Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное аслан-заде

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 734862(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву -1)М. Кл,(22) Заявлено 08,12,75 (21) 2199247/24 0 Н 02 М 7/06 с присоединением заявки М ударствениый комете СССР делам изобретений и открытийубликова Дата опубликован исания 15,05 Г. Аслан-заде 72) Автор изобретения(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ АСЛ АН-ЗАДЕ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь- вовано при многопульсном выпрямлении трехфазного переменного напряжения.Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное.6 й-пульсное (где Н 1, 2, 3, 4, 5), сод.ржашее управляемые вентили, трансформатор с тремя вторичными фазными обмотками, каждая иэ которых содержит К выводов 11 и 21.Недостатком таких преобразователей, несмотря на благоприятную нагрузочную способность тиристоров по току и простоту управления ими, является сложное конструктивное исполнение трансформато- ра (две трехлучевые звезды) и низкий коэффициент использования по мощности вторичных обмоток (каждая из них проводит ток только в одном направлении). Кроме того, наличие двух вторичных фаэных обмоток на каждом стержне трансформатора является фактором, определяк- шим дополнительный технологический раэ 2брос и, как следствие, более асиммез ричную форму выпрямленного напряженияБелью изобретения является упрощение устройства,Бель достигается тем, что в преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий управляе мые вентили и трансформатор с тремя вторичными фаэными обмотками, каждая иэ которых имеет 1 Ч отводов, введены дополнительные вентили, собранные по трехфазной мостовой схеме, вход переменного тока которой подключен к. допол нитеаьно введенным отводам вторичных обмоток, причем управляемые вентили попарно объединены, образуя встречно- параллельные пары, каждая из которых включена между соответству 1 ошими отводами вторичных обмоток.На фиг. 1 дана принципиальная схема.18-ти пульсного ( Н = 3) преобразовать ля,1 на фиг. 2 - векторные диаграммы фазных и выпрямляемых напряжений, а также временная диаграмма выпрямленно7348624ин-23-22, 11-23-22, 15-19-22,ные 2-19-22, 6-19-22, 14-19-24,ре-19-24, 4-19-24, 17-21-24,8-21-24, 12,-21-24, 16-21-20.г. 5 Допустим, что открыт управляемыйвентиль 5 от прикладываемого к немуна) выпрямляемого напряжения Ос з . При2 1ми, этом ток нагрузки протекает по цепи:отвод О, управляемый вентиль 5, отвоья" О ды Ь и Ьр, дополнительный вентиль 21,х нагрузка 25, дополнительный вентиль 20,отвод ао, Через 20 эл. град., когдамгновенное значение выпрямляемого нан- пряжения Цс превышает мгновенноеОзначение вЬпрямляемого напряжения, управляемый вентиль 5 эапирает- дьо" ся и ток нагрузки протекает по цепи: отО"ф вод 0, управляемый вентиль 13, дополч- нительный вентиль 23, нагрузка 25,2 о дополнительный вентиль 20, отвод СЗо.Аналогично можно проследить цепь токанагрузки через остальные тиристоры и вен. вентили.ця- Угол проводимости секции между отмосводами К и Квторичной фазной обмоттва, ки в 2 (2 (К- К) + 13 раз большеугла проводимости. управляемого вентиля,ра- равного углу пульсации выпрямленногонапряжения. Поэтому действующее значение тока в этой секции с учетом практической прямоугольности его формы; где 3го напряжения 1 на фиг. 3 и 4 даны прципиальная схема, векторные и времендиаграммы варианта 18-ти пульсного побразователя.18-ти пульсный преобразователь (фи(фиг. 1) состоит из трехфазного транс,форматора (первичная обмотка не указас тремя вторичными фазовыми обмоткаодна из которых имеет отводы Оо, ОЦ, Ц, другая - Ьо, Ь,Ь, ,трет, обмоток подключены к отводам , сО СО Ь - соответственно через2. Ю д.две пары встречно-параллельно соединеных тиристоров 1, 2 и 3, 4; 5, 6 и 78, 8, 10 и 11, 12.Отводы С 1, , с вторичных обмюток подключены к дополнительным отвдам Со, Ор, Ьр через одну пару встрень-параллельно соединенных тиристоров13, 14 ф 15, 16;117, 18;:К дополнительным отводам 4 о, Ър,Со подключен вход трехфазного моста,образованного дополнительными вентими 19, 20, 21, 22, 23, 24. Выходта образует выходные выводы устройск которым подключена нагрузка 25.Устройство работает следующим обэом,Напряжения секций вторичных обмоток между отводами О, Оо; Ья, ЬСо Ю сг, а, б, Ь р Сси о, сЬ Ь С С выбраны в соотношении3 Я ВФо, о, -равном соответственно сои 10; сов 30СОЬ 50, что соответствует соотношению 35Ю.2 К)значений принимаемых функций сс 6 -гдеК 1,2, ЗИ при И=З.Величина напряжения секции вторич- жной фазной обмотки между отводами Ки Копределяется выражением2 Ю йЯк йО, =О45 Ц - среднее значение выпрямленоного напряжения., Кривая выпрямленного напряжения на нагрузке 25 формируется огибающей по 50 ложительных полуволн 18-ти выпрямлен.ык напряжений, сдвинутых друг относ:- тел 6 но друга на 20 эл. град. (фиг. 2).В каждый данный момент времени ток нагрузки протекает через один управляе 55 мый вентиль и два дополнительных вентиля, работающих в следующей последовательности; 1-21-20; 5-21-20, 13-23- 209-23-20, 3-23-20, 18-23-22; 2.(й "КЖ (2).,км Дс, зй где0 о - среднее значение выпрямленноготока.Отметим, что, независимо от величины Я , угол проводимости каждого вентиля равен 120 эл. град.Ъта построения 6-пульсного преобразователя, в частности, К-ый (где К = 1, 2, 3 , й) отвод каждой вторичной фазной обмотки должен быть подключен к двум парам встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с М -К -ми отводами других вторичных фазных обмоток, а И-ый отвод каждой вторичной фазной обмотки должен быть подключен к одной паре встречно-параллельно соединенных тиристоров, через которые его необходимо соединить с нулевым отводом другой вторичной фазной обмоткиВариант 18-пульсного преобразователя (фиг. 3) состоит из трехфазного транс(К 4) (4Зй ыт управляемый дываемого к нему вьеия,Оц ф,ПРИ этом7348формвтора (первичная обмотка не указана) с тремя вторичными фазными обмот-ками, Отводы 61 , Ь, С 4 этих обмотокподключены с отводами соответственноЪ,С,а, С 5,а Ь через две парывстречно-параллельно соединенных управляемых вентилей 26, 27 и 28, 29 30,31 и 31, 33, 34, 3.5 и 36, 37. Отводыс(2, Ц 2 С 2 этих обмоток подключены к отводам соответственно Ь.;С 02 10через два встречйо-параллельно соединенных тиристора 38, 39; 40, 41; 42,43. Дополнительные отводы ОаЬ, С,рэтих обмоток подключены к общим точкам двух дополнительных вентилей соответственно 44,45, 46, 47; 48, 49Между общими точками катодов вентилей44, 46, 48 и анодов вентилей 45, 47,49 включена нагрузка 50, .Напряжения секций вторичных фаэных 20обмоток между выводами 04Ср )4Ъо61, Сос(2 ЦЬ 2 1 С 2 С 4 и Ъ:2 со 640 о что соответствует соотношению единицы с урвоенными значениями,Ык)принимаемыми фунипией поигде К=2,3,4,М при Н=З,Величины напряжения ц, и 01 секции зОвторичной фазной обмотки соответственно между отводами 1,0 и К, Копределяются по формулам:10,0 Я 6 4 (3) 35Й ВК,К"ОБ Кривая 18-пульсного выпрямленногонапряжения на нагрузке 50 формируется 4 Осгибающей положительных полуволн 18-тивыпрямляемых напряжений, сдвинутыхрруг относительно рруга на 20 эл. град.(см. фиг, 4),В каждый данный момент времени ток 45нагрузки протекает через один управляемый и два дополнительных вентиля, работающих в следующей последовательности: 26-46-45, 38-46-45; 30-46-45,34-48-45, 42-48-45, 28-48-45,32-48-47, 40-48-47, 36-48-47,27-44-47, 39-44-47, 31-44-4735-44-49, 43-44-49, 29-44-49,.33-46-49, 41-46-49, 37-46-49 (см.фиг 3 и 4).Допустим, что открвентиль 1 от приклапрямляемого напряжен 626ток нагрузки протекает по цепи: отвод О управляемый вентиль 26, отводы Ъ и, дополнительный вентиль 46, нагрузка 5 О дополнительный вентиль 46, отвод с(, Через 20 эл. град., когда мгновенное значение выпрямляемого напряжения Цспревышает мгновенное значение выпрямляемого напряжения Оцуправф 3. м.пяемый вентиль 26 запирается и ток нагрузки протекает по цепи: отвод О 2дополнительный вентиль 38, отводы Ь 2 и, дополнительный вентиль 46, нагрузр Эка 50 дополнительный вентиль 45, отвод Со. Аналогично можно проследить цепь тока нагрузки через остальные управляемые и дополнИтельные вентйлиеУгол проводимости секции между отводами К и Квторичной фазной обмотки в 4 ( М+ 1 - К) раэ больше угла проводимости тиристора, равного углу пульсации выпрямленного напряжения (здесь К = 1, 2, 3 М ). Поэтому действующее значение тока в этой секции, с учетом практической прямоугольности его формы;Отметим, что независимо оМ , угол проводимости каждоравен 120 эле град,Для построения 6 Я-пульсного преобразователя,1 типа, в частности, К-ый(где К 1, 2, 3, , И ) отвод каждойвторичной фазн"; обмотки должен бытьподключен к двум парам встречно-параллельно соединенных тиристоров, черезкоторые его необходимо соединить с( М + 1 - К)-ми отводами других вторичных фазных обмотокДля управления 6 М-пульсными преобразователями достаточно запускать каждый управляемый вентиль одиночными управляющими импульсами с частотой напряжения питающей сети.Слерует отметить, что с увеличениемЧто есть периодичности выпрямления,1 соэффициент превышения,расчетной мощности трансформатора в преобразователеив фиг. 1 убывает, а на фиг. 3 - ворастает. Однако при достаточно большихзначениях М преобразователи по фиг. 1и фиг. 3 равноценны .Если к дополнительно введенным отводам вторичных обмоток подключить трехфазную нагрузку, соединенную в звезду(треугольник), то преобразователь можно испольэовать также в качестве регуля7 7348тора трехфазного переменного напряжения с малой амплитудой высших гармоник.В качестве эквивалента встречно-па-раллельного соединения тиристоров в преобразователе может найти. применение .симистор,Формула изобретения0Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий управляемые вентили и трансформатор с тремя вторичными фазными обмотками, каждая из которых имеет Й отводов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения, введены дополнительные вентили, собранные по трехфазной мостовой, схеме, вход переменного то 20 62 8ка которой подключен к дополнительновведенным отводам вторичных обмоток,причем управляемые вентили попарнообъединены, образуя встречно-параллельные пары, каждая из которых включенамежду соответствующими отводами вторичных обмоток.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Абдулаев А. А. и др. Некоторые во.просы применения многопульсных выпрямителей в тиристорных электроприводах. - Краткие тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещанию.Автоматическое управление электроприводами и электромеханическими системами. Ленинград, 1974, с, 83.2, Авторское свидетельство СССРКо 504281, кл. Н 02 М 7/06, 1973,/5 фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная,Филиал П каз 2101/56 ЦНИИПИ Гос по делам 113035, МосТираж дарственногизобретений ква, Ж,783 Подпис комитета СССРи открытий аушская наб д. 4