Импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах промышленного электропривода постоянного тока а также для регулирования скорости тяговых электродвигателей городского электрического транспорта Целью изобретения является уменьшение массогабаритных показателей В преобразователе вспомогательный коммутирующий двухобмоточный дроссель 4 выполнен насыщающимся а его вторичная обмотка 5 вкпючена в анодную цепь основного тиристора 1 встречно по отношению к первичной обмотке 3 Такое выполнение дросселя 4 и указанное включение его обмоток обеспечивают снижение величины емкости коммутирующего конденсатора 8 3 ил

СжЛ С 1И 1 ГКИх

ГОЦИЛ ПИО 1ИЧГ. (К ИХ

РЕ ГГ1УЕ 11ИК

s Н 02 M 3/135

ГОСУДАРСТВ Г i 11 Гвlй КОМИТ E Т

Г1О изОБРе Tf:iièëì и ОткРhi тилм

0i;1ГКНТ ОСОР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ICh 3 м ((7 ЬЗ (2 1) 462 3236/07 (22) 30.12.88 (46) 15.02.91. Бюл, M 6 (71) Московский энергетический институт (72) Ю.С.Забродин, Н.A.Êóëåøoâý, А.Е4ДОбровольскии и (D.В.Павлов (53) 62 1. 3 14. 1 (088. 8) (56)Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М.: Энер(ия, 1974, с 256.

Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров.—

М: Энергия, 1974, с. 128.

Авторское свидетельс во СССР

ЕФ 1283902, кл. Н 02 M 3/135, 1987 (54) ИМПУЛЬСНЬГЙ Г1РГ-ОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности, к импульсным преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано в системах промышленного электропривода постоянного тока, а также для регулирования скорости тяговых электродвигателей городского электрического транспорта.

Цель изобретения — уменьшение массогабаритных показателеи.

На фиг. 1 дана принципиальная схема импульсного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы. поясняющие принцип работы преобразователя (U и i — напряжения и токи на соответствующих элементаi) на фиг. 3 — кривая намагничивания сердечника насыщающегося дросселя.

Импульсный преобразователь постоянного напряжения состоит из основного ти... Ь0, 1628162 А1 (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах промышленного электропривода постоянного тока, а также для регулирования скорости тяговых элек1родвигателей городского электрического транспорта. Целью изобретения является уменьшение массогабаритных показателей. В преобразователе вспомогательный коммутирующий двухобмоточныи дроссель 4 выполнен насыщающимся, а его вторичная обмотка 5 включена в днодну10 цепь Ос но в но(0 тиристора 1 встречно по отношению к первичной обмотке 3. Такое выполнение дросселя 4 и укаэанное включение е1о обмоток обеспечивают снижение величины емкости коммутирующего конденсатора 8. 3 ил. ристора 1, шунтированного цепью иэ последовательно соединенных шунтирующего диода 2 и первичной обмотки 3 двухобмоточного насыщающего вспомогательного коммутирующего дросселя 4, вторичная обмотка 5 которого включена в анодную цепь

Основного тирис10ра. вспомогательного тиристора 6, шунтированного диодом 7, коммутирующих конденсатора 8 и дросселя 9, обратного диода 10, дополнительной цепи

11 дозаряда коммутируюецего конденсатора, включенной между анодом вспомогательного тиристора и входным выводом для подключения плюсового вывода источника питания и одного выходного вывода для подключения нагрузки 12. Конденсатор 8 включен между анодом -:èðèñòîðà 6, соединенного с цепью 11 дозаряда 11 и входным выводом для подключения минусового вывода источника питания, к которому под1628162 I 4 ключен катод основного тиристора 1. Дроссель 9 включен между катодом тиристора 6 и общей точкой встречно соединенных обмоток 3 и 5 дросселя 4, образующей другой выходной вывод для подключения нагрузки 12.

Преобразователь работает следующим образом.

К моменту to (фиг, 2) проводит основной тиристор 1, дроссель 4 находится в состоянии насыщения от протекания по его обмотке 5 тока нагрузки. Коммутирующий конденсатор 8 заряжен до напряжения питания от предыдущего процесса перезаряда. Полярность напряжения на конденсаторе указана на фиг. 1. При длительной проводимости тиристора напряжение на конденсаторе такой же величины поддерживается дозарядной цепью 11.

В момент to с целью эапирания тиристора 1 отпирают тиристор 6. Наступает подготовительный процесс переэаряда конденсатора 8 в контуре: конденсатор 8 — тиристор 6 — дроссель 9 — обмотка 5 — тиристор

1 — конденсатор 8. Состояние насыщения дросселя 4 сохраняется. По окончании подготовительного перераэряда (момент to) полярность напряжения на конденсаторе изменяется на противоположную, вследствие потерь величина напряжения несколько меньше первоначального. Из-за наличия диода 7 сразу же вслед за подготовительным переэарядом начинается рабочий перезаряд конденсатора, сопровождающий эапирание тиристора 1. В начале (tz — тз) он связан с протеканием тока щ конденсатора в контуре конденсатор 8 — тиристор 1 обмотка 5 — дроссель 9 — диод 7 — конденсатор 8, навстречу току тиристора 1 и с уменьшением в момент тз его тока до нуля.

Дроссель 4 выходит из режима насыщения.

В момент тз тиристор 1 находится в непроводящем состоянии, ток нагрузки, равный току конденсатора, замыкается по цепи, содержащей источник питания, дроссель 9, диод 7, конденсатор 8.

После момента тз наступает стадия приложения к основному тиристору 1 обратного напряжения, необходимого для его эапирания, Она связана с отпиранием шунтирующего диода 2 и образованием цепи переэаряда конденсатора; конденсатор 8 -- диод

2 — обмотка 3 — дроссель 9 — диод 7. Магнитный сердечник дросселя 4 переходит на крутой участок петли гистерезиса, что обусловливает высоко значение его сопротивления по цепи обмотки 3. Тем самым составляющая тока 1/(, ответвляемая в контур: конденсатор 8 — диод 2 — обмотка 3 — дроссель 9— диод 7 — конденсатор 8, мала и сущегтвенно

50 меньше тока нагрузки. Таким образом, на этапе приложения к основному тиристору обратного напряжения перезаряд конденсатора осуществляется практически только током нагрузки, не превышающим его. Время действия на основном тиристоре обратного напряжения возрастает, что позволяет для обеспечения его паспортной величины уменьшить емкость коммутирующего конденсатора 8, а следовательно, и массогабаритные и стоимостные показатели преобразователя.

Величина обратного напряжения Л U>< на основном тиристоре 1 на этапе запирания равна падению напряжения Л 02 на диоде 2 при равенстве числа витков Ф/з обмотки 3 и Wg обмотки 5 вспомогательного коммутирующего дросселя 4. При Р/з > Ws запирающее напряжение будет равно

\Из — 0в < AU2. Временная диаграмма Ut(t) на

Wã фиг. 2 приведена для случая М/з = Wg.

При достижении в момент ts напряжения на коммутирующем конденсаторе величины, близкой бывшему на нем напряжению в момент тз, диод 2 переходит в непроводящее состояние. Обратное напряжение с тиристора 1 снимается. Сердечник двухобмоточного дросселя возвращается в состояние, в котором находился в момент тз, Наступает стадия дозаряда конденсатора до величины питающего напряжения с первоначальной полярностью посредством протекания тока нагрузки по цепи: источник питания — нагрузка 12 — дроссель 9 — диод 7— конденсатор 8. В момент времени тв напряжение на конденсаторе равно напряжению питания Е. Обратный диод 10 отпирается. ток нагрузки переходит в цепь этого диода: нагрузка 12 — дроссель 9 — диод 10 — нагрузка 12. В последующем процессы в схеме повторя ются.

На фиг, 3 показан характер изменения магнитного состояния сердечника двухобмоточного дополнительного дросселя на стадии коммутации. Обозначения точек на кривой намагничивания соответствует индексам моментов времен фиг. 2.

В режиме непрерывной проводимости основного тиристора напряжение на коммутирующем конденсаторе поддерживается на уровне Е за счет его доэаряда через цепь 11.

Формула изобретения

Импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержащий основной тиристор, шунтирующую цепь, состоящую из шунтирующего диода. включенного в обрат1628162 ном направлении по отношению к основному тиристору, и последовательно соединенного с первичной обмоткой вспомогательного коммутирующего дросселя, соединенной с одним из выводов вторичной об- 5 мотки этого же дросселя, вспомогательный тиристор, эашунтированный в обратном направлении диодом, анод которого соединен через основной коммутирующий дроссель с общей точкой соединения указанных обмо- 10 ток вспомогательного коммутирующего дросселя и непосредственно с анодом обратного диода, катод которого соединен с входным выводом для подключения плюсового вывода источника питания и с одним из 15 выходных выводов для подключения нагрузки, а также коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с анодом вспомогательного тиристора и че20 рез цепь дозаряда — с входным выводом для подключения плюсового вывода источника питания, а другая его обкладка соединена с входным выводом для подключения минусового вывода источника питания, с катодом основного тиристора и со свободным выводом шунтирующего диода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью уменьшения массогабаритных показателей, вспомогательный коммутирующий дроссель выполнен насыщающимся, свободный вывод его вторичной обмотки соединен с анодом основного тиристора, а общая тока соединения его первичной и вторичной обмоток образует другой выходной вывод для подключения нагрузки, причем указанные обмотки вспомогательного коммутирующего дросселя включены одна относительно другой встречно.

1628162

8 8

U) (ЮЬ8. Z (.ос та вител ь T.Äoáðîâîë ьскис

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Шароши

Заказ 346 1ираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственно(о комитета по иэобретениям и открытиям при ГКН Г СССР

113(135, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производс венно-издательский комбинат "Патент", i. ужгород, ул I агарина, 101