Преобразователь переменного тока в постоянный

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий силовой тиристорный мост, вспомогательный диодный мост, буферный конденсатор , подключенный к выводам постоянного тока диодного моста, два тиристорных ключа с принудительной коммутацией, включенныхмеящу однсй1менными выводами постоянного тока силового и вспомогательного мостов, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик, в преобразователь введены два тиристора, включенных встречно-параллельно диодам катодной группы вспомогательного моста. (Л

IXNQ3 QQ1kTCHl4X

ООО либо

РЕСПУБЛИК (Я) Н 0.2 М 7 155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIHV СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3381907/24-07 (22) 18.01.82 (46) 15.06.83. Бюл. 9 22 (72) B.Н. Мишин и В.В. Леонов . (71) Научно-исследовательский инсти, ту т ав то мати ни и зле кт ромехани ки при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.6(088.8) (56) 1. Патент ФРГ 9 2651161, кл. Н 02 P 13/24, 1978.

2. Патент Франции Ю 2351534, кл. Н 02 P .13/24, 1978.

3. Магазинник Л.Т., Магазинник Г.Г.

Сравнительный анализ влияния однофазных вентйльных преобразователей на питающую сеть при естественной и ком- . бинированной коммутации.,и оценка эф,фективности коммутирующих устройств.—

Э.П. Преобразовательная техника, 1975, Р 8, с. 16-19.

„„SU„„1023588. A (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ, содержащий силовой тиристорный мост, вспомогательный диодный мост, буферный конденсатор, подключенный к выводам постоянного тока диодного моста, два тиристорных ключа с принудительной коммутацией, включенных между однбименными выводами постоянного тока силового и вспомогательного мостов, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик, в преобразователь введены два тиристора, включенных встречно-параллельно диодам катодной группы вспомогательного моста.

1023588

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока и в качестве вторичных источников питания.

Известны однофаэные преобразователи переменного тока в постоянный, в которых с целью улучшения энергетических характеристик преобразователей, используются устройства принудительной коммутации (1J .

Однако принудительное прерывание переменного тока в таких преобразо вателях ведет к появлению перенапряжений и требует ограничения их либо за счет увеличения емкости коммути- 15 рующего конденсатора, либо применением дополнительных устройств, что приводит к ухудшению массо-габаритных характеристик преобразователей.

Известны также однофазные прербразователи переменного тока в постоянный, в которых для ограничения коммутационных перенапряжений используется буферный конденсатор, работающий в режиме частичного

25 разряда — з аряда (21 .

Однако и в этих преобразователях устройства принудительной коммутации значительно ухудшают массогабаритные характеристики преобразователя в целом.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, содержащий силовой тиристорный мост, диодный мост, буферный конденсатор, подключенный к выводам постоянного 35 тока диодного моста, два тиристорных ключа с принудительной коммутацией, включенных между одноименными выводами постоянного тока силового и вспомогательного мостов (3) .

Недостатком известного преобразователя являются плохие массо-габаритные характеристики .

Цель изобретения — улучшение массо-габаритных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий силовой тиристорный мост, вспомогательный диодный мост, буферный конденсатор,подключенный к выводам постоянного тока диодного моста, два тиристорных ключа с принудительной коммутацией, включенных между одноименными выводами постоянного тока силового и вспомогательного мостов, введены 5з два тиристора, включенных встречнопараллельно диодам катодной группы вспомогательного моста.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на 60 фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь переменного то ка в постоянный содержит силовой мост на тиристорах 1-4, подключенный выводами переменного тока к однофаэной сети переменного тока, а выводами постоянного тока — к нагрузке 5; вспомогательный мост на диодах 6-9, к выходам постоянного тока которого подключен буферный конденсатор 10, а выводы переменного тока подключены к однофазной сети переменного тока; тиристоры 11 и 12, включенные встречно-параллельно диодам 6 и 8 вспомогательного диодного моста 6-9; тиристоры 13 и 14., включенные между одноименными выводами постоянного така силового и вспомогательного мостов с устройствами принудительной коммутации, состоящими иэ тиристоров

15 И 16, диодов 17-20, коммутирующих конденсаторов 21 и 22, коммутирующих дросселей 23 и 24.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 25 - ток и напряжение буферного конденсатора 10; 26 — ток и напряжение конденсатора 21; 27 ток и напряжение конденсатора 22;

28 — ток тиристора 1; 29 — ток диода 6; 30 — ток тиристора 3; 31 - ток тиристора 4; 32 - ток диода 9; 33 ток тиристора.2; 34 - ток сети.

Устройство работает следующим образом.

Пусть тиристоры 1 и 4 проводят ток, а конденсаторы 21, 10 и 22 заряжены до напряжения большего, чем амплитуда напряжения питающей сети. На фиг. 1 первоначальная полярность конденсаторов 21 и 22 показана знаками плюс и минус. Для того, чтобы перенести ток фазы сети иэ тиристоров 1 и 4 в цепь тиристоров

2 и 3, необходимо в момент времени (см. фиг. 2) включить тиристоры

13, 14 и 15. При этом буферный конденсатор 10 оказывается включенным параллельно нагрузке 5 и фазе сети. Под действием напряжения буферного конденсатора 10 ток сети начинает убывать, а;ток разряда конденсатора увеличивается. Одновременно через тиристоры 13 и 15 происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 21 через дроссель 23.

Через полпериода собственных колебаний коммутирующего контура (момент времени t ) начинается обратный переэаряд конденсатора 21 до момента времени t4, в результате чего в интервале t -.t происходит выключе ( ние тиристоров 1 и 13. Ток тиристора 1 переходит в цепь диода 6, а ток контура протекает через диод 17.

К тиристорам 1 и 13 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде 17. В момент времени te включается тиристор 3 и буферный конденсатор 10 отключается от нагрузки 5, но остается включенным параллельно фазе питающей сети.

Ток фазы продолжает убывать, но кон1023588 денсатор 10 дозаряжается по цепи фаза сети - диод 6 - конденсатор 10 тиристор 14 - тиристор 4 — фаза сети. При этом ток тиристора 14 убывает, а ток тиристора 4 увеличивается. В момент времени t ток конденсатора, и ток фазы сети становятся равными нулю, а ток нагрузки протекает через тиристоры 3 и 4. В момент времени t включают тиристоры 11, 14 и 16. Буферный конденсатор 10 начинает раз- 10 ряжаться по цепи конденсатор 10 тирстор 11 - фаза сети - тиристор 4тиристор 14 -.конденсатор 10, обеспечивая при этом нарастание тока фазы. Одновременно начинается прямой 15 перезаряд коммутирующего конденсатора 22 через тиристоры 20 и 14 и дроссель 24. Через полпериода собственных колебаний коммутирующего контура 22-24, начинается обратный перезаряд конденсатора 22 до момента времени tq . В интервале tg ty происходит выключение тиристоров

4 и 14, ток из тиристора 4 переходит в цепь диода 9. В момент времени е8 включается тиристор 2 и буферный конденсатор оказывается включенным к фазе сети таким образом, что его напряжение способствует нарастанию тока фазы, ио при этом буферный конденсатор 10 дозаряжается по цепи Фаза сети - диод б - диод 9— фаза сети. В момент времени tgp ток буферного конденсатора 10 становится равным нулю и процесс коммутации тока заканчивается.

Таким образом, введение двух тиристоров и включение их встречно-параллельно диодам в катодной группе вспомогательного диодного мосТа позволяет уменьшить емкость буферного конденсатора в четыре раза по сравнению с известным преобразователем при одинаковых длительностях коммутации тока и величине перенапряжения в результате изменения режима работы буферного конденсатора. Уменьшение емкости буферного конденсатора ведет к снижению массы и габаритов его, а следовательно к улучшению массо-габаритных характеристик преобразователя и к снижению его стоимости.

ВНИИПИ Заказ 4234/46

Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4