SU1718334A1

SU1718334A1 - Asymmetric current rectifier

Info

Publication number: SU1718334A1
Application number: SU894775022A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Здрок
Original assignee: Московский вечерний металлургический институт
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1992-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнической промышленности и касаетс проблемы питани нагрузки асимметричным током от трехфазного выпр мител . Цель изобретени - повышение КПД и расширение функциональных возможностей выпр мител . Выпр митель содержит трехфазную мостовую схему. Анодна группа мостовой схемы выпр млени содержит два тиристора, во второе плечо катодной группы введен дополнительно тиристор встречно-параллельно диоду, а третье плечо выполнено на полностью управл емом тиристоре. Между выходной клеммой устройства, св занной с анодной группой выпр мител , и третьей фазой источника включен дополнительный разр дный тиристор. Устройство позвол ет получить широкий диапазон изменени отношени продолжительностей пр мого и обратного токов. 2 ил., 1 табл.The invention relates to the electrical industry and concerns the problem of supplying a load with an asymmetric current from a three-phase rectifier. The purpose of the invention is to increase the efficiency and enhance the functionality of the rectifier. The rectifier contains a three-phase bridge circuit. The anodic group of the rectifier bridge circuit contains two thyristors, an additional thyristor is inserted counter-parallel to the diode in the second arm of the cathode group, and the third arm is made on a fully controlled thyristor. An additional discharge thyristor is connected between the output terminal of the device connected to the anode rectifier group and the third phase of the source. The device allows to obtain a wide range of changes in the ratio of the durations of forward and reverse currents. 2 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относитс к электротехнической промышленности и касаетс проблемы питани нагрузки асимметричным током от трехфазного выпр мител , например асимметричный ток примен етс дл исследовани состава жидкостей, в гальванотехнике дл повышени качества металлических покрытий, дл интенсификации зар дки аккумул торных батарей и др.The invention relates to the electrical industry and concerns the problem of feeding a load with an asymmetric current from a three-phase rectifier, for example, the asymmetric current is used to study the composition of liquids, in electroplating to improve the quality of metallic coatings, to intensify the charging of batteries, etc.

Известен трехфазный выпр митель, в котором асимметричный ток в нагрузке обеспечивает шунтированием несмежных плеч анодной и катодной групп диодов электрическими емкост ми.A three-phase rectifier is known, in which the asymmetric current in the load provides for the shunting of non-adjacent arms of the anodic and cathodic groups of diodes by electric capacitances.

Однако известный выпр митель не позвол ет регулировать отношение продолжительностей пр мого и обратного токов, а также характеризуетс высокими массога- баритными показател ми из-за наличи However, the known rectifier does not allow to regulate the ratio of the duration of the forward and reverse currents, and also is characterized by high mass-size indicators due to the presence of

электрических емкостей, исключающими в р де случаев возможность применени устройства .electric tanks, excluding in some cases the possibility of using the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому выпр мителю асимметричного тока вл етс устройство дл зар дки аккумул торной батареи асимметричным током, содержащее трехфазную мостовую схему с одним тиристором в катодной группе и трем дополнительными тиристорами дл формировани разр дного импульса и периодического отключени катодной группы, причем один из них с регулирующим элементом включен встречно-параллельно первому диоду, другой подключен между аккумул торной батареей и фазой источника, а третий - на входе анодной группы, отключающий ее в момент подVJThe closest in technical essence to the proposed asymmetric current rectifier is an asymmetric current charging device for a battery, containing a three-phase bridge circuit with one thyristor in the cathode group and three additional thyristors for forming a discharge pulse and disconnecting the cathode group periodically, one of these, with a regulating element, is connected in parallel to the first diode, another is connected between the battery and the phase of the source, and the third is at the input of a one group that disables it when podVJ

ы ы s s

ачи аккумул тору отрицательной составл ющей тока.Achi battery negative current component.

Недостатком известного устройства вл етс наличие в провод щей цепи положительной составл ющей тока по- следовательно соединенных трех плеч выпр мител . Это обуславливает большое падение напр жени в токоведущей цепи, соизмеримое во многих случа х с напр жением нагрузки, что существенно снижает КПД устройства. Оно имеет ограниченные функциональные возможности и не вл етс достаточно эффективным.A disadvantage of the known device is the presence in the conductive circuit of a positive component of the current of the successively connected three arms of the rectifier. This causes a large voltage drop in the current carrying circuit, which is comparable in many cases with the load voltage, which significantly reduces the efficiency of the device. It has limited functionality and is not efficient enough.

Целью изобретени вл етс повышение КПД и расширение функциональных возможностей выпр мител :The aim of the invention is to increase the efficiency and enhance the functionality of the rectifier:

Анодна группа содержит два тиристора , во второе плечо катодной группы введен дополнительно тиристор встречно-параллельно диоду, а третье плечо выполнено на полностью управл емом тиристоре.The anodic group contains two thyristors, an additional thyristor is introduced counter-parallel to the diode in the second arm of the cathode group, and the third arm is made on a fully controlled thyristor.

На чертеже представлен предлагаемый выпр митель.The drawing shows the proposed rectifier.

Катодна группа выпр мител состоит из диодов 1 и 3 и тиристоров 11, З1, 5, а анодна группа -из тиристоров 2 и 4, диода б и шунтирующего тиристора б1. Тиристоры 11 и З1 включены встречно диодам 1 и 3 соответственно, в анодной группе диод 6 шунтирован встречно включенным тиристо- ромб1.The cathode rectifier group consists of diodes 1 and 3 and thyristors 11, S1, 5, and the anode group consists of thyristors 2 and 4, diode b and shunt thyristor b1. Thyristors 11 and 3 are connected in opposite to diodes 1 and 3, respectively; in the anode group, diode 6 is shunted in opposite direction to the connected thyristor1.

Выпр митель асимметричного тока работает следующим образом.The asymmetric current rectifier operates as follows.

При последовательности чередовани фаз А.В.С (фиг.2а), когда фазное напр же- ние 11ф превышает напр жение Ub и DC, в катодной группе выпр мител ток проводит диод 1 (фиг.2б)/а в анодной группе- поочередно тиристор 4 и диод 6 (фиг.2б). В случае превышени фазного напр жени U6 над напр жени ми Uc и Ua в катодной группе ток проводитс диодом 3, а в анодной группе - поочередно диодом б и тиристором 2. В этих интервалах работа выпр мител не отличаетс от работы обычной трехфазной схемы выпр млени Ларионова, тиристоры 1 и 3 закрытые, а тиристоры 2 и 4 должны быть открытыми.When the phase sequence of A.C.C. (Fig. 2a), when the phase voltage 11f exceeds the voltage Ub and DC, in the cathode group, the rectifier conducts diode 1 (Fig. 2b) / a in the anode group - alternately thyristor 4 and diode 6 (figb). If the phase voltage U6 exceeds the voltage Uc and Ua in the cathode group, the current is conducted by diode 3, and in the anode group alternately by diode b and thyristor 2. In these intervals, the rectifier's operation does not differ from the operation of the usual three-phase Larionov rectifier circuit , thyristors 1 and 3 are closed, and thyristors 2 and 4 must be open.

Импульс отрицательного тока в нагрузке создаетс в момент превышени фазного напр жени Uc над напр жени ми Ub и Ua. При этом в зависимости от продолжительностей проводимостей тиристоров 1, 3 и 6х при закрытых тиристорах 2 и 4 возможны различные соотношени между продолжи- тельност ми пр мого и обратного токов нагрузки . Действительно, если в момент значений фазных напр жений (wt в 270°) открыть тиристоры 6 и Г , то продолжительность отрицательного импульсаA negative current pulse in the load is created when the phase voltage Uc is exceeded over the voltage Ub and Ua. In this case, depending on the durations of the conductances of thyristors 1, 3, and 6x, with closed thyristors 2 and 4, different ratios between the durations of the forward and reverse load currents are possible. Indeed, if at the time of the values of the phase voltages (wt at 270 °) open thyristors 6 and G, then the duration of the negative pulse

составл ет 60° (фиг.2 б и в), при этом в случае открыти тиристоров 5 и 4 в момент соотношени фазных напр жений I Ut I is 60 ° (Figures 2b and c), while in the case of opening thyristors 5 and 4 at the time of the ratio of the phase voltages I Ut I

1Ua I ток в нагрузке положителен и, следовательно , отношение продолжительностей положительного и отрицательного токов составл ет 5. Это отношение может быть уменьшено, если в момент равенства напр жений Ua Ub открыть дополнительно тиристор 3 при закрытом тиристоре 4, отношение продолжительностей положительного и отрицательного токов составл ет1Ua I, the current in the load is positive and, therefore, the ratio of the durations of positive and negative currents is 5. This ratio can be reduced if, at the time when the voltages Ua Ub are equal, to open an additional thyristor 3 with closed thyristor 4, the ratio of the durations of positive and negative currents em

2(фиг.2б). Состо ни тиристоров и диодов дл последнего режима работы выпр мител в пределах периода напр жени трехфазного источника питани приведены в таблице.2 (fig.2b). The states of the thyristors and diodes for the last operating mode of the rectifier within the period of the voltage of the three-phase power source are given in the table.

В практике часто пользуютс более высокими отношени ми продолжительностей пр мого тока к обратному. Это достигаетс открытием тиристоров 6 и 1 в диапазоне напр жений Uc lUal (300° at 330°) при закрытых других тиристорах. Дл повышени отношени продолжительностей пр мого тока к обратному следует открыть полностью управл емый (триодный запираемый ) тиристор 5 до открыти тиристора б1. Например, при открытии тиристоров 11, 4 и 6 в момент О) t 315° они закрываютс при 330° и продолжительность отрицательного импульса тока составл ет 15°,-а отношение продолжительностей пр мого тока к обратному равно 21.In practice, higher ratios of direct current to reverse are often used. This is achieved by opening thyristors 6 and 1 in the voltage range Uc lUal (300 ° at 330 °) with other thyristors closed. To increase the ratio of the duration of the direct current to the reverse one, the fully controlled (triode lockable) thyristor 5 should be opened before opening the thyristor b1. For example, when opening thyristors 11, 4 and 6 at the time O) t 315 °, they close at 330 ° and the duration of the negative current pulse is 15 °, and the ratio of the duration of the direct current to the reverse is 21.

Можно измен ть частоту следовани отрицательных импульсов тока с помощью тиристора б1 кратно значени м частоты напр жени питающей сети в сторону уменьшени , а в сторону увеличени - с помощью полностью управл емого тиристора 5. Первое осуществл етс открытием тиристора б1 не в каждом периоде напр жени источника, второе - включением запираемого тиристора необходимое количество раз в интервале, когда напр жение Uc превышает напр жени Ub и Ua.It is possible to change the frequency of the following negative current pulses with the help of a thyristor b1, multiply the values of the frequency of the supply voltage in the direction of decreasing, and upwards with a fully controlled thyristor 5. The first is performed by opening the thyristor b1 not in each period of the source voltage the second is the inclusion of a lockable thyristor the necessary number of times in the interval when the voltage Uc exceeds the voltage Ub and Ua.

Конкретные соотношени между пр мым и обратным токами нагрузки, а также частота следовани отрицательных импульсов , определ ютс алгоритмом работы устройства , задаваемым блоком управлени .The specific ratios between the forward and reverse currents of the load, as well as the frequency of following negative pulses, are determined by the device operation algorithm defined by the control unit.

Выпр митель позвол ет получить широкий комплекс режимов работы нагрузки, что обеспечивает ему широкие функцио- нальные возможности в применени х в гальванотехнике, при зар дке аккумул торов реверсивным током и в других случа х .A rectifier allows to obtain a wide range of load operation modes, which provides it with wide functional capabilities in applications in electroplating, when charging batteries with reverse current and in other cases.

Предлагаемое устройство дает возможность по сравнению с базовыми (ВАКР, ТЕР,The proposed device provides an opportunity compared with the base (WACR, TER,

ТВП, ТСП и др) уменьшить габариты примерно на 25% и массу на 20%. а также повысить эффективность использовани энергии источника путем рекуперации ее в сеть и снижени тепловых потерь.TVP, TSP and others) reduce the size by about 25% and weight by 20%. and also increase the efficiency of using the energy of the source by recovering it into the network and reducing heat losses.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и Выпр митель асимметричного тока, содержащий две выходные клеммы, трехфазную мостовую схему с одним управл емым вентилем в катодной группе, соединенной с первой выходной клеммой и двум дополнительными тиристорами дл формировани разр дного импульса, причем один из них включен встречно-параллельно первому диоду катодной группы выпр мител ,Ph o rm a lum o n a n a Asymmetric current rectifier containing two output terminals, a three-phase bridge circuit with one controllable valve in the cathode group connected to the first output terminal and two additional thyristors to form one of them is switched on in antiparallel to the first diode of the cathode group of the rectifier,

00

5five

другой подключен катодом к второй выходной клемме, а анодом - к третьей фазе источника питани , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД и расширени функциональных возможностей выпр мител /перва и втора фазы анодной группы содержат тиристоры, во второе плечо катодной группы дополнительно введен тиристор , включенный встречно-параллельно второму диоду этой группы, а в качестве управл емого вентил катодной группы использован полностью управл емый тиристор , причем обща точка другого разр дного тиристора и первой выходной клеммы подключена к общей точке анодной группы выпр мител .the other is connected by the cathode to the second output terminal, and by the anode to the third phase of the power source, characterized in that, in order to increase the efficiency and enhance the functionality of the rectifier / first and second phases of the anodic group, the thyristors are added to the second arm of the cathode group connected in parallel to the second diode of this group, and a fully controlled thyristor is used as a controlled valve of the cathode group, with the common point of another discharge thyristor and the first output terminal s is connected to the common point of the anode group rectifier.

Фиг.11

ОABOUT

J J

4 Т 8 4 T 8

tattat

UaUa

.tpu&Z.tpu & Z

Claims

Claim

An asymmetric current rectifier containing two output terminals, a three-phase bridge circuit with one controlled valve in the cathode group connected to the first output terminal and two additional thyristors for generating a discharge pulse, one of which is connected counter-parallel to the first diode of the rectifier cathode group, the other is connected cathode to the second output terminal, and the anode to the third phase of the power source, characterized in that, in order to increase the efficiency and expand the functionality of the rectifier, the first and second phases of the anode group contain thyristors, a thyristor is added to the second arm of the cathode group, which is connected counter-parallel to the second diode of this group, and a fully controlled thyristor is used as a controlled valve of the cathode group, and the common point of the other discharge thyristor and the first output terminal is connected to the common point of the anode group of the rectifier.

Intervals of the source voltage period, deg. Current Conducting Numbers Load current polarity Open thyristor numbers Closed Thyristor Numbers 0-30 ' 6 ‘and 3‘ Feedback 6 * and 3 ‘ 1 ‘, 4i5 30-90 1 and 4 4 1 ', 3 ‘, 5i6‘ 90-150 1 and 6 *1___ - G, 3 ’, 5.6‘, 2 and 4 150-210 ' 3 ib n - G. 3 ‘. 5.6 ', 2 and 4 210-270 ’ 3 and 2 m_ 2 thirteen'. 5.6 ', 4 270-330 6‘and1 ‘ 1"___ 6 ' 3 ‘, 5 and 4. 330-390 6 ‘and 3‘ 6 ‘and 3 * 1 ‘, 4 and 5

Figure 1