Регулятор трехфазного переменного напряжения

Союз Советски аСоциалистическиРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 97187(22) Заявлено 05,09.80 (21) 2980372/24 07с присоединением заявки РЙ -/ ав делам зебретеа и открытй(72) Авторы изобретен и П, Карташов, В. И. Попенк 1) Заявит 54) РЕГУЛЯТОР ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯИзобретени вой преобра ленной элек, щения задач симметрвро токов и напе относитсовательнойтропики, испостабюптзациванна и комряжения. 5 По основному авт. св. И 39373 б известен регулятор трехфазного переменного напряжения, соцержащии три днодно-тиристорных клю. ча, трн распределительных диода, катоды которых соединены с катодами тиристоров ди. одно-тиристорных ключей, а обьединенные аноды - с катодом коммутирующеготнрнсторе, коммутирующие конденсатор и дроссель, зарядный тиристор, трехфазный выпрямитель.ный мост, закорачиваемый вторым птунтнрую щим тиристором, при этом анод коммутнрук щего тнристора подключен к катоду эрядно. го тиристора н через коммутирующий кон. денсатор и дроссель к минусовому отводу трехфазного выпрямительного моста, к плюсовому выводу которого подключен анод зарядного тнристора 11. Для нринудительнои коммутации силовыхтиристоров, входящих в состав диодно-тирис.торных ключей, в таком регуляторе. путем подачи импульсов управления включаются коммутирующий и шунтирующий тиристоры.При этом благодаря нндуктнвностям сети, сначала, в течение времени тк, одновременно по всем трем распределительным диодам и трем силовым диодам, входящим в состав диодно-тнристорных ключей, и цепи, включаю. щей ввитрямнтельный мост, шунтирующий тиристор, коммутирующую цепочку и ком. мутирукяцнй тиристор, проходят импульс тока коммутации, В результате этого осущест. вляется выключение силовых тиристоров, За тем при снижении тока коммутации ниже коммутируемого тока нмнульс тока коммутации проходит уже через один из распределительных диодов и цепь, включающую пита. ющую сеть, силовые диоды, входящие в со. став диодно-тиристорных ключей и выпря.мительного моста, и шунтирующий тирнстор, В результате этого происходит переэаряд коммутирующего конденсатора. Для коммутации7187 3 91тиристора, шунтирующего диодный выпрямительный мост, включаются тиристоры диод.но-тиристорных ключей и зарядный тиристор.При этом благодаря индуктивности сети сна.чала, в течение времени 1, импульс коммутации проходит по всем диодам выпрямительного моста, осуществляя выключениешунтирующего тиристора, затем через выпря.мительный диодный мост происходит зарядкоммутирующего конденсатора. Во времяэтого заряда за счет энергии, поступающей отсети питания, в коммутирующем конденсато.ре накапливается излишек энергии, что при,водит к завышению установленной мощности (масса, габариты, стоимость) элементовкоммутирующей цепочки, перенапряжениямна элементах устройства и снижению егоКПД.Цель изобретения - снижение установленной мощности коммутирующего конденсатора и коммутирующего дросселя, а такжедовышение КПД регулятора за счет сокращения числа элементов, по которым одновременно протекает импульс тока коммута.Поставленная цель достигается тем, что визвестном устройстве диод в каждом иэ диодно-тиристорных ключей выполнен управляе.мым.В результате импульс тока коммутации одновременно проходит не через три, а лишьчерез один или два силовых тиристора вентильных ключей, что позволяет существенноснизить требуемый для коммутации заряд.Объясняется это тем, что в трехпроводнойтрехфазной системе протекание тока в од.ном направлении возможно одновременнолишь в одном или двух проводах, Поэтомув регуляторе на силовых вентильных ключах,составленных из встречно-параллельных тиристоров, в любой момент времени в одну сто.рону проводят лишь один или два силовыхтиристора, через которые по соответствующимраспределительным диодам и может пройтиимпульс тока, коммутации.На фиг. 1 приведена схема устройства;на фиг. 2 - зпюры импульсов управления;на фиг 3 - эпюры напряжений питающейсети и нагрузки,Регулятор трехфазного переменного напряжения содержит силовую цепь, включающуюдемпфирующие дроссели 1 и тиристорныесиловые ключи 2, составленные из встречнопараллельных тиристоров и включенные после.довательно между входными и выходнымизажимами регулятора, к которым нодключется сеть питания и нагрузка соответственно,диоднъй выпрямительный мост 3, выход ко.торого зашунтирован тиристором 4, а входы 10 1% 20 23 30 35 40 43 30 И которого соединены с выходными зажимами регулятора, цепь коммутации, включающую распределительные диоды 5 - 7 коммутирующий тиристор 8, зарядный тиристор 9, коммутирующую цепочку, состоящую из после. довательно соединенных коммутирующего дросселя 10 и коммутирующего конденсато. ра 11 и блок 12 управления, Катоды распре. делительных диодов 5 - 7 соединены с силовой цепью в точках соединения демпфирующих дросселей 1 и тиристорных ключей 2. Аноды диодов 5 - 7 соединены с катодом коммутирующего тиристора 9. Анод тиристора 9 соединен с катодной группой диодного моста 3, Коммутирующая цепочка, состоя. щая из дросселя 10 и конденсатора 11 включена между анодом коммутирующего тиристора 8 и анодной группой выпрямитель- ного моста 3. Управляющие электроды тиристоров 2, 4, 8 и 9 подключены к выходам блока управления.Устройство работает следующим образом.Тиристорные ключи 2 включаются одновременно. При этом тиристорные ключи 2 и тиристор 4, шунтирующий диодный мост 3, включаются поочередно через регулируемые промежутки времени. Включение тиристорных ключей 2, так же, как и шунтирующего тиристора 4, производится периодически, через равные отрезки времени, определяемые частотой коммутации. Зарядный тирис. тор 9 включается одновременно с тиристорными ключами 2, а коммутирующий тиристор 8 - одновременно с шунтирующим тиристором 4. Так как в трехпроводной трехфазной системе в одном направлении одновременно могут протекать токи лишь в одном или двух проводах, то и в тиристорных ключах 2 в любой момент времени оказываются включенными лишь один или два оди. наково направленных тиристора.Принудительная коммутация тиристоров силовых ключей 2 осуществляется при включении коммутирующего тиристора 8 импульсом Иа управления (фиг. 2). Это происходит за счет проМекания импульса тока коммутации через тиристор 8, один или два распределительных диода 5-7 и соответствую. щие им один или два проводящих в одну сторону силовых тиристора, водящи в состав силовых ключей 2 и аноды которых соединены с катодами распределительных диодов, диодный мост 3, шунтирующий тиристор 4 и коммутирующую цепочку из дросселя 10 и конденсатора 11, предварительно заряженного до полярности, указанной в скобках на фиг, 1. При этом через выпрями- тельный мост 3 и распределительные диоды, по которым не протекает импульс тока5 9171 коммутации, к тиристорам силовых ключей,1 2, проводящим в противоположную сторону и катоды которых соединены с катодами распределительных диодов, прикладывается запирающее напряжение, в результате чего они выключаются, Этот процесс длится вре мя т к, соответствующее времени выключения тиристоров, по истечении которого продол-жается перезаряд конденсатора 11 до поляр. ности, укаэанной в скобках на фиг, 1, по 10 цепи, включающей один из распределительных диодов 5 - 7, питающую сеть, демпфирующие дроссели 1, тиристоры силовых ключей 2, диоды выпрямнтельного моста 3 и шуи. тирующий тиристор 4. После окончания пе резаряда все силовые тиристоры 2 оказьгва-ются выключены.Принудительная коммутация шунтирующего тиристора 4 осуществляется при включении зарядного тиристора 9 импульсом Из (фиг.2). ф Это происходит за счет протекания, благода. ря демпфирующему действию дросселей 1, импульса тока коммутации через все диоды выпрямительного моста 3 одновременно. При этом в цель коммутации входит зарядный . 25 тиристор и. коммутирующая цепочка из дрос. селя 10 и конденсатора 11, предварительно заряженного до полярности, указанной в скобках на фиг, 1, Этот процесс также длится время т, по истечении которого з счет снижения импульса тока коммутации ниже коммутируемого тока диодный мост 3 переходит в режим выпрямителя и обеспечивает заряд конденсатора 11 до полярности, указанной,без скобок на фиг. 1. 87При включении тиристорных ключей 2 нагрузка подключается к питающей сети, а при их отключении отключается от сети и шунтируется через диодный мост 3, включающимсятиристором 4. В результате таких, переключений, происходящих периодически с частотой коммутации а также путем регулирования относительной длительности включенного состояния тиристорных ключей 2, производится регулирование переменных на. пряжений на выходе устройства. На фиг. 3 показаны эпюры напряжения питающей сети (Ос ) и напряжения на нагрузке (Он) поясйяющие способ регулирования, реализуемый в регуляторе.Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить массо-габаритные показа-, тели элементов коммутирующей цепочки в 1,5 раза и одновременно повысить КПД, регулятора за счет снижения потерь в вентилях цепи коммутации.Формула изобретенияРегулятор трехфазного переменного напря.,;жения по авт. св, Иф 393736, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что, с целью снижения установленной мощности элементов цепи коммутации и повышения КПД, диод в каждомиз диодно-тиристорных ключей выполненуправляемым,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Но 393736,кл. 6 05 Р 5/00, 1971,. ВНИИПИ Государствпо даат изобре3035, Москва, Ж, д роектнав, 4 Редактор А. Власе Составитель И. ГолТехред М, Рейвес краж 908 Подщ енного комитета СССР тений и открытий Патент", г. Ужг ктор У. Пономаренк