Способ управления многофазным выпрямителем

А 1 СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК д) 4 Н 02 М 7/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕПЬСТВУ Н АВТОРСНО но-конструк ое бюро по чному сбору да тяжелого дования 088.8)Лохов С.П. Тириспеременного напрягия, 1975, с31.Канин А.М. Оборуктной сварки пос- Л.: Энергия, 1976,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное проектторское и технологическтяжелому и электросвародованию Псковского завоэлектросварочного обору(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМВЬШРЯМИТ БЛЕМ(57) Изобретение относится к преоразовательной технике и может бытиспользовано для управления иногофазным выпрямителем. Цель изобретния - улучшение массогабаритныхпоказателей. Способ управления сотоит в том, что в многофазном вып ищЯОш, 126594 мителе, в котором вторичные обмотки трансформатора совместно с преобразовательными элементами образуют нулевую схему выпрямления, а .соединенные в треугольник первичныеобмотки через регулирующие элементыс узлами коммутации подключены квходным выводам, регулирование выпрямленного напряжения производятизменением времени задержки навключение регулирующих элементов поотношению к моментам их.полнофазного включения. При этом регулирующиеэлементы выключают в моменты исчезновения нагрузочной составляющей первичного тока, протекающего по этим:регулирующим элементам. Способ позволяет уменьшить мощность каждогоузла коммутации, так как требуетсявыключение небольшой по величиненамагничивающей составляющей первичного тока, а также уменьшить площадь сечения стержней сердечникатрансформатора путем ликвидацииинтервала бесполезного намагничивания сердечника. Этим достигаетсяпоставленная цель. 6 ил.12659 Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в многофазных выпрямителях, в частности в выпрямителях машин для контактной элек тросварки постоянным током.Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей.На фиг, 1 и 2 показаны схемы многофазных выпрямителей, реализующих способ; на Фиг, 3 - формы выпрямленных напрякений в этих схемах; на Фиг. 4 и 5 - Формы первичных напряжений и характер изменения магнитной индукции в стержнях сердечников трансформаторов рассматриваемых схем; на фиг. 6 - схема, реализующая способ управления благодаря принудительной коммутации тиристоров,20Для трехпульсовой схемы выпрямления (Фиг. 1 о) Форма выпрямленного напрякения У, дана на фиг, .За, а для шестипульсовой схемы (фиг. 1 о) напряжение Ц показано на фиг. Зо. Такое25 выпрямленное напряжение Ц и для шестипульсовой схемы (фиг. 3). Кривые выпрямленного напряжения построены при допущении, что характер коммутации тиристоров мгновенный.30Известный способ Фазового управления многофазным выпрямителем с первичной стороны трансформатора можно рассмотреть на примере работы одной фазы любой из схем в течение полупе риода питающего напряжения. Для это- го берут в каждой из рассматриваемьщ схем по одному тиристору, например один из тиристоров 1-3 (фиг. 2). Допустим, что момент времени С, (фиг.З) 40 соответствует моменту полнофазного включения выбранных тиристоров, Фак тическое включение этих тиристоров производят в момент времени С . В этот момент в тиристорах появляются 45 намагничивающие и нагрузочные составляющие первичных токов. В момент времени С , когда в схемах включают очередные тиристоры, нагрузочные сос" тавляющие в выбранных тиристорах 50 исчезают, однако питающее напряже"пие остается приложенным к этим тирнсторам в проводящем направлении до момента времени С, когда питающее напряжение изменяет направление. 55 В связи с этим до момента времени С 4 по выбранным тиристорам продолжают протекать намагничивающие составляю 46 2щие первичных токов. Таким образом,для известного способа фазовогоуправления интервалвремениявляется интервалом, в течение которого происходит бесполезное намагничивание сердечника Фазы трансформатора без передачи энергии вовторичную обмотку соответствующейфазы, Изменением величины интервалавремени С -С т.е. изменением угла1 2управления и , ведут регулированиевыпрямленного напряжения.При предлагаемом способе управления многофазным выпрямителем спервичной стороны трансформатора выключение тиристоров производят приисчезновении нагрузочных составляющих, т.е. в момент времени С , чтопозволяет избежать бесполезного намагничивания сердечников трансформаторов,Для первичного контура каждой фазы трансформатора справедливо уравнение где В - магнитная индукция в стержнесердечника трансформатора;ю - число витков первичной обмотки одной фазы;Р - площадь сечения стержня фазы трансформатора;Ц - первичное напряжение фазы;С - время.В дальнейшем для удобства вычисй1лений принимаем - =1 для всех схем,чРа амплитуду синусоидального напряжения считаем равной единице,Площадь сечения стержней трансформатора при заданном числе витковпервичной обмотки определяется максимальным значением первичногонапряжения, которое имеет место приполнофазном включении тиристоров.На фиг. 4 а для этого режима показанаформа первичного напряжения о 1 однойфазы в трехпульсовой схеме (фиг. 1 й)при осуществлении известного способафазового управления, а на Фиг. 4 д -то же, при управлении,по предлагаемому способу. На фиг. 46 показанонапряжение П в шестипульсовой схем(фиг. 15) при полиофазном включениитиристоров для известного способафазового управления, а на фиг. 4 г -то же, для предлагаемого способа. На Фиг. 5 а дана форма напряжения ц, в схеме (Фиг. 2) при полнофазном включении тиристоров для известного способа Фазового управления, а на фиг. 5 д - то же, для предлагаемого способа.На фиг. 4 и 5 в соответствии с выражением (1) построены также кривые изменения индукции В в стержнях трансформаторов всех рассматриваемых схем при управлении известным и предлагаемым способами с указанием максимальных значений индукции,После выключения тиристоров намагничивающие составляющие в первичных обмотках трансформаторов быстро спадают до нуля. через резисторы, шунтирующие первичные обмотки. 10 15 При использовании тиристоров,20 включение которых производится подачей управляющих импульсов на управляющие электроды, а выключение - приложением напряжения в непроводящем25 направлении, осуществление способа возможно благодаря применению принудительной коммутации тиристоров (Фиг. 6).Работу узлов принудительной коммутации можно рассмотреть на примереЗО процессов выключения тиристоров одной фазы.Допустим, что в определенный момент времени включен тиристор 1, В этом случае включением тиристоров З 5 4 и 5 коммутирующий конденсатор 6 заряжается от источника 7 постоянного напряжения до напряжения Ц (полярность показана на фиг. 6 беэ скобок). После исчезновения нагрузочной 40 составляющей тиристор 1 должен быть выключен. Это осуществляется включением тиристоров 8 и 9. При этом происходит колебатальный перезаряд конденсатора 6 через тиристоры 8 и 9 4 и индуктивность 10, а к тиристору 1 прикладывается напряжение в непроводящем направлении, что ведет к выключению этого тиристора (полярность напряжения на конденсаторе 6 после перезаряда показана на фиг. 6 в скобках). Напряжение такой полярности является запирающим для тиристоров 8 и 9, поэтому после окончания пере- заряда конденсатора 6 эти тиристоры выключаются, Затем включаются тиристоры 11 и 12, и конденсатор 6 дозаряжается до напряжения Ц источника 7,после чего узел коммутации готов к выключению тиристора 9. Для выключения этого тиристора включаются тиристоры 1 и 13, что приводит к обратному перезаряду конденсатора 6 по этим тиристорам и индуктивности 10, При этом тиристор 9 выключается напряжением, приложенным в непроводящем направлении, а после окончания перезаряда тиристоры 1 и 13 выключаются напряжением конденсатора 6 (полярность показана на фиг. 6 без скобок). Включением тиристоров 4 и 5 конденсатор 6 дозаряжается до напряжения У, после чего узел коммутации готов к выключению тиристора 1. Таким образом, описанный узел коммутации может осуществлять последовательные выключения тиристороводной фазы выпрямителя, что позволяет осуществлять предлагаемый способ управления при использовании в каждой Фазе такого узла коммутации.При предлагаемом способе требуется выключение небольшой по величине намагничивающей составляющей первичного тока, поэтому мощность каждого узла принудительной коммутации сравнительно невелика.Способ управления многофазным выпрямителем с первичной стороны трансформатора имеет следующие преимущества. Ликвидация интервалов бесполезного намагничивания сердечника трансформатора позволяет уменьшить площадь сечения стержней сердечника, что приводит к уменьшению массы и габаритов трансформатора в выпрямителе, использующем предлагаемый способ управленияПри уменьшении площади сечения сердечника происходит уменьшение расхода материалов на изготовление трансформатора, поэтому снижается его стоимость.Формула изобретенияСпособ управления многофазным выпрямителем, содержащим трансформатор, вторичные обмотки которого совместно с преобразовательными элементами образуют нулевую схему выпрямления, а первичные обмотки соединены в треугольник и своими началами через регулирующие элементы с узлами коммутации подключены к соответствующим входным выводам, при котором регулирование выпрямлен 1265946ного напряжения производят изменением времени задержки на включениерегулирующих элементов по отношению к моментам их полнофазноговключения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, регулирующие элементы выключают в моменты исчезновения нагрузочной составляющей первичного тока, протекающего по этим регулирующимэлементам.1265946 Составитель Е. МельниковаРедактор О. Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор Л. Патай сн а афическое предприятие, г. Ужгород Проектная,зводственно-п 5678/55 Тираж 631 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра