Импульсный преобразователь постоянного тока с последовательной конденсаторной коммутацией

 

Изобретение относится к импульсным преобразователям постоянного тока с последовательной конденсаторной коммутацией. Цель изобрете-i Ьо (/ ния - улучшение КПД и массогабаритных показателей. Преобразователь содержит однофазный мост на тиристорах 1-4 с дозирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока. . Обратный диод в включен между выходными выводами для подключения нагрузки 11. Между входными выводами включена цепь из последовательно со-- единенных дросселя 7 и диода 8. Вспомогательные тиристоры 9, 10 соединяют конденсатор 5 с точкой соединения дросселя 7 и диода 8. Введение диода 8 в указанное соединение элементов преобразователя обеспечивают комбинацию различных способов управления напряжением на нагрузке путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристорь 9, 10 по отношению к моментам включения тиристоров 1-4. Это приводит к высокой коммутационной устойчивости при работе на нагрузку с резко меняющимися параметрами , ограничению величины энергии , передаваемой в нагрузку за период регулирования, уменьшению габаритов фильтра. 2 ил. i (Л ю IND .fi. ю Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„22

Д11 Н 02 M 3/135

ВСЕ(;О! Р3% Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° -»

° »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3534237/24-07 (22) 03.01.83 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт и Всесоюзный научноисследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) О.Г.Булатов, В.Д.Поляков и А.И.Царенко (53) 621.314.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 272420, кл. Н 02 М 7/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 877736, кл. Н 02 M 3/135, 1981.

Электротехническая промышленность. — Сер. Преобразовательная техника. Вып. 8 (43), 1973, с.17-19.

\ (54) ИМПУЛЬСНЬ111 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ

КОНДЕНСАТОРНОЙ КОММУТАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к импульсным преобразователям постоянного тока с последовательной конденсаторной коммутацией, Цель изобрете-1 ния — улучшение КПД и массогабаритных показателей. Преобразователь содержит однофаэный мост на тиристорах 1-4 с дозирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока..

Обратный диод 6 включен между выходными выводами для подключения нагрузки ll. Между входными выводами включена цепь иэ последовательно соединенных дросселя 7 и диода 8. Вспомогательные тиристоры 9, 10 соединяют конденсатор 5 с точкой соединения дросселя 7 и диода 8. Введение диода

8 в укаэанное соединение элементов преобразователя обеспечивают комбинацию различных способов управления напряжением на нагрузке путем изменения момента подачи управляющих имО» пульсов на тиристорно 9, 10 по отношению к моментам включ:ния тиристоров

1-4. Это приводит к высокой коммутационной устойчивости при работе на нагрузку с резко меняющимися параметрами, ограничению величины энергии, передаваемой в нагрузку за период регулирования, уменьшению габаритов фильтра ° 2 ил.

1220072

Изобретение относится к электротехнике, представляет собой импульсный преобразователь постоянного тока и может быть использовано в электротехнологии, электроприводе и др.

Цель изобретения — улучшение КПД и массогабаритных показателей.

На фиг,1 представлена схема.преобразователя, на фиг,2 — временные диаграммы токов и напряжений.

Импульсный преобразователь постоянного тока с последовательной конденсаторной коммутацией содержит однофазный мост на тиристорах 1-4 с доэирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока, обратный диод 6, включенный между выходными выводами, цепь из последовательно соединенных дросселя 7 и диода 8„ включенную между входными выводами, в качестве вентилей используют тиристоры 9 и 10, соединяющие конденсатор 5 с точкой соединения дросселя 7 и диода ф. К выходу преобразователя подключена нагрузка 11.

На фиг.2 приняты следующие обо-, значения: U, iö — напряжение и ток нагрузки, U C,. i — напряжение и ток конденсатора 5; iz — ток дросселя 7; — ток диода 8, U — - напряжение

Питаниями ц э -39 р цэ э 1- оъ — импульсы управления тиристоров

l-4 и 9, 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Допустим к моменту t (фиг.2) конденсатор 5 заряжен до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг.l в скобках. Ток нагрузки ig протекает через диод 6.

В момент tz- включаются тиристоры 1 и 9. Конденсатор 5 начинает перезаряжаться по образовавшемуся LC-кон1 туру; конденсатор 5 — тиристор 9 дроссель 7 — тиристор 1.

В момент t1 включается тиристор

2. Образуется второй контур перезаряда конденсатора 5: источник U— тиристор 1 — конденсатор 5 — тиристор 2 — нагрузка 11. При этом ток, протекающий через конденсатор 5, равен сумме токов дросселя 7 и нагрузки 11. Диод запирается, попадая под обратное напряжение, являющееся выходным напряжением преобразователя н равное напряжению питания плюс напряжение на конденсаторе 5.

В момент t< конденсатор 5 переэаряжается до напряжения источника питания, открываются диоды 6 и 9.

Тиристоры 1, 2 и 9 обесточиваются и восстанавливают свои управляющие свойства. Ток нагрузки i> замыкается. через диод 6, а ток дросселя i начинает протекать навстречу источЛЬ нику питания, замыкаясь через диод 8, В момент t по истечении времени, необходимого для надежного запирания проводивших ранее тиристоров, включаются тиристоры 3 и 10.

Конденсатор 5 вновь начинает переза-. ряжаться по образовавшемуся LC-контуру. После включения в момент t4 тиристора 4 на выходе преобразователя появляется очередной импульс напряжения. Конденсатор 5 перезаряжается током нагрузки и током дросселя. После его перезаряда до напряжения источника питания .(в момент

t<) открываются диоды 6 и 8. При этом ток нагрузки i замыкается через диод 6, а ток дросселя — через диод 8, протекая навстречу источнику Питания. В момент t выключаются тирисЬ торы 1 и 9 и процессы в схеме повторяются.

Как видно из принципа работы преобразователя, выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 9 и 10 по отношению к моменту включения тиристоров 1, 2 и 3„ 4, что соответствует широтноимпульсному и амплитудно-импульсному регулированиям, либо путем изменения периода Т, что соответствует частотно-импульсному регулированию на-, пряжения. Одновременное уменьшение амплитуды и ширины импульсов напряжения на нагрузке позволяет при малом изменении сигнала управления получить значительную глубину регулирования при хорошей форме выходного сигнала. Таким образом, реализуется комбинация различных способов управления напряжением на нагрузке, что существенно расширяет функциональные возможности преобразователя. При этом обеспечивается высокая коммутационная устойчивость при работе на нагрузку с резко меняющимися параметрами вплоть до к.э., нагрузки, ограничение энергии, передаваемой в нагрузку за период регулирования, что позволяет легко организовать защиту источника питания, элементов преобра1220072

1у /

i 9

1,Ю

t, ФиаГ

Составитель Ю.Спивак

:Редактор Н.Гунько Техред И.Попович Корректор Е.Рошко

;й

I»

Заказ 1328/57 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 зователя и нагрузки по цепи управления. Широкие функциональные возможности преобразователя позволяют расширить диапазон регулирования выходного напряжения, облегчить сглаживание фильтра, улучшить динамические показатели, что определяет перспективность его применения в электроприводе, электротехнологии и других областях. Высокая надежность, простота управления и организация защиты позволяют существенно снизить эксплуатационные расходы.

Формула изобретения

Импульсный преобразователь постоянного тока с последовательной конденсаторной коммутацией, содержащий однофазный тиристорный мост с дозирующим конденсатором в диагонали переменного тока, включенный между одним входным и одним выходным выводами, диод, включенный в обрат-. ном направлении между выходными выводами, а также дополнительный контур перезаряда доэирующего конденсатора, включающий два вспомогательных вентиля, одни одноименные электроды которых объединены и их общая точка соединения подключена

)Q к одному из Выводов дросселя о т» л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения КПД и массогабаритных показателей, в него введен дополнительный диод, включенный в обратном направлении между другим . входным выводом и общей точкой соединения дросселя и вспомогательных вентилей, другой электрод каждого из которых подключен к соответствующему выводу дозирующего конденсатора, причем другой вывод дросселя соединен с первым входным выводом.