Преобразователь п-фазного переменного напряжения в переменное

(71) Заявнтель евское высшее инженернокоммутаций одн распределит ел водит к завыш ти элементо к Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь и-фазного переменного напряжения в переменное, содержащий Т силовы ключей из встречно-параллельно соединенных диодаи тиристора, каждый из которых включен последовательно между входным и выходным выводами соответствующей фазы, и-фаэный шунтирукщий ключ, выполненный в видеП-фазного выпрямительного моста, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами, а выводы постоянного тока эашунтированы тиристором, б распределительных вентилей, аноды которых соединены между собой, а катоды каждого из которых соединены с катрдом тиристора силового ключа соответствующей фазы,е Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в устройст вах промышленной электроники для решения задач стабилизации, регулирования, симметрирования и коммутации переменных токов и напряжений.Известны трехфазные устройства для регулирования и коммутации переменных токов, содержащие схему управления, силовые вентильные ключи переменного тока, через которые нагрузка подключается к сети питания, диодный выпрямительный мост, выходны зажимы которого замкнуты шунтирующим тиристором, а входные подключены к выходу регулятора, и коммутирунзцую цепочку, состоящую из последовательно соединенных коммутирукщих дросселя и конденсатора, которая че" реэ распределительные диоды подключается к силовым тиристорам Ц и 2Недостатком указанных устройств является протекание импульса тока отехническое училище ПВО ременно по всем трем м диодам, что при ю установленной мощкоммутирующей цепоч 9 9029узел коммутации, содержащий цепочку из последовательно соединенных дросселяи конденсатора, включенную между общей точкой анодов распределительных вентилей и анодной группой Б выпрямительного моста, зарядный тиристор, анод которого соединен с катодной группой выпрямительного моста, а катод - с анодной группой распределительных вентилей, и блок управле ния 2 .Для принудительной коммутации силовых тиристоров, входящих в состав диодно-тиристорных ключей, в таком регуляторе путем подачи импульсов15 управления включаются коммутирующий и шунтирующий тиристоры. При этом благодаря демпфирующему действию индуктивностей сети сначала, в течение времени й, одновременно по всем трем распределительным диодам и трем силовым диодам, входящим в состав диод- но-тиристорных ключей, и цепи, вклю" чающей выпрямительный мост, шунтирующий тиристор, коммутирующую цепочку и коммутирующий тиристор, проходит импульс тока коммутации, вызванный разрядом коммутирующего конденсатора, В результате этого осуществляется выключение силовых тиристоров, Протекание импульса тока коммутации по трем параллельным ветвям является недостатком устройства, так как это приводит к необходимости завышения установленной мощности элементов ком 33 мутирующей цепочки, чтобы добиться требуемой амплитуды тока коммутации в каждой из ветвей. При снижении мбка коммутации ниже коммутируемого тока импульс тока коммутации проходит ужефф через один из распределительных диодов и цепь, включающую питающую сеть, силовые. диоды, входящие в состав диодно-тиристорных ключей и выпрямительного моста, и шунтирующий его4 Я тиристор. В результате этого происходит послекоммутационный заряд конденсатора. Для коммутации тиристора, шунтирующего диодный выпрямительный мост, включаются тиристоры силовых диодно-тиристорных ключей и зарядный тиристор. При этом благодаря демпфирующему действию индуктивностей сети сначала, в течение времени 1 к импульс коммутации проходит по всем диодам выпрямительного моста, осуществляя выключение шунтирующего тиристора, затем через выпрямительный диодный мост происходит заряд кокчутирующего конденсатора, Во время каждой из указанных коммутаций за счет протекания импульса тока коммутации по всем трем распределительным диодам имеет место кратковременное короткое замыкание питающей сети, Это вызывает потребление от нее импульсов тока, амплитуда которых определяется фазным напряжением и ограничивается индуктивностью сети, что снижает коэффициент мощности и качество энергии, потребляемой устройством от источника. За счет энергии, накапливаемой при этом в индуктивностях сети, в коммутирующем конденсаторе происходит накопление излишней энергии, что приводит к завышению его установленной мощности иперенапряжениям на элементах устройства.Цель изобретения - снижение установленной мощности элементов цепи коммутации - коммутирующих конденсатора и дросселя, т.е. уменьшение их массогабаритных показателей, уменьшение степени влияния устройства на питающую сеть и повышение за счет этого его коэффициента мощности и уменьшение габаритов и веса входного Филь- .тра, снижение потерь в вентилях це" пей коммутации, т. е. повышение КПД и надежности.Указанная цель достигается тем, что в устройстве в качестве распределительных вентилей применены тиристоры, управляющие электроды которых соединены с блоком управления через введенный блок логики, управляющий вход которого подключен к выходам введенных и датчиков тока, каждый из которых включен в цепи тиристора силового ключа соответствующей Фазы. В результате этого для гашения силовых тиристоров одновременно включаюгся не все распределительные вентили, а лишь те из них, которые связаны с горящими силовыми тиристорами. Это, с одной стороны, приводит к сокращению числа параллельных ветвей, по которым одновременно протекает импульс тока коммутации, и как следствие, к уменьшению требуемого для коммутации заряда и снижению установленной мощности элементов коммутирующей цепочки. С другой стороны, за счет того, что в горящем состоянии находятся, чередуясь, один или два си919029 56Тиристоры 5-7 включаются одновременно. При их включении нагрузка оказывается подключенной к сети питания. Одновременно включается зарядный тиристор 13. При этом включении происходит заряд конденсатора 155 через диодный мост 8 с полярностью, показанной на фиг. 1 без скобок.Для выключения силовых тиристоров к ним в обратном направлении черезраспределительные тиристоры 10" 12прикладывается запирающее напряжение. Одновременно с этим цепь нагрузки шунтируется через выпрямительныймост 8 и тиристор 9. Тирисор 9 включается одновременно с распределительными тиристорами. Включение тиристоров 5-7, так же как и тиристора9 происходит периодически, через разные отрезки времени, определяемыечастотой коммутации. При этом моментвключения силовых тиристоров сдвинутотносительно момента включения шунтирунзцего тиристора на регулируемыйотрезок времени Действие датчиков 18-20 тока обеспечивает избирательную коммутацию силовых тиристоров, т. е. поступле- ние импульса коммутации лишь на те тиристоры, которые находятся в горящем состоянии. Так как в трехфаэной системе в одном направлении могут протекать токи лишь в одном или двух проводах, то в устройстве в любой момент времени оказываются включенными лишь тиристоры одного или двух силовых ключей. В соответствии с этим с помощью датчиков 8-20 тока и блока 17 логики обеспечивается разрешение на включение одного или двух нужных распределительных тиристоров, как это показано на фиг, 2. При выключении тиристоров силовыхключей их принудительная коммутацияпроисходит за счет протекания импульса тока коммутации через включаемыераспределительные тиристоры, соответствующие им диоды 2-4, мост 8, тиристор 9 и цепочку из дросселя 14 иконденсатора 15, предварительно заряженного до полярности, указаннойбез скобок на Фиг 1, Процесс коммутации длится время Ь., соответствующее времени выключения тиристора,по истечение которого происходит послекоммутационный заряд конденсатора15 до полярности, указанной в скобкахна фиг. 1, по цепи, включающей одиниз распределительных тиристоров 1012, питающую сеть, демпфирующиедроссели 1, проводящие диоды силовых ключей, диоды выпрямительногомоста 8 и тиристор 9. После окончания этого процесса участвующие вработе распределительные тиристорывыключаются, 919029При включении зарядного тиристора 13 осуществляется принудительнаякоммутация тиристора 9. Это происходит за счет протекания импульсатока коммутации через все диоды 5выпряжтельиого моста 8 одновре"менно, зарядный тиристор 13 и цепочку иэ дросселя 14 и конденсатора 15, предварительно заряженногодо полярности, указанной в скобках 1 Оиа фиг. 1, Этот процесс также длится время, по истечение которогопродолжается заряд конденсатора 5до полярности, указанной без скобок на, фиг. 1,оОчередность включения тиристоров поясняется эпюрами импульсовуправления тиристоров, которые приведены на фиг. 2.При включении силовых ключей нагрузка подключается к питающей сети, а при их выключении она отключается от сети и шунтируется черезтрехфазный шунтирующий ключ. В результате таких переключений, происходящих периодически, с частотой коммутации, а также путем регулирования относительной длительности включенного состояния силовых ключейпроизводится регулирование перемен" 30ных напряжений на выходе устройства.На фиг. 3 показаны эпюры напряженияпитающей сети (О ) и напряжения нанагрузке (О,1), поясняющие способ регулирования, реализуемый в регуляторе,Использование изобретения позволяет снизить массогабаритные показатели элементов коммутирующей цепочки 40 в 1, 3 раз а, одновременно повысит ь КПД устройства на 5-73 за счет снижения потерь в вентилях цепи коммутации, а также улучшить коэффициент мощности устройства на 6-107. и сни зить требования к входным фильтрам и повысить надежность эа счет сниже" ния напряжения на конденсаторе узла коммутации. Формула изобрет енияПреобразователь П -фаэного переменного напряжения в переменное, содержащий и силовых ключей из встречно-параллельно соединенных диода итиристора, каждый из которых включенпоследовательно между входным и выходным выводами соответствующей фазы,ъ-фазньп шунтирующий ключ, выполненный в видеи -фазного выпрямительного моста, выводы переменного токакоторого соединены с выходными выводами, а выводы постоянного тока зашунтированы тиристором,распределительных вертилей, аноды которыхсоединены между собой, а катоды каждого из которых соединены с катодом тиристора силового ключа соответствующей фазы, узел коммута 4 Ьи,содержащий цепочку иэ последовательно соединенных дросселя и конденсатора, включенную между общей точкой анодов распределительных вентилей и анодной группой выпрямительного моста, зарядный тиристор, анодкоторого соединен с катодной группой выпрямительного моста, а катодс анодной группой распределитель-ных вентилей, и блок управления,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения весогабаритныхпоказателей,повьппения КПД и надежности. преобразователя,в качествераспределительных вентилей применены тиристоры и введены блок логики и сдатчиков тока, при этомуправляющие электроды тиристоровсвязаны с блоком управления черезблок логики, управляющий вход которого соединен с выходами датчиковтока, вход каждого из которых включен в цепь тиристора силового ключасоответствующей фазы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 49863, кл. 6 05 Г 1/16, 1971.2. Авторское свидетельство СССРВ 393736, кл. С 05. Г 5/00, 971.919029 актор Ю.Ко аказ 2158 писноР о комитета Си открытий 1303 5 аушская наб.,лиал ю/ 0 Составитель И, Головинова Техред ТЛаточка Корректор Н,Стец раж 719 осударственног ам изобретенщ Москва, Ж,атент, г, Ужгород, ул. Проектная,