Преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и cпoльзyeтcя во вторичных источниках электропитания. Целью изобретения является улучшение массогабаритнь:х показателей и повьшение КПД. Устройство содержит автономный параллельный тиристорный инвертор напряжения 2 с выходным выпрямителем 18 и индуктивно-емкостным фильтром 19, система управления 25 рабочей частотой соединена с источником 24 задающего напряжения.Узел линейной обратной связи по току нагрузки включает в себя шунт 22 в цепи нагрузки и усилитель 23. Величины коэффициентов передачи системы управления и узла обратной связи и задающее напряжение выбирают по режимам холостого хода и номинальной нагрузки такими , чтобы в обоих случаях рабочая частота инвертора соответствовала включению очередных тиристоров в моменты достижения токами токоограничивающих дросселей инвертора значения, равного приведенному к числу витков первичной обмотки инверторного трансформатора номинальному току нагрузки. 3 ил. о. & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ai (19) (111 (59 4 Н 02 M 3/315

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3997284/24-07 (22) 29.12.85 (46) 29.02.88. Бюл. 9 8 (71) Харьковский| политехнический институт им. В.И.Ленина (72) И.П.Архиереев, О.И.Данилевич и А.А.Раченко (53) 621.314.57(088.8) (56) Автономные инверторы./Под ред.

Чалого Г.В. Штиинца, Кишинев, 1974, с. 167.

Толстов Ю.Г. Автономные инверторы тока. М.: Энергия, 1978, с. 46, рис. 1-35. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и используется во вторичных источниках электропитания. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей и повьппение

КПД. Устройство содержит автономный параллельный тиристорный инвертор напряжения 2 с выходным выпрямителем

18 и индуктивно-емкостным фильтром

19, система управления 25 рабочей частотой соединена с источником 24 задающего напряжения. Узел линейной обратной связи по току нагрузки включает в себя шунт 22 в цепи нагрузки и усилитель 23. Величины коэффициентов передачи системы управления и узла обратной связи и задающее напряжение выбирают по режимам холостого хода и номинальной нагрузки такими, чтобы в обоих случаях рабочая частота инвертора соответствовала включению очередных тиристоров в моменты достижения токами токоограничивающих дросселей инвертора значения, равного приведенному к числу витков первичной обмотки инверторного трансформатора номинальному току нагрузки. 3 ил.

1377983

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при разработке преобразователей постоянного напряжения средней и большой мощности.

Цель изобретения — улучшение массо-габаритных показателей и повышение КПД.

На фиг. 1 показана принципиальная схема преобразователя постоянного

10 напряжения с автономным параллельным тиристорным инвертором напряжения; на фиг. 2 — кривые." а — тока i в

L токоограничивающих дросселях при номинальном токе нагрузки; б — напряжения U на коммутирующем конденсаторе и тока первичной обмотки инвер15

I торного трансформатора при номиналь20

25 ном токе нагрузки; в — тока д„в токоограничивающих дросселях в режиме. холостого хода; г — напряжения U на коммутирующем конденсаторе в ре— жиме холостого хода; на фиг. 3 — рабочая частота инвертора; ток в токоограничивающих дросселях в конце интервала возврата избыточнои энергии из токоограничивающих дросселей при переменной рабочей частоте, ЗО в зависимости от величины тока нагрузки источника в относительных единицах.

Преобразователь постоянного напряжения содержит источник постоянного напряжения 1, автономный .параллельный тиристорный инвертор напряжения

2, включающий диодный мост 3 обратного тока, подключенный диагональю постоянного тока к выводам одноименной полярности источника постоянного

40 напряжения 1, токоограничивающие дроссели 4 и 5, тиристорный мост 6 с тиристорами 7-10 и коммутирующим конденсатором 11 в диагонали переменного тока, подключенным через токо- 45 ограничивающие дроссели 4 и 5 к выводам противоположной полярности источника постоянного напряжения 1 диагональю постоянного тока, трансфррматор 12 с первичной обмоткой 13 с тремя секциями 14-16 и вторичной обмоткой 17, крайние выводы первич-. ной обмотки подключены к диагонали переменного тока тиристорного моста

6, а средние — к диагонали переменного тока диодного моста 3, выходной выпрямитель в виде диодного моста

18, подключенный диагональю перемен" ного тока к выводам вторичной обмотки 17 трансформатора 12, индуктивно-емкостный фильтр 19, подключенный .входом к диагонали постоянного тока диодного моста 18, нагрузку 20, подключенную к выходным выводам фильтра 19, узел линейной обратной связи по току нагрузки 21 с шунтом 22, включенным последовательно с нагрузкой и усилителем 23, подключенным входом к шунту, источник задающего напряжения 24; систему управления рабочей частотой 25, один вход которой подключен к источнику .задающего напряжения 24,а другой — к выходу усилителя 23, четыре входа системы управления подключены к управляющим электродам тиристоров 7 — 10.

Преобразователь работает следующим ,образом.

При включенных тиристорах 7 и 10 на вторичной обмотке 17 инверторного трансформатора 12 формируется положительный полупериод напряжения, а при включенных тиристорах 8 и 9— отрицательный. Амплитуда этого напряжения пропорциональна амплитуде напряжения U „ на коммутирующем конденсаторе 11 инвертора 2 на интервале t (фиг. 2) возврата избыточной энергии из токоограничивающих дросселей 4 и 5. Напряжение U = (1 +

+ 2 К ), Е, где Š— напряжение источника 1. Включение очереднои пары тиристоров происходит под воздействием выходных напряжений U,„ систееыи мы управления 25. Включение очередной пары тиристоров приводит к выключению ранее включенной пары тиристоров под воздействием напряжения

U на перезаряжающемся на интервале коммутации в инверторе коммутирующем конденсаторе 11. В момент прохождения напряжения U через нулеС вое значение происходит коммутация тока i в первичной обмотке 13 трансформатора 12 (фиг. 2). Под воздействием задающего напряжения U источника 24 и напряжения

= К I óçëà обратной связи 21 система управления 25 генерирует выходные напряжения Б „„ с частотой

f пропорциональной их сумме, т.е. частота f = К, (U + K I ) линейно зависит от величины тока Iц нагрузки 20 преобразователя. Величины коэффициентов К и К и напряжение U цд устанавливаются такими, .чтобы при номинальной нагрузке,ког1377983

f — К<(Б + К I„), 20 где f

К!

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам через дроссели фильтра автономный параллельный тирисда Т„ = Т,о и при холостом ходе,когда Т„= О, частоты Е„ „= К, (U «+

+ K I ) В первом Режиме и Г„

К, Б „, во втором режиме соответствовали включениям очередной пары тиристоров в моменты достижения снижающимся на интервалах t возв врата током 1 токоограничивающих дросселей 4 и 5 численного значения приведенного к числу витков первичной обмотки 13 трансформатора 12

1 номинального тока нагрузки Iцв (фиг. 2).

При установленных таким образом. величинах К„ К и U < изменение тока нагрузки I от номинального до нуля частота инвертора f линейно уменьшается от f „ до f (кривая 26, фиг. 3),а ток I в токоограничивающих дросселях 4 и 5 в моменты очередного включения тиристоров 7, 10 или 8,9 остается практически неизменным во всем диапазоне изменения тока I„ H p 3KH 20 преобразователя (кривая 27, фиг. 3).

Таким образом, в преобразователе постоянного напряжения достигается увеличение рабочей частоты и ограничение мощности потерь электрической энергии .в инверторе, следовательно, улучшение его массо-габаритных показателей и повышение КПД.

Формула изобретения торный инвер,ор с обратным выпрямителем, выходной выпрямитель с индуктивно-емкостным фильтром, соединенный с цепью нагрузки, систему управления рабочей частотой инвертора, вход которой соединен с источником задающего напряжения, о т л и ч а— ю шийся тем,что, с целью улуч10 шения массо-габаритных показателей и повышения КПД он снабжен узлом

) обратной связи по току нагрузки преобразователя, включающим шунт в цепи нагрузки преобразователя, и уси15 литель, подключенный входом к шунту и . выходом — к входу системы управления, задающей частоту инвертора частота инвертора; коэффициент передачи системы управления; задающее напряжение;

25 К вЂ” коэффициент передачи узла обратной связи;

?н — ток нагрузки, причем величины коэффициентов передачи К, и К и задающего напряжения Узд, выбираются такими, чтобы тиристоры инвертора при холостом ходе и номинальной нагрузке преобразователя включались в моменты времени, когда токи токоограничивающих дросселей инвертора пРинимают значе. ния, равные приведенному к числу витков первичной обмотки инверторного трансформатора номинальному току нагрузки преобразователя.

1377983

Ю

>яе

Составитель А,Рухман

Техред МДидык

Редактор И.Сегляник

Корректор А.Ворович

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

УР Ор

lPue. Ç

Заказ 885/52 Тираж 665

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

7у /2 юаю