SU1069098A1

SU1069098A1 - Polyphase i.c. voltage/d.c.converter

Info

Publication number: SU1069098A1
Application number: SU823516431A
Authority: SU
Inventors: Олег Георгиевич Булатов; Александр Алексеевич Воронин; Валерий Дмитриевич Поляков; Анатолий Иванович Царенко
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1984-01-23

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МНОГО-. ФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК, содержащий многофазный выпр мительный мост, анод-на вентильна группа которого образует первый выходной вывод, а к1атодна вентильна группа выполнена в виде двух управл емых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды которых объединены, образу второй выходной вывод, отлич ающийс тем, что, с целью улучшени энергетических и массогабаритных показателей, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной i группе многофазного выпр мительного моста, а друга - к разным обкладкам ел дозирующего конденсатора через соответствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров.1. MULTI-CONVERTER. PHASE AC VOLTAGE TO CURRENT CURRENT containing a multiphase rectifying bridge, the anode-to-valve group of which forms the first output pin, and the one-way valve group is made in the form of two controlled valve groups whose outputs are connected to different plates of the metering capacitor and to the corresponding two anodes of the two main thyristors, the cathodes of which are combined, form a second output pin, characterized by the fact that, in order to improve the energy and weight and size parameters, an additional the first capacitor, one plate of which is connected to the anode gate group i multiphase bridge rectifying unit and the other - to the different plates of the metering ate capacitor through the respective pairs of input vstrechnoparallelno connected thyristors.

Description

0 со0 with

соwith

0000

2. Преобразователь по п. 1, отличающий с тем, что, с целью увеличени мощности, передаваемой в нагрузку, параллельно каждому2. The converter according to claim 1, characterized in that, in order to increase the power transmitted to the load, parallel to each

указанному основному тиристору подключен по меньшей мере один дополнительный тиристор, поочередно с основным провод щий ток. .At least one additional thyristor, alternating with the main conducting current, is connected to the indicated main thyristor. .

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к высокочастот ным тиристорным преобразовател м, и может использоватьс в электротехнрлогик , в системах электропитаНИН термических установок дл получени диффузионных слоев, например, установок дл ионного азотировани . Известен преобразователь многофазного переменного напр жени в посто нный ток, позвол ющий работат на нагрузку с широким диапазоном изменени , вплоть до короткого замы кани , содержащий выпр мительный мо питаемый от многофазной сети, катод 1на вентильна группа которого выполнена в виде двух управл емых вентильных групп, выходы которых подключены к обкладкам дозирующего конденсатора и к анодам двух тирист ров, катоды которых объединены l . Недостатком такого преобразовате л вл етс наличие значительных пе ренапр жений на элементах, возникаю щих при импульсном потреблении тока конденсатором. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс пре образователь с емкостным компенсиру щим устройством на входе, содержащи также многофазный выпр мительный мост, анодна вентильна группа которого образует первый выходной вывод, с1 катодна вентильна группа выполнена в виде двух управл емых вентильных групп, выходы которых по ключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к соответствующим анодам двух тиристоров, катоды которых объединены, образу второй выходной вывод 2j . Однако ограничение напр жени на элементах осуществл етс с погжмцью конденсаторов, включенных между фазами питающей сети. Подключение такого входного компенсирующего устройства приводит к по влению дополнительного реактивного тока, нагружающего питающий трансформатор , либо питающую линию и ухудшающего энергетические и массогабаритные показатели преобразовател . Целью изобретени вл етс улучшение энергетических и массогабаритных показателей путем ограничени значени напр жени на элементах и исключени емкостного компенсирующего устройства на входе . Эта цель достигаетс тем, что в преобразователь многофазного переменного напр жени в посто нный ток, содержащий многофазный выпр мительный мост, анодна вентильна группа которого образует первый выходной вывод, а катодна вентильна Группа выполнена в виде двух управл емых вентильных групп, выходы которых подключены к разным обкладкам дозирующего конденсатора и к . соответствующим анодам двух основных тиристоров, катоды которых соединены , образу второй выходной вывод, введен дополнительный конденсатор, одна обкладка которого подключена к анодной вентильной группе многофазного выпр мительного моста, а друга - к разным обкладкам дозирующего конденсатора через соответствующие пары введенных встречнопараллельно включенных тиристоров. С целью увеличени мощности передаваемой в нагрузку, параллельно каждому указанному основному тиристору подключен по меньшей мере один дополнительный тиристор, поочередно с основным провод щий ток. На фиг. 1 представлена принципиальна электрическа схема трехфазного преобразовател ; на фиг. 2 временные диаграммы (а - напр же ни на дозирующем конденсаторе, S напр жени на дополнительном конденсаторе , в - к - интервалов проводимости тиристоров преобразовател дл случа , когда линейное напр жение и Д(. превышает остальные линейные напр жени ) . Преобразователь (фиг. 1) содержит многофазный выпр мительный мост с анодной группой вентилей 1-3, образуюгдих первый выходной вывод, катодную группу, выполненную в виде двух управл емых групп на вентил х 4-6 и 7-9. Выход группы вентилей 4-6 подключен к одной обкладке дозирующего конденсатора 10 и к аноду основного тиристора 11, выход группы вентилей 7-9 подключен к другой обкладке конденсатора 10 и к аноду основного тиристора 12. Катоды ти1Жсторон 11 и 12 объединены, образу второй выходной вывод. Введенный дополнительный конденсатор 13 одной обкладкой подключен к анодной группе вентилей 1-3, а другой - через пары введенных встречно-параллельно включенных тиристоров 14-17 - к разным обкладкам дозирующего конденсатора 10, Нагрузка 18 подключена к первому и второму выходным выводам.The invention relates to electrical engineering, in particular, to high-frequency thyristor converters, and can be used in electrical engineering, in electric-NIR systems of thermal installations for obtaining diffusion layers, for example, ion nitriding installations. A multi-phase alternating voltage-to-current converter is known that allows a load to operate with a wide range of variation, up to a short circuit, containing a rectifying power supply from a multiphase network, the cathode 1 of the valve group of which is designed as two controlled valve groups, the outputs of which are connected to the plates of the metering capacitor and to the anodes of two thyristors, the cathodes of which are combined l. The disadvantage of such a converter is the presence of significant overvoltages on the elements arising from the pulsed current consumption by the capacitor. The closest in technical essence to the invention is a converter with a capacitive compensating device at the inlet, also containing a multiphase rectifying bridge, the anode valve group of which forms the first output terminal, c1 cathode valve group is made in the form of two controllable valve groups, the outlets of which connected to different plates of the metering capacitor and to the corresponding anodes of the two thyristors, whose cathodes are combined, forming the second output pin 2j. However, the voltage on the cells is limited with a PM of capacitors connected between the phases of the supply network. The connection of such an input compensating device leads to the appearance of an additional reactive current, which loads the supply transformer, or the supply line and degrades the power and mass-dimensional parameters of the converter. The aim of the invention is to improve the energy and weight and size parameters by limiting the value of the voltage on the elements and eliminating the capacitive compensation device at the input. This goal is achieved in that a multiphase alternating voltage to direct current converter contains a multiphase rectifying bridge, the anode valve group of which forms the first output terminal, and the cathode valve group is designed as two controllable valve groups whose outputs are connected to different the plates of the metering capacitor and k. the corresponding anodes of the two main thyristors, whose cathodes are connected, forming the second output, introduced an additional capacitor, one plate of which is connected to the anode valve group of the multiphase rectifying bridge, and the other to the different plates of the metering capacitor through the corresponding pairs of inverse-connected thyristors. In order to increase the power transmitted to the load, at least one additional thyristor is connected in parallel with each specified main thyristor, alternating with the main conducting current. FIG. 1 shows a circuit diagram of a three-phase converter; in fig. 2 time diagrams (a - voltage on the metering capacitor, S voltage on additional capacitor, C - to - conductivity intervals of the thyristors of the converter for the case when the linear voltage and D (. Exceeds the other linear voltages). The converter (Fig. 1) contains a multiphase rectifying bridge with anode valve group 1-3, forming the first output terminal, the cathode group made as two controllable groups on valves 4-6 and 7-9. The output of valve group 4-6 is connected to one facing the metering capacitor and 10 and to the anode of the main thyristor 11, the output of a group of valves 7–9 is connected to another plate of the capacitor 10 and to the anode of the main thyristor 12. The cathodes of type 11 and 12 are combined to form a second output pin. The added additional capacitor 13 is connected to the anode group by one plate valves 1-3, and the other through pairs of injected anti-parallel thyristors 14-17 - to different plates of the metering capacitor 10, Load 18 is connected to the first and second output pins.

Преобразователь многофазного переменного напр жени в посто нный то работает следующим образом.The multiphase variable-to-constant voltage converter operates as follows.

В исходном состо нии конденсатор 10 зар жен до начального напр жени с пол рностью, указанной (фиг. 1) в скобках, а конденсатор 13 зар жен с указанной пол рностью до линейного напр жени питающей сети.In the initial state, the capacitor 10 is charged to the initial voltage with the polarity indicated (Fig. 1) in brackets, and the capacitor 13 is charged with the indicated polarity to the linear voltage of the supply network.

В начальный момент времени отпираетс вентиль 6, тиристоры 12 и 15 Конденсатор 10 перезар жаетс по двух контурам: вентиль 6 - конденсатор 10 - тиристор 12 - нагрузка 18 - вентиль 1 и тиристор 15 - кондсатор 10 - тиристор 12 - нагрузка 18 - конденсатор 13. К моменту времени in напр жение на дозирующем конденсаторе 10 достигает значени линейного напр жени Цд. с пол рностью , указанной без скобок (фиг.1 За счет энергии, накопленной к индуктивност х фаз питающей сети, конденсатор 10 дозар жаетс до напр жени , превышающего значение линейного напр жени сети. При этом, начина с момента времени i ,. ти .ристор 15 попадает под обратное напр жение и выключаетс . На интервале Ч, t2 дозар д конденсатора 10 происходит по контуру вентиль 6 - конденсатор 10 - тиристор 12 нагрузка 18 - вентиль 1. По достижеНИИ напр жением на конденсаторе 10 заданного значени U«JCT , в момент Времени tj выключаетс тиристор 14 и энерги , запасенна в индуктив- ;НОст х фаз питающей сети, сбрасываес в конденсатор 13 по контуру вентиль б - тиристор 14 - конденсатор 13 - вентиль 1. При этом напр жение на элементах преобразовате л ограничиваетс на заданном уровн По окончании дозар да конденсаторов 10 и 13 вентиль 6 и тиристоры 12 .и 14 выключаютс .At the initial moment of time, valve 6 is opened, thyristors 12 and 15 Condenser 10 is recharged in two circuits: valve 6 - capacitor 10 - thyristor 12 - load 18 - valve 1 and thyristor 15 - condenser 10 - thyristor 12 - load 18 - capacitor 13. By the time in in, the voltage across the metering capacitor 10 reaches the value of the linear voltage DC. with the polarity indicated without brackets (Fig. 1) Due to the energy accumulated to the inductances of the phases of the supply network, the capacitor 10 is charged to a voltage higher than the value of the linear voltage of the network. At the same time, starting from time i ,. resistor 15 goes under reverse voltage and turns off. In the interval H, t2 the dispensing of capacitor 10 occurs along the circuit of valve 6 — capacitor 10 — thyristor 12, load 18 — valve 1. When the voltage on the capacitor 10 reaches the specified value U “JCT, Time tj turns off thyristor 14 and energy, stored in the inductive-; HOF of the supply mains voltage, discharged into the capacitor 13 along the circuit b - thyristor 14 - capacitor 13 - valve 1. At the same time, the voltage on the converter elements is limited at a predetermined level. At the end of the charge of the capacitors 10 and 13 the valve 6 and the thyristors 12. And 14 are turned off.

В момент времени t подаютс управл ющие импульсы на вентиль 9,At time t, control pulses are applied to valve 9,

тиристоры 11 и 17. Конденсатор 10 перезар жаетс по контурам: вентиль 9 - конденсатор 10 - тиристор 11 нагрузка 18 - вентиль 1 и тиристор 17 - конденсатор 10 - тиристор 11 нагрузка 18 - конденсатор 13. При этом энерги , сообщенна на предыдущем такте работы преобразовател конденсатору 13, перелаетс в нагрузку 18. В момент t тиристор 17 попадает под обратнбе напр жение и выключаетс . По достижении напр жением на конденсаторе 10 значени U ycf , в момент tj включаетс тиристор 16 и происходит сброс запасенной в индуктивност х энергии в конденсатор 13. Ток зар да конденсаторов 10 и 13 уменьшаетс до нул , вентиль 9 и тиристоры 11 и 16 выключаютс . Далее процессы в преобразователе повтор ютс .thyristors 11 and 17. Condenser 10 recharges along the circuits: valve 9 - capacitor 10 - thyristor 11 load 18 - valve 1 and thyristor 17 - capacitor 10 - thyristor 11 load 18 - capacitor 13. At the same time, the energy reported during the previous cycle of the converter the capacitor 13 is transferred to the load 18. At the time t, the thyristor 17 falls under reverse voltage and turns off. When the voltage on the capacitor 10 reaches Ucf, at time tj the thyristor 16 is turned on and the energy stored in the inductances of the capacitor 13 is reset. The charge current of the capacitors 10 and 13 decreases to zero, the valve 9 and the thyristors 11 and 16 are turned off. Further, the processes in the converter are repeated.

При увеличении частоты модул ции преобразовател , амплитуда напр жени на дозирующем конденсаторе уменьшаетс . В этом случае управл ющие импульсы на тиристоры 14 и 16 не подаютс , а коммутаци тиристоров 15 и 17 происходит следующим образом. Если к моменту окончани перезар да конденсатора 10 проводит тиристор 15, то, при включении тиристора 17-. тиристор 15 попадает под обратное напр жение и выключаетс . IAs the modulation frequency of the converter increases, the voltage amplitude across the metering capacitor decreases. In this case, the control pulses are not applied to the thyristors 14 and 16, and the switching of the thyristors 15 and 17 is as follows. If by the end of the recharge of the capacitor 10 the thyristor 15 is conducting, then when the thyristor is turned on 17. thyristor 15 falls under reverse voltage and turns off. I

Возможно выполнение преобразовател с увеличенной передаваемой (В нагрузку мощностью. Дл этого необходимо параллельно основным тиристорам 11 и 12 установить дополнительные тиристоры. Количество этих дополнительных тиристоров определ етс передаваемой мощностью. При этом происходит поочередна работа основных и дополнительных тиристоров .It is possible to execute a converter with an increased transmitted power. In order to do this, it is necessary to install additional thyristors parallel to the main thyristors 11 and 12. The number of these additional thyristors is determined by the transmitted power. In this case, the main and additional thyristors work alternately.

Таким образом, устройство позвол ет улучшить энергетические и массогабаритные характеристики преобразовател . Последнее объ сн етс тем, что в этом случае дополнительный конденсатор включен на стороне выпр мленного тока. При этом отсутствует дополнительный реактивные токи, нагружающие питающий транформатор , и вс энерги , преобразуема в устройстве, передаетс в нагрузку .Thus, the device allows to improve the power and weight and size characteristics of the converter. The latter is explained by the fact that in this case an additional capacitor is connected on the side of the rectified current. In this case, there is no additional reactive currents that load the supply transformer, and all the energy that is converted in the device is transferred to the load.

Claims

1. CONVERTER MANY-. DC AC VOLTAGE TO A DC, containing a multiphase rectifier bridge, the anode valve group of which forms the first output terminal, and the cathode valve group is made in the form of two controlled valve groups, the outputs of which are connected to different plates of the metering capacitor and to the corresponding anodes of two main thyristors, the cathodes of which are combined to form a second output terminal, characterized in that, in order to improve energy and weight and size indicators, an additional con a capacitor, one plate of which is connected to the anode valve group of the multiphase rectifier Jg bridge, and the other to different plates of the metering capacitor through “corresponding pairs of introduced thyristors connected in parallel.

2. The converter according to π. 1, characterized in that, in order to increase the power transmitted to the load, at least one additional thyristor is connected in parallel with each main thyristor, alternating with the main conducting current. .