Вентильный преобразователь

 

Изобретение относится к электротехнике , к преобразователям переменного напряжения в постоянное с повышенным качеством выходного напряжения . Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Вентильный преобразователь содержит трехфазный тиристорный мост из тиристоров 1 - 6 с двумя ти

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц) Н 02 М 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР и A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4361548/07 (22) 11. 01. 88 (46) 07,06,91. Бюл. Ф 21 (71) Производственное объединение

"Камкаб ель" (72) А.В.Поденщиков (53) 621 314 727 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1206927, кл, Н 02 М 7/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР

1297191 кл. Vi 02 М 7/12, 1987.

„„SU„„1654945 А 1

2 (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике, к преобразователям переменного напряжения в постоянное с повышенным качеством выходного напряжения. Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Вентильный преобразователь содержит трехфазный тиристорный мост иэ тиристоров 1 — 6 с двумя ти1654945 ристорами 7 и 8, включенными на выход моста и соединенными средней точкой с нул м питающего трансформатора 12, и с. тему импульсно- фазового управ5 о

Изобретение относится к электро- 10 технике и может найти применение в вентильном электропривспе.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения, На фиг, 1 приведена структурная

=хема устройства; на фиг,2 - диаграммы напряжений U u Ug и управляющих импульсов при углах регулирования 20

120 > К 90 эл, град,, 90 > 0(+ 60 эл, град., 60 > К > 30 эл. град.

Устройство содержит вентильный преобразователь, состоящий из тиристоров I - 6, собранных по мострвой 25 схеме, и двух тиристоров 7 и 8, включенных на выход моста, фазы 9 — 11 вторичной обмотки трансформатора 12 собраны в "звезду".

К выводам преобразователя нод- 30 ключена нат рузка 13, например якорь двигателя постоянного тока. Включение тиристоров моста осуществляется основным блоком системой импульсно-фазового управления, состоящей

35 из источника синхронизирующего линейного напряжения (ИСН) 14, пороговых элементов (ПЭ) 15 и 16, генератора пилообразного напряжения (ГПН)

17, нуль-органа (НО) 18, формирова- 40 .телей импульсов (ФИ) l 9, ключей 20, одновибраторов 21, блокинг-генераторов 22 и управляющего органа (УО) 23.

Включение тиристоров 7 и 8 осуществляется дополнительным блоком им- 45 пульсно-фазового управления, состоящим из элементов ИЛИ 24, функционального преобразователя (ФП) 25, источника синхронизирующего фазного напряжения (ИСН) 26 ПЭ 15 — 16

7 50

ГПН 17, HO 18, ФИ 19, ключей 20, одновибраторов 21, блокинг-генераторов 22.

Один канал системы управления работает следующим образом.

Синхронизирующее линейное напряжение, поступающее из ИСН 14 с помощью ПЭ 15 и 16, преобразуется в противофазные прямоугольные импульления, что позволяет поочередно выпрямлять фазное и линейное напряжения и получить лучшее заполнение кривой выпрямленного напряжения. 2 ил. сы, Эти импульсы подаются на входы

ГПН 17. При наличии логического "0" на выходах ПЭ 15 и 16 происходит сброс ГПН 17 в нуль. При наличии

"1" на одном из входов ГПН 17 его выходное напряжение возрастает. Это напряжение сравнивается на входе НО

18 с управляющим напряжением УО 23, В момент равенства управляюще-.о и пилообразного напряжений НО из,<еняет свое состояние с 1 до 0 .

В этот момент на пинается формирование импульса на выходе ФИ 19. Этот импульс проходит через ключ 20 в соответствии с сигналами ПЭ 15 и 16 и подается на вход одного из одновибраторов 21, который формирует прямоугольный управляющий импульс больше 60 эл.град, Далее прямоугольный импульс подается на вход блокинг-генератора 22, который формирует пачку управляющих импульсов шириной больше 60 эл.град.

С выхода генератора 22 пачка импульсов подается на соответствующий тиристор 1 или 4.

Остальные каналы основного блока импульсного фазового управления работают аналогично. Одновременно подается управляющее напряжение УО 23 на ФП 25. Преобразованное управляющее напряжение с выхода ИСН 26 подается на входы НО 18. На другие входы НО 18 подается пилообразное напряжение ГПН 17, синхронизированное с фазным напряжением через ИСН 27 и

ПЭ 15 и 16, В момент равенства управляющего и пилообразного напряжений HO 18 изменяет свое состояние с "1" до "0", В этот момент на выходе ФИ 19 начинает формироваться управляющий импульс. Этот импульс проходит черезключ 20 в соответствии с сигналами

ПЭ 15 и 16 и подается через элемент

ИЛИ 24 на вход одного из одновибраторов 21. Последний формирует прямоугольный импульс шириной больше

30 эл. град. и подает его на вход блокинг-генератора 22, Блокинг-ге165494 нерятор 22 формирует пачку управляющих импульсов шириной больше 30 эл. град. и подает на соответствующий тиристор 7 или,8, Остальные каналы дополнительного блока импульснофазового управления работают анялогично.

Таким образом, в диапазоне угла регулирования 120 > М > 90 эл. град, в момент времени t основной блок

1 имттульсно-фазового управления подает импульс шириной больше 60 эл.град и-. тиристор 3.

Ня противофазный тиристор 4 в мои- нт времени t 1 продолжает поступать рян:..-.: —..,,я,.нь;й управляющий импупьс ц ..: гого «я ;,.liÿ основного блока им10

40 пут=он: -ф"-. çi 01-0 управления.

Тир.-.с..с; 3 ;."ь-ры:- :ается ток проте- 20

«я-т и. цетг ;. фязя 11, тиристор 3, «;ei г;::«i.- 13, ранее отткры .ый тирисо то 0 -" - !, я - я .:чояя;.ение на нагрузке возрастс..- i . i:-:ом и далее меняется по сину от-.де линейного напряжения между

Aя -я:и 11 -i 9 до нуля. .; .тт;евт времени г, дополнительный бло-. -.,пульс a-фазового управления попа.=;, .:рявля.сщий и птульс на тиристо: 8. На. тир;=,ñтор 3 продолжает пот тять "„ря--.ляющий импульс основного блока импульсно-фазового управ— .тен;-".—.. т :рш- — оры 8 и 3 открываются. 0«про- екает по цепи: фаза 11, тиристор 3, нагрузка 13, тиристор 8 и ну. ть -,.янсформяторя 12. Напряжение ня нагрузке возраста .T скачком. и да тес меняется по синусоиде фазного ня тряжения фазы 11 до нуля.

Б диапазоне угла регулирования

90 > g ) 60 эл. град. в момент времен.-- т: „основной блок импульсно-фязового управления подает управляющии импульс на тиристор 3, он открывается. Ток протекает по цепи: фаза i1",, тиристор 3, нагрузка 13, ранее открытый тиристор 4, фаза 9, Напряжение на нагрузке скачком возрастает от фазного (фаза 9) до линейного между фазами 11 и 9.

В момент времени t< дополнительный блок импульсно-фазового управления подает управляющий импульс на тиристор 8, он открывается. Ток протекает по цепи: фаза 11, тиристор 3, нагрузка 13, .тиристор 8, нуль трансформатора 12. Напряжение на нагрузке возрастает скачком от линейного

5 6 между фазами 11 и 9 до фазного фазы 11.

В диапазоне угла регулирования

60 > М > 30 эл. град. в момент времени гя основной блок импульсно-фазового управления подает управляющий импульс на тиристор 1, îв открывается, Ток протекает по цепи: фаза 9, тиристор 1, нагрузка 13, ранее открытый тиристор 5, фаза 10. Напряжение ня нагрузке возрастает скачком от фазного фазы 10 до линейного между фазами 9 и 10.

В момент времени t дополнительб ный блок импульсно-фазового управления подает управляющий импульс ня тиристор 8. Тиристор 5 запирается, а тиристор 8 открывается. Ток протекает по.цепи: фаза 9, тиристор 1, нагрузка 13, тиристор 8, нуль трансформатора 12. R диапазоне угла регулирования 60> 0 > 30 эл. град. к нагрузке прикладываются 6-кратные пульсации, в которых присутствуют составляющие линейного и фазного напряжений.

При дальнейшем уменьшении угла регулирования составляющая фазного напряжения в кривой выпрямленного напряжения плавно уменьшается.

При 30 > М > 0 к тиристорам 7 и 8 прикладывается отрицательное напряжение и они находятся в закрытом состоянии. К нагрузке .прикладывается выпрямленное линейное напряжение.

Согласование углов управления основного и дополнительного блоков импульсно-фазового управления с помощью ФП 25.

Для равномерного заполнения кривой выпрямленного напряжения углы управления обоих блоков импульснофазового управления должны находиться в зависимости, обеспечивающей равенство средних значений выпрямленного линейного и фазного напряжений.

Для диапазона 120>o(>90 эл. град. среднее выпрямленное напряжение для линейной составляющей равно

Ud = — J +6 sin) d) =

s +О

1 1 + cus (- + g i ) о 3 а для фазной составляющей

1654945

U = — J .{2 ц в1пдй3 й

«, + {1 2

1+соз(—" + {{{ ) 6

Устройство позволяет снизить амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения в диапазоне угла регулирования 30 4 М < 120 эл. град,, а следовательно, сузить зону прерывистых токов при глубоком регулировании скорости движения по сравнению с трехфазной мостовой схемой, откуда

g = arccos - 3 1 + cus (- + М )„ -1

z 3

1-2i 3

> аrccos(- — — -) 3 3

Лг при — ) ф

{ 2

1-2 ГЗ . и при arccus (---) — — ) 2, > О, 2 3 3

Получение 12-кратных пульсаций в диапазоне угла регулирования 60 М ( е 120 эл. град. позволяет поднять потолок использования мощности двигателей в электроприводе с одним выпрямительным мостом, а следовательно, приблизить данный класс преобразователей к многофазным и в кон— кретных случаях заменить 12-фазные преобразователи, Применение предлагаемого преобразователя целесообразно и в приводе средней мощности, так как массогабаритные показатели устройства аналогичны трехфазным тиристорным устройствам с 6-кратными пульсациями, а качество выпрямленного напряжения .в диапазоне угла регулирования

30 < М 120 эл. град, в среднем в 43 раза выше, Формул а и з о б р е т е н и я

Вентильный преобразователь, содержащий трехфазный тиристорный выпрямитель, собранный по мостовой схеме, и два вентиля, включенных парал лельно выходу выпрямителя и соединенных общей точкой с нулевым проводом питающего трансформатора, фазные провода которого подключены к силовым входам выпрямителя, основной блок импульсно-фазового управления, вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а выход — к управляющим входам тиристоров выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьше20 ния пульсаций выпрямленного HBIlpHжения, он снабжен дополнительным блоком импульсно-фазового управления и функциональным преобразова{телем, в качестве вентилей приме25 нены тиристоры, к управляющим входам которых подключен выход дополнительного блока импульсно-фазового управления, вход которого через функци-= ональный преобразователь соединен с входом основного блока импульсно-фазового управления, функциональный преобразователь имеет передаточную характеристику

ll

{ = arccos ГЗ kl+cus(- +y )11 — 1

Tt

2и 1-243 при — ) {х ) arccos(— р-)

3 2 3

{1 2 при arccvs(— ) — > у 0

)-2{3 7 где М, и М вЂ” углы управления основного и дополнительного блоков импульсно-фазового управления соответственно.

Сос та вит ель С . Луз анов

Редактор И.Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор .Н. Ревская

Заказ 1957 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10I