Преобразователь переменного тока в постоянный

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования переменного тока в постоянный с повышенным коэффициентом мощности , где требуется длительное глубокое регулирование постоянного напряжения например для управления электроприводами постоянного тока или возбуждения мощных синхронных генераторов . Цель изобретения - повы

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОО

РЕСПУБЛИК

02 М 7/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *STQPCKOMV CВИАЕтнаата

2 2 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГННТ СССР (21) 4224037/63 (22) 16.02.87 .(46) 23.05.92. Бюл. И 19 (71) Производственное объединение

"Уралэлектротяжмаш" им.В.И.Ленина и Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) Л.С.Флейшман, С.П.Лохов, М.В.Гельман, Б.А.Стрюкбв,О.Н.Бурков и Г.Е.Медведев (53) 621.3 14.632(088.8) (56) Автсрское свидетельство СССР

1т 557460, кл. Н 02 М 7/12, 1972.

2 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования переменного тока в постоянный, с повышенным коэффициентом мощности, где требуется длительное глу- бокое регулирование постоянного напряжения например для управления электроприводами постоянного тока или возбуждения мощных синхронных генераторов. Цель изобретения - ловы1735984

3 щение коэффициента мощности и сниже.ние пульсации выходного напряжения при. более .широком диапазоне регули-, . рования. Преобразователь переменного; тока в постоянный содержит источник

1 мощности, вторичные обмотки котороr (ro соединены по схеме прямой и обратной эвезд. Между нулевыми выводами

0 и О» прямой и обратной звезд включен одйофазный уравнительный реактор

2, средним выводом подключенный к общей нулевой точке О> трех нулевых вентилей 3. Катоды вентилей 3 соединены с выводами трехфазного уравнительного реактора 4. Обмотки реак, тора 4 соединены в звезду. Нулевая точка звезды образует вывод для подключения нагрузки 5. Второй вывод (точка О) для подключения нагрузки 5 образован объединенными анодами двух гнодных групп вентилей 6-11. Катоды анодных групп вентилей 6-11 соединены пофаэно с анодами катодных rpynn1 ветилей 12-17 через дополнительные две трехфаэные группы обмоток. Каждая из дополнительных обмоток включена согласно-последовательно с соответствующей вторичной обмоткой источника 1, Катоды катодных групп вентилей 12-17 соединены попарно. К их общим точкам d, е, f подключен трех" фазный уравнительный реактор 4. К этим же точкам d, е, f подсоединены.

1 три нулевых вентиля 3. Все вентили могут быть выполнены управляемыми, в том числе вентили анодной и катодной групп. Уравнительные реакторы могут бьitb выполнены иэ отдельных магнит-

20 но несвязанных реакторов, 4 з.п.ф-лы, ил

Изобретение относится к силовой

npeoEðççîâàTåëüHîé .технике. и может быть использовано для преобразования переменного тока в постоянный с повышенным коэффициентом мощности, где требуется длительное глубокое регулирование постоянного напряжения, например, для управления злектроприводами постоянного тока или возбуждения мощных синфазных генераторов.

Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и снижение пуль" саций выходного напряжения при более вироком диапазоне регулирования.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема преобразователя1 на фиг. 2 и 3 - диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу устройства в разных режимах, На Фиг. 1 -3 приняты следующие обозначения; А, а; В, Ь С, ефазы питающего напряженйя (Фиг.1}+

Ot>,e(z М - углы регулирования катодных, анодных и нулевых групп вентилей соответственно1 Ug,, Ug выпрямленные напряжения трехфазных анодных групп (фиг.2а) U p„ Ug выпрямленные напряжения анодной группы и сумьйрное (Фиг.2 и 3); I - ток на первичной стороне источника (фиг.2r), О» - полное напряжение;

6 - напряжение отпайки i „, t1.дтоки соответствующих катодной и амодной групп вентилей, а, Ь, с@ и., а, Ь, с» - фазы источника со стороны их подключения к вентилям преобразователя (фиг. 1); а, Ь >, . с и

" а, Ь, с - отпайки фаз (фиг. ) .

Преобразователь переменного тока в постоянный содержит источник 1 мощности, выполненный по схеме две обратные звезды с Отпайками R < i Ь c и

3> а, Ь 6 и с нулевые выводы которых (I обозначены точками О и О» соответственно. Между нулевыми выводами (точки 0 и 0 ) включен однофазный уравнитепьный реактор 2, средним выл водам подключенный к общей нулевой точке 0 трех нулевых вентилей 3, катоды которых соединены с выводами . трехфазного уравнительного реактора 4.

Обмотки реактора Й соединены в звезду, а нулевая точка звезды образует вывод для подключения нагрузки 5, второй вывод (точка О) которой образован объединенными анодами двух анодных групп вентилей 6-11, катоды которых щ подключены к отпайкам а,, Ь, с и а, Ь, с источника 1 мощности,. Две катодные группы вентилей 12-17 сое" динены катодами и подключены к фазным выводам трехфазного уравнитель-

>> ного реактора 4 (точки d>e, f). Ка- тодная rpynna вентилей 12-17 своими анодами подключена к выводам Фаз а, Ь, сэ. и а, Ь, с соответст, венно источника 1 мощности.

35 фор мула

4$

5 17 устройство работает следующим образом.

Для повышения коэффициента мощности сначала изменяют углы регулирова ния группы к ат одных вентилей 1 217 в диапазоне от 0 до 180 эл.град., при этом углы о о и К должны оставаться равными нулю. Выпрямленное напряжение изменяется (в относительных единицах) с единицы до величины, определяемой отношением полного и частичного напряжений источника питания, что позволяет улучшить коэффициент мощности в более широком диапазоне регулирования.

Коэффициент мощности в этих точках сохраняет свое максимальчое значеие. При этом нулевые вентили 3 вступают в работу не при р „ >

)30 эл.град., а при Мk) О, что также . обусловит повышение коэффициента мощности. Затем р к остается неизменным (управляющие импульсы могут быть сняты), а изменяется р д с нуля до

90 эл.град, При этом М продолжает оставаться равным нулю Относительная величина выпрямленного напряжения уменьшается до нуля. Для перехода в инверторный режим необходимо осуществить регулирование оС

Как видно из фиг.1 мгновенное зна7 чение.полного выпрямленного напряжения равно среднеарифметической величине мгновенных значений потенциалов точек й,е и f относительно точки О.

Эти потенциалы в любой момент времени равны потенциалам анодных, катодных групп вентилей 6-17 или нулевых вентилей 3 в зависимости от того, чей потенциал относительно точки О выше в рассматриваемый момент времени. При этом не учитывается падение напряжения в вентилях.

На отрезке времени to — t, (фиг.2а при Ot, K = 60 эл.град. максимальный положительный потенциал имеет точка

О (напряжение между точками О> - 0 равно напряжению анодной группы 0,1д), следовательно, ток проводит нулевой вентиль 3. В интервале tq — t анод вентиля 12 имеет максимальный поло" жительный потенциал, который равен сумме напряжений Б,101 и Ua, следовательно, ток проводит вейтиль 12.

На отрезках t — t и t@ — t4, ток проводит опять нулевой вентиль

3, а затем вентиль 15. Полное выпрям35984 б ленное напряжение х.х. при отсутствии регулирования равно

Г6"(1 + 43) ! дно

U ° (1 +a)U

2и 2.

При равенстве напряжений анодной и катодной групп 1 = 2.,13U

Диаграммы выпрямленных напряжений и токов через вентили при углах регулирования, равных .нулю, приведе-. ны на фиг.3. При этом выпрямленное напряжение и коэффициент мощности равны максимальным величинам, нулевые-вентили 3 не проводят ток. На фиг, 3б, в приведены аналогичные диарамжы токов для случая о(к, равных соответственно 60 и 120 эл.град. и при 0(р = б. д = О. Видно, что нулевые вентили проводят ток продолжительностью соответственно 60 и 120,эл.град.

Когда требуемый диапазон регулирования напряжения составляет приблизительно 0,4 и выше и не требуется рекуперация, то управляемыми можно выполнять только вентили 12-17 катодной группы. В случае регулирования напряжения во всем диапазоне и рекуперации на противоЭДС инвертора до 503 номинального напряжения, управляемыми могут выполнять вентили

6-17 катодной и анодной групп. Выпрямитель должен иметь все вентили управляемыми, если требуется регулирование в полном диапазоне и рекуперация осуществляется на противоЭДС до 1003. Схема сохраняет свои свойства при изменении полярности всех вентилей. изобретения

1. Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий источник мощности, вторичные обмотки которого соединены по схеме прямой и обратной звезд, между нулевыми выводами которых включен однофазный уравнительный реактор, средним выводом . подключенный к объединенным анодам двух нулевых вентилей, катоды которых подключены к выводам двух фаз второго уравнительного реактора со средним выводом, образующим первый выходной вывод, второй выходной вывод образо" ван объединенными анодами анодных групп вентилей, содержащий по три вентиля, катоды которых подключены к выводам соответствующих вторичных об» моток, две катодные группы вентилей, 35984 г ° ага " 3

° °

° °

I е ч

7 17 содержащие также по три вентиля, катодами соединенные с выводами второго уравнительного реактора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыаения коэффициента мощности и снижения пульсаций выходного напряжения при более широком диапазоне регулирования, катоды анодных групп вентилей соединены пофазно с анодами катодных групп через дополнительные две трехфазные группы обмоток, каждая из обмоток включена согласно"последовательно с соответствующей вторичной обмоткой источника мощности, катоды катодных групп противофазных вентилей соединены попарно, к их общим точкам подключен уравнительный реактор, выполненный трехфазным, к каждому выводу которого подключены два нулевых вентиля и третий, вновь введенный,.анодом связанный с дру- гими нулевыми вентилями.

2. Преобразователь пп и. 1, о т5 л и ч а ю шийся тем, что все вентили выполнены управляемыми °

3. Преобразователь по п.l, о тл и ч а ю шийся тем, что управО ляемыми выполнены вентили катодной группы.

4. Преобразователь по п.l, о тлича ю шийся тем, что управ" ляемыми выполнены вентили анодной и катодной групп, 5. Преобразователь по п.l, о т " л и ч а ю шийся тем, что уравнительные реакторы выполнены из отдельных магнитно несвязанных реак" щ торов.

1735984

iver

Составитель й.Дьякова

Техред М.дидк Корректор А.Обручар

Редактор Н.Лазаренко

»»»»»»

Заказ 1823 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Иосква, 335, Раущскан наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарииа, 101