РЕВЕРСИВНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МОСТОВОЙ ТРЕХФАЗНЫЙ СИМИСТОРНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к регулируемым полупроводниковым преобразователям электродвигателя постоянного тока и может быть использована для плавного и реверсивного регулирования скорости электродвигателя.
Известен трехфазный полупроводниковый выпрямитель, содержащий шесть полупроводниковых коммутаторов, в качестве которых использованы шесть диодов. Первые выходы первого, второго и третьего полупроводниковых коммутаторов, то есть катоды первого, второго и третьего диодов, объединены и подключены к первому входу нагрузки. Вторые выходы первого, второго и третьего полупроводниковых коммутаторов, то есть аноды первого, второго и третьего диодов, подключены, соответственно, к первым выходам четвертого, пятого и шестого полупроводниковых коммутаторов, то есть к катодам четвертого, пятого и шестого диодов, и подсоединенны, соответственно, к фазам A, B, C переменного тока. Вторые выходы четвертого, пятого и шестого полупроводниковых коммутаторов, то есть аноды четвертого, пятого и шестого диодов, объединены и подключены ко второму входу нагрузки (Руденко B.C. Чиженко И.М. Сенько В.И. Основы преобразовательной техники / B.C. Руденко. И.М. Чиженко. В.И. Сенько. - М.: Высшая школа, 1980. - С. 49, рис. 3.1 д).
Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности регулирования скорости вращения электродвигателя и трудности обеспечения реверса, для чего необходимо наличие двух выпрямителей или дополнительное переключающее реверсивное устройство.
Наиболее близким к предлагаемой модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), обеспечивающим плавное регулирование скорости вращения электродвигателя постоянного тока, является трехфазный тиристорный выпрямитель, в качестве которых использованы шесть тиристоров. Первые выходы первого, второго и третьего полупроводниковых коммутаторов, то есть катоды первого, второго и третьего тиристоров, объединены и подключены к первому входу нагрузки. Вторые выходы первого, второго и третьего полупроводниковых коммутаторов, то есть аноды первого, второго и третьего тиристоров, подключены, соответственно, к первым выходам четвертого, пятого и шестого полупроводниковых коммутаторов, то есть к катодам четвертого, пятого и шестого тиристоров, подсоединенных, соответственно, к фазам A, B, C переменного тока. Вторые выходы четвертого, пятого и шестого полупроводниковых коммутаторов, то есть аноды четвертого, пятого и шестого тиристоров, объединены и подключены ко второму входу нагрузки (Руденко B.C. Чиженко И.М. Сенько В.И. Основы преобразовательной техники / B.C. Руденко. И.М. Чиженко. В.И. Сенько. - М.: Высшая школа, 1980. - С. 49, рис. 5.22).
Основным недостатком описанного трехфазного тиристорного выпрямителя является отсутствие возможности обеспечения реверса вследствие одностороннего выпрямления напряжения, для чего необходим комплект из двух выпрямителей при соответствующем увеличении габаритов, снижении надежности и повышении стоимости.
Предлагаемой полезной моделью решается задача обеспечения реверса от одного выпрямителя при небольших габаритах, высокой надежности и низкой стоимости.
Для решения поставленной задачи в реверсивном регулируемом полупроводниковом мостовом трехфазном симисторном выпрямителе, содержащем шесть полупроводниковых коммутаторов, причем первые выходы первого, второго и третьего полупроводниковых коммутаторов объединены и подключены к первому входу нагрузки, вторые выходы первого, второго и третьего полупроводниковых коммутаторов подключены, соответственно, к первым выходам четвертого, пятого и шестого полупроводниковых коммутаторов, подсоединенных, соответственно, к фазам A, B, C переменного тока, вторые выходы четвертого, пятого и шестого полупроводниковых коммутаторов объединены и подключены ко второму входу нагрузки, согласно полезной модели в качестве шести полупроводниковых коммутаторов использованы симисторы, имеющие двунаправленный пропуск тока по соответствующему управляющему сигналу.
Вследствие свойства симистора пропускать ток в обоих направлениях при поступлении соответствующего управляющего сигнала использован такой порядок включения симисторов, который позволяет получить на одном комплекте выпрямителя прямую и обратную полярность выпрямленного напряжения, что в свою очередь обеспечивает реверс при небольших габаритах, высокой надежности и низкой стоимости устройства.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена силовая модель реверсивного регулируемого полупроводникового мостового трехфазного симисторного выпрямителя, на фиг. 2 показана тактовая диаграмма работы реверсивного регулируемого полупроводникового мостового трехфазного симисторного выпрямителя в направлении вперед, а на фиг. 3 - тактовая диаграмма работы реверсивного регулируемого полупроводникового мостового трехфазного симисторного выпрямителя в направлении назад.
Кроме того, на чертеже дополнительно изображено следующее:
- + - плюс выпрямленного напряжения постоянного тока;
- - - минус выпрямленного напряжения постоянного тока;
- A, B, C - фазы переменного тока;
- VS1-VS6 - симисторы;
- Rh - сопротивление нагрузки;
- t1-t7 - моменты времени коммутации симисторов;
- Ud - выпрямленное напряжение;
- Uсет - трехфазное напряжение сети.
Реверсивный регулируемый полупроводниковый мостовой трехфазный симисторный выпрямитель содержит шесть полупроводниковых коммутаторов, соединенных по трехфазной мостовой схеме, подсоединенных к трехфазной сети переменного тока и на нагрузку.
В качестве полупроводниковых коммутаторов использованы шесть симисторов 1 (VS1), 2 (VS3), 3 (VS5), 4 (VS4), 5 (VS6), 6 (VS2), имеющие двунаправленный пропуск тока по соответствующему управляющему сигналу.
Первые выходы первого симистора 1 (VS1), второго симистора 2 (VS3), и третьего симистора 3 (VS5) объединены и подключены к первому входу 7 нагрузки 8. Вторые выходы первого симистора 1 (VS1), второго симистора 2 (VS3) и третьего симистора 3 (VS5) подключены, соответственно, к первым выходам четвертого симистора 4 (VS4), пятого симистора 5 (VS6), шестого симистора 6 (VS2), подсоединенных, соответственно, к фазам A, B, C переменного тока. Вторые выходы четвертого симистора 4 (VS4), пятого симистора 5 (VS6), шестого симистора 6 (VS2) объединены и подключены ко второму входу 9 нагрузки 8.
При выпрямлении напряжения вперед функционируют симисторы 5 (VS6), 1 (VS1), 6 (VS2), 2 (VS3), 4 (VS4), 3 (VS5). При этом плюс выпрямленного напряжения постоянного тока находится со стороны симисторов 1 (VS1), 2 (VS3), и 3 (VS5) и подключается к первому входу 7 нагрузки 8. Второй вход 9 нагрузки подключается к минусу выпрямленного напряжения постоянного тока вперед. При выпрямлении напряжения в обратном направлении, то есть назад, функционируют симисторы 2 (VS3), 4 (VS4), 3 (VS5), 5 (VS6), 1 (VS1), 6 (VS2); при этом плюс выпрямленного напряжения постоянного тока и положительное направление выпрямителя находится со стороны симисторов 4 (VS4), 5 (VS6), 6 (VS2) и подключается к входу 9 нагрузки 8, выход 7 нагрузки подключается к минусу выпрямленного напряжения постоянного тока (Фиг. 1).
Работа реверсивного регулируемого полупроводникового мостового трехфазного симисторного выпрямителя происходит следующим образом.
Работа реверсивного регулируемого полупроводникового мостового трехфазного симисторного выпрямителя в положительном направлении, то есть вперед, поясняется фигурой 2.
В момент времени t1 подается управляющий импульс на открывание симистора 1(VS1) и дежурный импульс на симистор 5 (VS6), и со стороны симисторов 1 (VS1), 2 (VS3), и 3 (VS5) (Фиг. 1) появляется плюс выпрямленного напряжения постоянного тока и минус выпрямленного напряжения постоянного тока со стороны симисторов 4 (VS4), 5 (VS6),6(VS2) (Фиг. 1).
В момент времени t2 подается управляющий импульс на симистор 6 (VS2) и дежурный импульс на симистор 1 (VS1), при этом симистор 5 (VS6) закрывается обратным напряжением, поступающим от открытого симмистора 6 (VS2).
В момент времени t3 подается управляющий импульс на симистор 2 (VS3) и дежурный импульс на симистор 6 (VS2), при этом симистор 1 (VS1) закрывается.
В момент времени t4 подается управляющий импульс на симистор 4 (VS4) и дежурный импульс на симистор 2 (VS3), при этом симистор 6 (VS2) закрывается.
В момент времени t5 подается управляющий импульс на симистор 3 (VS5) и дежурный импульс на симистор 4 (VS4), при этом симистор 2 (VS3) закрывается.
В момент времени t6 подается управляющий импульс на симистор 5 (VS6) и дежурный импульс на симистор 3 (VS5), при этом симисор 4 (VS4) закрывается.
В момент времени t7 аналогично времени tl подается управляющий импульс на симистор 1 (VS1) и дежурный импульс на симистор 5 (VS6), при этом симистор 3 (VS5) закрывается.
Далее процесс включения симисторов повторяется.
Работа реверсивного регулируемого полупроводникового мостового трехфазного симисторного выпрямителя в отрицательном направлении, то есть назад, поясняется фигурой 3.
В момент времени t1 подается управляющий импульс на открывание симистора 4 (VS4) и дежурный импульс на симистор 2 (VS3) при этом со стороны симисторов 4 (VS4), 5 (VS6), 6 (VS2) (Фиг. 1) появляется плюс выпрямленного напряжения постоянного тока и минус выпрямленного напряжения постоянного тока со стороны симисторов 1 (VS1), 2 (VS3),и 3 (VS5) (Фиг. 1).
В момент времени t2 подается управляющий импульс на симистор 3 (VS5) и дежурный импульс на симистор 4 (VS4), при этом симистор 2 (VS3) закрывается обратным напряжением поступающим от открытого симистора 3 (VS5).
В момент времени t3 подается управляющий импульс на симистор 5 (VS6) и дежурный импульс на симистор 3 (VS5), при этом симистор 4 (VS4) закрывается.
В момент времени t4 подается управляющий импульс на симистор 1 (VS1) и дежурный импульс на симистор 5 (VS6), при этом симистор 3 (VS5) закрывается.
В момент времени t5 подается управляющий импульс на симистор 6 (VS2) и дежурный импульс на симистор 1 (VS1), при этом симистор 5 (VS6) закрывается.
В момент времени t6 подается управляющий импульс на симистор 2 (VS3) и дежурный импульс на симистор 6 (VS2), при этом симистр 1 (VS1) закрывается.
В момент времени t7 аналогично времени tl подается управляющий импульс на симистор 4 (VS4) и дежурный импульс на симистор 2 (VS3), при этом симистр 6 (VS2) закрывается.
Далее процесс включения симисторов повторяется.
Таким образом, на основании изложенного можно сделать вывод о том, что предложенное устройство модель выдает выпрямленное напряжение прямой и обратной полярности вследствие способности симистора пропускать ток в обоих направлениях и имеет преимущества по сравнению с известными, при этом используется вышеприведенный порядок включения симисторов, который позволяет получить на одном комплекте выпрямителя прямую и обратную полярность выпрямленного напряжения, что в свою очередь уменьшает габариты, увеличивает надежность и повышает экономичность устройства.