Преобразователь постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUHAËÈÑÒÈ×ÅÑHÈХ

РЕСПУБЛИН

А1 (5р g H 02 M 3/315

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3766971/24-07 (22) 06.07.84 (46) 07.10.86. Бюл. Ф 37 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) О.Г. Булатов, В.С. Иванов, В.Д. Поляков, Ю.А. Силантьев и А.И. Царенко (53) 621.314.57(088.8) (56) Иванов А.М. Тиристорно-транзисторный преобразователь постоянного напряжения в постоянное. ЭТвА сб. вып. 13, Под ред. Ю.И.Конева, М.:

Радио и связь, 1982, с. 111, рис.1.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1206920, кл. Н 02 М 3/315, 1984.

ÄÄSUÄÄ 1262657 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

< качестве источника питания при лазерной термообработке, в электротехнологии, электрохимии. Целью изобретения является уменьшение установленной мощности оборудования. Преобразователь содержит мост на тиристорах (Т) 1-4 с конденсатором 5 и первичной обмот«кой трансформатора 6 в диагонали переменного тока. Конденсатор 5 зашунтирован двумя последовательными цепочками соответственно из дросселя

14(15) и дополнительного тиристора

19(17). Точки соединения элементов цепочек подключены через диоды 16 и

18 к соответствуияцим входным выводам.

Встречно-паралельно Т 1 и 4 подключены введенные диоды 12 и 13. Выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих

1262657 импульсов íà f 1,2 и 3,4 по отношению к моменту включения тиристоров 19 и

17, что соответствует амплитудно-широтно-импульсному регулированию. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, представляет собой преобразователь постоянного тока и может быть йспользовано при лазерной термо-обработке, в электротехнологии, электрохимии и других областях.

Цель изобретения — уменьшение установленной мощности оборудования.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя; на фиг. 2 — временные ди- 10 аграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь (фиг. 2) содержит однофазный мост на тиристорах 1-4, в !

Циагональ переменного тока которого ключены последовател ..но соединенные 15 онденсатор 5 и первичная обмотка трансформатора 6. Вторичная обмотка

1 трансформатора подсоединена черЕз од- нофазный мостовой выпрямитель на диодах 7-10 к нагрузке 11. Преобразователь включает в себя также два дополнительных диода 12.и 13, подключенные встречно-параллельно тиристорам моста, соединенным с выводом конденсатора и два дросселя 14 и 15, подключенные к тому же выводу конденсатора. Кроме того, преобразователь содержит диод 16 и дополнительно ти,ристор 17, анодами подключенные к дросселю, а катодами — к положительному выводу источника питания и точке соединения конденсатора и первичной обмотки трансформатора соответственно, а также диод 18 и дополнительный тиристор 19, подключенные като-дами к дросселю, а анодами — к отрицательному выводу источника питания и точке соединения конденсатора и первичной обмотки трансформатора соответственно.

Работу преобразователя рассмотрим, условно разбив весь диапазон регулирования выходного напряжения на два поддиапаэона.

Поддиапазон малых напряжений. Временные диаграммы, поясняющие работу, приведены на фиг. 2a..

Допустимы к моменту t конденсатор

5 заряжен до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. В момент включается тиристор 19. Конденсатор начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: конденсатор 5 — тиристор 19— дроссель 14. В момент t включаются тиристоры 1 и 2. Образуется второй контур перезаряда конденсатора 5: источник Ч вЂ” тиристор 1 — конденсатор 5 — первичная обмотка трансформатора 6 — тиристор 2. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается импульс напряжения, величина которого ранна напряжению питания плюс напряжение на конденсаторе, а полярность указана на фиг. f в скобках. Наводимая на вторичной обмотке ЗДС открывает диоды 7 и 8 однофазного выпрямителя и на нагрузке. формируется импульс напряжения U„ (фиг. 2а ). В момент t конденсатор 5 перезаряжается до напряжения источника питания (полярность указана на фиг. 1 без скобок), открываются диоды !2,18 и 9Ä10. Тиристоры 1,2 и 19 обесточиваются и восстанавливают свои управляющие свойства. Ток нагрузки iö замыкается через диоды мостового выпрямителя, а ток дросселя

14 протекает навстречу источнику питания через диоды 12 и 18. В момент по истечении времени t„, необходимого для надежного запирания проводивших ранее тиристоров, включается тиристор !7. Конденсатор 5 вновь начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: конденсатор 5 — дроссель !5 — тиристор !7.После включения в момент г. тиристоров 3 и 4 в нагрузке появляется очередной импульс напряжения. При этом проводят диоды

9 и !О мостового выпрямителя.

Конденсатор 5 перезаряжается током нагрузки и током дросселя 1 5.

1262657

После его переэаряда до напряжения источника питания (t ) открываются диоды 13 и 16, а выпрямитель стягивается в точку . При этом ток нагрузки замыкается через диоды вып- 5

I рямителя, а ток дросселя 15 протека— ет навстречу источнику питания через диоды 13 и 16 В момент t включается тиристор 19 и процессы в схеме повторяются.

Как видно из принципа работы преобразователя, выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 1,2 и 3,4 по отношению 5 к моменту включения тиристоров 19 и

17, что соответствует амплитудно-широтно-импульсному регулированию.

Очевидно, что максимальное напряжения в этом поддиапазоне будет иметь место при одновременном включении тиристоров 1,2 и 19 для одной полярности и 3,4 и 17 для другой. Для дальнейшего увеличения напряжения нагрузки преобразователь переводится

25 во второй поддиапазон регулирования.

Поддиапазон больших напряжений.

Временные диаграммы, поясняющие работу, приведены на фиг. 2о

Допустим к моменту t, конденсатор 0

S заряжен до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. В момент t, вклю— чаются тиристоры 1 и 2. Образуется контур переэаряда конденсатора: источник V — тиристор 1 — конденсатор

5 — первичная обмотка трансформатора

6 — тиристор 2. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается импульс напряжения, величина кото-40 рого равна двойному напряжению питания, а полярность указана на фиг. 1 в скобках.

Наводимая на вторичной обмотке

ЭДС открывает диоды 7 и 8 мостового 4S выпрямителя и на нагрузке формируется импульс напряжения Б„ (фиг. 2б) ..

В момент t, включается тиристор 19 и образуется второй контур переэаряда конденсатора 5: конденсатор — ти- so ристор 19 — дроссель 14. При этом напряжение на нагрузке начинает спадать более круто, тем самым уменьшается ширина и площадь импульса. В момент t ток через дроссель 14 прекра-ss щается и конденсатор вновь перезаряжается лишь током нагрузки. После

1эго перезаряда до напряжения источМика питания (полярность указана на фиг. 1 без скобок) в момент t " открываются диоды 9 и 10. Тиристоры 1 и

2 обесточиваются и восстанавливают свои управляющие« свойства. Ток нагрузки замыкается через диоды мостового выпрямителя. По истечении времени необходимого для надежного запирания проводивших ранее тиристоров, в момент t4 включаются тиристоры 3 и

4. Конденсатор 5 начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: источник V — тиристор 3 — первичная обмотка трансформатора 6 — конденсатор 5 — тиристор 4. В нагрузке появляется очередной импульс напряжения, который в момент ts после включения тиристора 17, претерпевает излом за счет появления дополнительного тока переэаряда конденсатора в контуре дросселя 15 и тиристора 17. В момент времени t этот ток прекращается и конденсатор продолжает перезаряжаться лишь током нагрузки. После его перезаряда до напряжения источника питания (t„) выпрямитель "стягивается в точку", замыкая ток нагрузки. В момент времени tg включаются тиристоры

1 и 2 и процессы в схеме повторяются.

Как видно из принципа работы, выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 19 и

t7 по отношению к моменту включения тиристоров 1,2 и 3,4, что соответствует широтно-импульсному регулированию. Очевидно, что минимальное напряжение в этом поддиапазоне будет иметь место при одновременном включении трех тиристоров, а максимальное— при работе преобразователя беэ дополнительных контуров, т,.е. без включения тиристоров 17 и 19. формула изобретения

Преобразователь постоянного тока, содержащий подключенный к входным выводам однофаэный тиристорный мост, в диагональ переменного тока которого включены последовательно соединен-. ные конденсатор и первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через диодный мостовой выпрямитель подключена к цепи нагрузки, а также два дополнительных тиристора, катод первого иэ которых соединен с первым дросселем и катодом первого

12б2657

В

Составитель А. Неруш

Техред В.Кадар

Редактор В. Иванова

Корректор А. Зимокосов

Заказ 5442/55 Тираж б31

ВНИИПИ государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Подписное

П роизводственно-полиграфическое предприятие г. Ужгор д . П ород, ул. роектная, 4 днода, подключенного анодом к отрицательному входному выводу, анод — с точкой соединения конденсатора с пер" вичной обмоткой трансформатора и катодом второго дополнительного тиристора, подключенного анодом к второму дросселю и аноду второго диода, соединенного катодом с положительным входным выводом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения ус тановленной мощности оборудования, он снабжен двумя дополнительными диодами, подключенными встречно-параллельно тиристорам,соединенньк с конденсатором, причем к укаэанной точке соединения поподключены свободные выводы дросселей.