 7 производится одним блоком регулирования 17, выход которого через резисторы 14-16 связан с вйводами управляющих электро- Б дов тиристоров катодной группы 4.-6. 1 з,п. . ф-лы, 4 ил.1781798 510 15 20 25 30 40 50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использов.ано для регулирования постоянного напряжения на нагрузке при питании от трехфазной сети переменного тока,Известны трехфазные мостовые двухполупериодные симметричные управляемые выпрямители, у которых вентили и анодной, и катодной групп выполнены в виде тиристоров. Такиеустройства имеют 3 блока пофазного регулирования выходного напряжения, попарно вкл 1 очающие тиристоры гальванически развязанными управляющими сигналами, из-за этого сложны, но обеспечивают широкий диапазон регулировайия напряжения от нуля с частотой пульсаций на нагрузке, равной шестикратной частоте сети.Известен также простой трехфазный выпрямитель выбранный за прототип, обес" печивающий основную частоту пульсаций на нагрузке, равную утроенной частоте сети,и имеющий один блок регулирования тремя тиристорами катодной группы, Недостатком такого устройства является регулирование выходного напряжения от 25 О до 100максимального значения.Цель изобретения - расширить диапазон регулирования выходногонапряжения трехфазного мостового выпрямителя с возможностью регулирования напряжения от.нуля при одном блоке регулйрования"и час.тоте "пульсаций напряжения на-нагрузке,равной утроенной частоте сети. Указанная цель достигается тем, что в 35 преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный вентильный мостовой выпрямитель, вход переменного тока которого соединен с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети, а выход постоянного тока соединен с выходными выводами для подключения нагрузки, причем в качестве вентилей, по меньшей мере,анодной группы выпрямителяиспользова ны тиристоры, а также системууправления тиристорами, эта система управлейия укэзанными тиристорами выполнена в виде трех отдельных блоков управления, каждый из которых имеет три входа, и один выход,соединенный с управляющим электродом соответствующего тиристора, причем первые входы блоков управления объединены в:,общую точку, второй вход первого блока управления соединен с первым входным выводом и с третьим входом второго блока управления, третий вход первого блока управления соединен с третьим входным выводом и со вторым входом третьего блока управления, второй вход второго блока управления соединен со вторым выводом и с третьим входом третьего блока управления.По сравнению с устройством-прототипом отличительным признаком является управление тиристорэми анодной группы с помощью введенных блоков управления, обеспечивающих интеовал проводимости каждого тиристора в 120 эл,градусов при возможности получения нулевого выходного напряжения преобразователя.На фиг.1 изобракена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - ее вариант, на фиг,З - принципиальная схема блока управления каждым из тиристоров анодной группы и на фиг.4 - временные диаграммы напряжений и токов в элементах схемы.Преобразователь переменного напряжения в постоянное фиг.1 содержит трехфазный тиристорный выпрямитель с тиристорами 1,2 и 3 анодной группы и тиристорами 4, 5 и 6 катодной группы, к выходным выводам выпрямителя подключается нагрузка 7, а к входным выводам 8, 9 и 10 подключаются соответствующие фазы питающей сети, Преобразователь содержит первый 11, второй 12 и третий 13 одинаковые блоки управления тиристорами анодной группы, первый 14, второй 15 и третий 16 резисторы и блок регулирования 17 выходного напряжения. Каждый из блоков управления 11, 12 и 13 имеет соответственно первые входные выводы 18, 19 и 20, третьи входные выводы 21, 22 и 23, выходные выводы 24, 25 и 26 и вторые входные выводы 27, 28 и 29., К первому выводу питающей сети 8 подсоединен второй входной вывод 27 первого блока управления 11 и третий входной вывод 22 второго блока управления 12, ко второму выводу питающей сети 9 подсоединен второй входной вывод 28 второго блока управления 12 и третий входной вывод 23 третьего блОка управления 13; к третьему выводу питающей сети 10 подсоединен второй входной вывод 29 третьего блока управления 13 и третий входной вывод 21 первого блока управления 11, а первые входные выводы 18, 19 и 20 блоков управления объединены. Первые выводы резисторов 14, 15 и 16 соединены с выводами управляющих электродов тиристоров 4, 5 и6 соответственно, вторые выводы резисторов объединены и соединены с выходнымвыводом блока регулирования 17. На фиг.2 представлен вариант исполнения устройства; в котором катодная группа вентилей выполнена в виде диодов 30, 31 и 32, а регулирующий тиристор 33 включен последовательно с нагрузкой 7.На фиг.3 представлена принципиальная схема блока 11 управления тиристором 1, причем блоки 12 и 13 выполненоточно так же, Блок 11 содержит биполярный транзистор 34, база которого подключена к общей точке соединения конденсатора 37 и катода первого диода 35, анод которого соединен с анодом второго диода 36 и эмиттером транзистора 34 в общую точку, образующую второй вход 27 блока управления, свободный вывод конденсатора 37 соединен с резистором 30, свободный вывод которого образует первый вход блока управления 18, коллектор транзистора 34 соединен с катодом второго диода 36 и их общая точка соединения образует выход блока управления 24, третий вход 21 которого образован одним из выводов токоогрэничивающе 3 о элемента 39, другим выводом соединенного с выходом блока управления 24. 2На фиг.4 представлены временные диаграммы напряжений и токов в элемейтах схем, где диаграмма 40 - фазное напряжение на выводе 8 питающей сети, диаграмма 41 - напряжение между базой и эмиттером 2 транзистора 34, диаграммы 42 и 43 - аналогичные напряжения, связанные с выводом 9 питающей сети, диаграмма 44 и 45 - тоже относительно вывода 10 питающей сети, диаграмма 46 - напряжение между выводами 3 сети 8 и 9, диаграмма 47 - напряжение между выводами сети 9 и 10, диаграмма 48 - напряжение между выводами сети 10 и 8, диаграмма 49 - ток в элементе 39 блока 11, когда элемент 39 выполнен в виде конден сатора, диаграмма 50 - ток в элементе 39, когда он выполнен в виде резистора и диаграмма 51 - предельное напряжение на нагрузке.Блоки управления 11, 12 и 13 управляют 4 соответственно тиристорами 1, 2 и 3 независимо друг от друга так, что каждый из тиристоров может быть открыт только на 120 эл.градусов, оставаясь закрытым первую треть полупериода положительного на пряжения на его аноде, Ниже приводится описание работы только для блока управления 11 тиристором 1, т.к. остальные блоки работают аналогично и независимо друг от друга, формируя совместно на нагрузке на пряжение, показанное на диаграмме 51.Транзистор 34, подключенный параллельно управляющему переходу тиристора 1, шунтирует этот переход, когда в базу транзистора втекает ток через первый вы вод 10 и конденсатор,37. Такие конденсаторы всех блоков 11, 12 и 13 соединены в . звезду и токи в них опережают фазные напряжения на угол 90 эл.градусов (резистор 38 введен только для ограничения коммутационных токов до безопасных для транзистора 34 и управляющего перехода тиристора 1 значений, и поэтому не оказывает заметного влияния на работу схемы), 5 Из диаграмм 40 и 41 следует, что домомента времени 11 половину периода транзистор 34 открыт, управляющий переход тиристора 1 зашунтирован и тиристор 1 открыться не может, а после этого до момен та времени тг может открываться, т,к. в этомпромежутке времени напряжение на последовательной цепочке из тиристора 6, нагрузки 7 и тиристора 1 положительно (диаграмма 48).15 На управляющий электрод тиристора 1отпирающий ток может поступать от третьего входного вывода 21 через токоограничивающий элемент 39, при этом параллельно управляющему перехОду тиристора 1 соеди нены переход коллектор-эмиттер транзистора 34 и диод 36. Для того, чтобы тиристор 1 мог открыться, ток в элементе 39 должен быть в промежутке времени от т 1 до тг положительным и больше тока отпирания тири стора. На диаграммах 49 и 50 показаныкривые тока через элемент 39 в случае, если этот элемент - конденсатор (диаграмма 49) и в случае, если этот элемент - резистор (диаграмма 50). Из диаграммы видно, что 0 для отпирания тиристора 1 в любой моментвремени от е 1 до тг элемент 39 должен вы полняться в виде резистора, в случае жеуменьшения диапазона регулирования выходного напряжения элемент 39 может быть 5 резистивно-емкостным.Все вышеизложенное относительно отпирания тиристора 1 блоком 11 справедливо и для фиг,2, (если нагрузкой мостового выпрямителя является и блок регулирова- О ния 17, то тиристор 1 всегда открывается вмомент времени т 1 и элемент 39 может выполняться в виде конденсатора), и для работы в схемах фиг,1 и 2 тиристора 2 (может открываться, начиная с момента времени тг) 5 и тиристора 3 (может открываться, начинаяс момента временй тз). В результате, при отпирании регулирующих напряжение тиристоров (4, 5 и 6 в схеме фиг.1 и 33 - в схеме фиг.2) на нагрузке формируется пульсирующее с тройной частотой сети напряжение (кривая предельного его значения - диаграмма 51), величина которого может регули-.роваться блоком 17, отпирающим регулирующие тиристоры 4, 5, 6 и 33 с задержкой относительно моментов времени с 1, 1 г и тз. Величина напряжения на нагрузке может меняться от нуля до 75 омаксимально возможного в трехфазных выпрямителях.Выполнение блока 17 такое же, как впрототипе и других регуляторах, питающих1781798 г.4 оставитель А.Валуевехред М,Моргентал ектор С.Патрушева едак Заказ 4280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 НТ СССР род, ул.Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент",