Трифазний тиристорний випрямляч з дискретно змінними параметрами

Трифазний тиристорний випрямляч, що містить базовий випрямляч, до складу якого входять катодна та анодна групи тиристорів, спільні точки яких мають виводи для підмикання навантаження, точка протилежно з'єднаних тиристорів кожної фази випрямляча приєднана через окремий конденсатор до 3-фазної мережі змінного струму, який відрізняється тим, що паралельно випрямлячу як з боку вхідної змінної напруги, так і з боку випрямленої напруги підімкнено n 1 додаткових шестипульсових випрямлячів, причому кожний з 3 як з боку вхідної змінної напруги так і з боку випрямленої напруги підімкнено n-1 додаткових шестипульсових випрямлячів, причому кожний з випрямлячів є тиристорним мостом, кожна точка протилежно з'єднаних тиристорів кожного з мостів приєднана через окремий конденсатор до відповідної фази трифазної мережі змінного струму, а величини ємностей конденсаторів мостів утворюють геометричну прогресію з множником рівним 1 , загальна кількість мостів визначається точніс2 тю регулювання вихідної величини перетворювача у відповідності з виразом: a amin n log2 max a де amax та amin - максимальна та мінімальна вихідна величина, a - задана точність її регулювання, причому, величина n - округляється в сторону найближчого більшого цілого числа. На фіг. приведена схема запропонованого випрямляча з дискретно змінними параметрами. Базовий випрямляч складається з тиристорів 1÷6. Ці тиристори з'єднані попарно в три групи. В кожній парі тиристори між собою з'єднуються протилежними полюсами в одній точці. Спільна точка пари тиристорів 1, 2 приєднана через конденсатор 7 до першої фази 22 електричної 3-ифазної мережі змінної напруги. Спільна точка пари тиристорів 3, 4 приєднана через конденсатор 8 до другої фази 23 електричної мережі змінної напруги. Спільна точка пари тиристорів 5, 6 приєднана через конденсатор 9 до третьої фази 24 електричної мережі змінної напруги. Катоди тиристорів 1, 3, 5, (катодна група тиристорів моста) з'єднані між собою в спільній точці 10. Аноди тиристорів 2, 4, 6 (анодна група) з'єднані в спільній точці 11. Ємності фаз конденсаторної батареї базового випрямляча однакові. До складу запропонованого випрямляча входить n аналогічних випрямлячів. Останній (n-й) випрямляч складається з тиристорів 12÷17. Ці тиристори з'єднані попарно в три групи. В кожній парі тиристори з'єднуються протилежними полюсами. Спільна точка пари тиристорів 12, 13 приєднана через конденсатор 18 до першої фази 22 електричної 3-ифазної мережі змінної напруги. Спільна точка пари тиристорів 14, 15 приєднана через конденсатор 19 до другої фази 23 електричної мережі змінної напруги. Спільна точка пари тиристорів 16, 17 приєднана через конденсатор 20 до третьої фази 24 електричної мережі змінної напруги. Катоди тиристорів 13, 15, 17 (катодна група тиристорів моста) з'єднані з точкою 10. Аноди тиристорів 12, 14, 16 (анодна група) з'єднані з точкою 11. Ємності фаз конденсаторної батареї n-го випрямляча однакові, але менші по величині від ємності базового випрямляча в 2n-1. Загальна ємність конденсаторної батареї в запропонованому випрямлячу, має таку ж величину як і в прототипі. Виходи всіх n випрямлячів з'єднані відповідно між собою паралельно. Між точками 10 та 11 підімкнено навантаження 21 випрямляча. Запропонований випрямляч функціонує наступним чином. При максимальній величині наванта 55750 4 ження 21 тиристори 1-6, та 12-17 випрямлячів знаходяться у відкритому стані в прямому напрямку. Завдяки цьому конденсатори 7 та 18 першої фази випрямляча з'єднані між собою паралельно і приєднані до першої фази 22 змінної напруги мережі. Конденсатори 8 та 19 другої фази випрямляча також між собою з'єднані паралельно і приєднані до другої фази 23 мережі змінної напруги. Конденсатори 9 та 20 третьої фази випрямляча також з'єднані між собою паралельно та приєднані до третьої фази 24 мережі змінної напруги. Ємність кожної фази випрямляча, що обтікається струмом, є максимальною, рівною сумі ємностей усіх конденсаторів фази випрямляча. При цьому, опір кожної фази конденсаторної батареї - мінімальний. Вихідна величина (напруга, струм) випрямляча є максимальною. Припустимо, що необхідно зменшити вихідну величину. Для цього з допомогою системи керування відмикають відповідну частину випрямлячів. Ця частина випрямлячів не буде пропускати електричний, тому їх конденсатори не обтікаються струмом. В результаті змінюється величина еквівалентної ємності конденсаторів, по яким протікає електричний струм. Величина еквівалентної ємності зменшується, тобто змінюються еквівалентні параметри конденсаторної батареї, тому опір конденсаторів, що обтікаються струмом кожної фази збільшується, що приводить до збільшення напруги на конденсаторах та зменшення вихідної величини випрямляча. За рахунок зміни параметрів конденсаторної батареї, можна здійснювати стабілізацію вихідної величини - напруги, або струму навантаження. При цьому, генерується ємнісна потужність в електричну мережу при будьякому режимі роботи випрямляча, чого неможливо досягти за допомогою аналогу. Максимальну ефективність використання переваг запропонованого випрямляча можна отримати при умові, якщо величини ємностей конденсаторів мостів випрямляча, утворюють геометричну прогресію. Наприклад, якщо ємність конденсаторної батареї першого (базового) випрямляча (фіг.), є рівною С1, то ємність конденсаторної батареї наступного випрямляча рівна C 1 , 2 а ємність конденсаторної батареї n-го випрямляча має величину C 1 . Таким чином, величини 2n 1 ємностей конденсаторів батарей окремих випрямлячів утворюють геометричну прогресію, знаменник якої рівний 1 . 2 Кількість мостів, що входять до складу запропонованого випрямляча, визначається точністю та діапазоном регулювання вихідної величини. При виборі кількості мостів, необхідно виходити з граничних значень максимальної amax та мінімальної аmin величин, а також заданої точності регулювання вихідної величини a. При цьому, величина діапазону регулювання вихідної величини Da буде визначатися різницею величин між максимальним та мінімальним значеннями, тобто Da=аmaх-аmin. Кількість ступіньок N регулювання вихідної величини визначається відношенням діапазону Da до величини одної ступіньки a, тобто: 5 55750 Da a По величині N визначається кількість випрямлячів n, що входять до складу запропонованого пристрою: N=log2N N Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 Наприклад, якщо N=200, то n=log2 200=7,666 Величину n необхідно округляти в сторону найближчого більшого цілого числа, тобто в розглядаємому прикладі n=8. При цій величині n, точність регулювання збільшується, так як число ступіньок N регулювання буде складати 256. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601