Однотактный преобразователь постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения на нагрузке или частоты вращения в автономном электроприводе постоянного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение коммутационной способности при одновременном снижении скорости нарастания напряжения и повышение надежности работы на частотах, близких к резонансной. Устройство содержит зарядный 1 и силовой 6 тиристоры, соединенные последовательно, коммутирующие конденсатор 4 и дроссель 8, обратные диоды 9, 10 и дополнительные дроссели 2, 11. Дроссель 2 включен между положительным входным выводом 3 и общей точкой соединения анода тиристора 1 с катодом диода 9. Дроссель 11 включен между общей точкой соединения катода тиристора 1 с анодом тиристора 6 и с конденсатором 4 и катодом диода 10, анодом соединенным с дросселем 8 и одним из выходных выводов. Свободные выводы конденсатора 4 и дросселя 8 соединены с отрицательным входным выводом. Анод диода 9 соединен с катодом тиристора 6 и с другим выходным выводом. Введение дросселей 2, 11 и указанное соединение элементов устройства позволяют вывести из цепи заряда конденсатора 4 нагрузку 7 и дроссель 8, что позволяет повысить напряжение на конденсаторе 4 и сделать его независимым от сопротивления нагрузки. При этом уменьшается скорость нарастания напряжения на тиристорах 1, 6 и создаются новые цепи рекуперации энергии, не рассеиваемой на нагрузке. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСГЫЛИН (19) (И) А1

73 (51)4 H 02 М 3/135:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4331208/24-.07 (22) 30.09.87 (46) 30.04.89, Бюл. В 16

1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Ао изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (72) Б.Г. Сиротенко, В.Ф. Сидякин, А.Я. Кольченко и С.А. Бухтияров (53) 621.314. 1(088.8) (56) Павлов В.Б. и др. Полупроводни«овые преобразователи в автономном электроприводе постоянного тока.

Киев: Наукова Думка, 1987.

Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи повыпенной частоты для электротехнологических установок.

Л.: Энергоатомиздат, 1983, с. 50,, рис. 2.20. (54) ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения на нагрузке или частоты вращения в автономном электроприводе постоянного тока. Цель, изобретения — расширение функциональных возможностей, повышение коммутационной способности при одновременном снижении скорости нарастания напряжения и повышение надежности работы на частотах, близких к резонансной. Устройство содержит зарядный 1 и силовой 6 тиристоры, соединенные последовательно, комму1 тирующие конденсатор 4 и дроссель 8, обратные диоды 9, 10 и дополнительные дроссели 2,11. Дроссель 2 включен между положительным входным выводом

3 и общей точкой соединения анода тиристора 1 с катодом диода 9. Дроссель 11 включен между общей точкой соединения катода тиристора 1 с анодом тиристора 6.и с конденсатором

4 и катодом диода 10., анодом соединенным с дросселем 8 и одним из выходных выводов. Свободные выводы конденсатора 4 .и дросселя 8 соедине- ны с отрицательным входным выводом.

476573

Анод диода 9 соединен с катодом ти. ристора 6 и с другим выходным выводом. Введение дросселей 2,11 и указанное соединение элементов устройства позволяют вывести из цепи заряда конденсатора 4 нагрузку 7 и дроссель 8, что позволяет повысить напряжение на конденсаторе 4 и сделать;

его независимым от сопротивления нагрузки. При этом уменьшается скорость нарастания напряжения на тиристорах 1,6 и создаются новые цепи рекуперации энергии, не рассеиваемой на нагрузке. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовым полупроводниковым (тиристорным) преобразователям электрической энергии, и может быть использовано для регулирования 5 напряжения на нагрузке или частоты вращения в автономном электроприводе постоянного тока.

Целью изобретения является расширение,функциональных возможностей преобразователя, повышение его коммутационной способности при одновременном снижении скорости нарастания напряжения на тиристорах и повышение надежности работы на частотах, близких к резонансной.

На чертеже представлена схема однотактного преобразователя постоянного тока.

Преобразователь состоит из зарядного тиристора 1, включенного анодом с дополнительным входным дросселем

2 к положительному входному выводу

3 источника питания, а катодом — последовательно с коммутирующим конденсатором 4 — к отрицательному вход" ному выводу 5 источника питания; силового тиристора 6, подключенного анодом к катоду зарядного тиристора

1, а катодом — последовательно с 30 нагрузкой 7 и коммутирующим дросселем 8 — к отрицательному входному выводу 5 источника питания, обратного диода 9, включенного анодом к катоду тиристора 6, а катодом — к ано- 35 . ду зарядного тиристора 1; обратного диода .10, включенного анодом к линии связи нагрузки 7 с коммутирующим дросселем 8, а катодом — последовательно с дополнительным дросселем

11 — к аноду силового тиристора 6.

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсами постоянной частоты, сформированными в схеме управления, осуществляют поочередное открытие тиристоров 1,6. При открытом тиристоре 1 происходит резонансный заряд коммутирующего конденсатора 4 до двойного напряжения источника питания по цепи плюс источника питания —, входной дроссель 2 †. зарядный тиристор 1 — конденсатор 4 — минус источника питания, в процессе которого ток через тиристор 1, конденсатор 4, минус источника питания, достигнув максимального значения, снижается до нуля, благодаря чему обеспечивается естественная коммутация тиристора 1 в . режиме прерывистых токов. ,При открытии силового тиристора 6 происходит резонансный перезаряд кон- . . денсатора 4 по цени плюс конденсатора 4 — тиристор 6 - нагрузка 7— коммутирующий дроссель 8 — минус конденсатора 4 и параллельно в течение некоторого времени, когда нанряжение на конденсаторе больше напряжения источника питания, по цепи плюс конденсатора 4 — тиристор 6 — ., обратный диод 9 — входной дроссель

2 — плюс источника питания — сопротивление источника питания или шунтирующей его емкости-минус конденса73 повьппенной коммутационной способности, повышенных частотных свойствах и низких значениях скорости нарастания напряжения на тиристорах.

Формула изобретения

Однотактный преобразователь постоянного тока, содержащий положи- ° тельный и отрицательный входные выводы для подключения источника питания, последовательно соединенные зарядный и силовой тиристоры, коммутирующий конденсатор, одной обкладкой подключенный к общей точке соеторов, а другой обкладкой соединенный с коммутирующим дросселем, и два обратных диода, первый из которых катодом соединен с анодом зарядного тиристора, причем катод силового тиристора и свободный вывод комму.— гирующего дросселя образуют соответственно первый и второй выходные выводы для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения коммутационной способности при одновременном снижении скорости нарастания напряжения на тиристорах и повышения надежности работы на частотах, близких к резонансной, введены два дополнительных дросселя, первый,из которых включен между положительным входным выводом и анодом зарядного тиристора, а второй — между общей точкой соединения зарядного и силового тидиода, анод которого соединен с вторым выходным выводом, причем анод первого обратного диода соединен с катодом силового тиристора, а общая точка соединения коммутирующих конденсатора и дросселя подключена к отрицательному входному выводу.

Составитель Т.Добровольскис

Техред Л. Олийнык Корректор А.Обручар

Редактор А.Маковская

Заказ 2165/54 . Тираж 647.

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

14765 тора 4, причем сумма падения напря.жения на силовом тиристоре 6 и на обратном диоде 9 является обратным (запирающим) напряжением зарядного тиристора 1. Последующий резонансный перезаряд конденсатора 4, при котором запирается силовой тиристор 6, происходит по цепи плюс конденсатора 4 — дроссель 8 - обратный диод

1Π— дополнительной дроссель 11 минус конденсатора 4.

При уменьшении потребления энергии нагрузкой растет ток рекуперации энергии через обратный диод 9 и входной дроссель 2 в сеть. При коротком замыкании нагрузки потребле- динения зарядного и силового тирис, ние энергии преобразователем минимально, поскольку обусловлено лишь потерями энергии, связанными с резонанс- 20 ным обменом энергии между конденсатором 4 и:индуктивностями дросселей

2,8,11 ° . В режиме непрерывных токов надежное запирание зарядного тиристора 1 25 осуществляется за счет падения напряжения на силовом тиристоре 6 и обратном диоде 9, запирание же силового тиристора 6 осуществляется за счет падения напряжения, на обратном 30 диоде 10 и дросселе 11 благодаря чему повышаются частотные свойства схемы.

При работе устройства с двигателем постоянного тока процессы ана1 логичны, причем энергия, запасенная индуктивность цепи якоря в период проводимости силового тиристора 6, разряжается по цепи нагрузка 7 (двигатель постоянного тока) — обратный ристоров и катодом: второго обратного ! 40 . диод 10 — дроссель 11 — силовой тиристор 6. — нагрузка 7.

Таким образом, предлагаемый однотактный преобразователь тока может, устойчиво работать в широком диапазоне изменения сопротивления нагруз- 45 ки, на нагрузку с противоЭДС при