Регулируемый преобразователь постоянного напряжения
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в общепромышленном и тяговом элекроприводе постоянного тока. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения при одновременном улучшении массогабаритных показателей. Преобразователь включает главный тиристор 1, ззшунтированный коммутирующей цепочкой из конденсатора 4, тиристора 5, дросселя 7, цепочкой из дросселя 3, шунтирующего вентиля 2 и дополнительно введенным узлом из конденсатора 10,дросселя 11 и вентиля 12. Управляющий электрод тиристора 1 через токоограничивающий элемент 13 подключен к общей точке соединения конденсатора 10 и дросселя 11.Тиристор 5 зашунтирован диодом 6, включенным в обратном направлении, и через диод 8 обратного тока и конденсатор 4 включен между входными выводами. Введение дополнительного узла и указанное соединение элементов обеспечивают уменьшение времени выключения тиристора 1. 3 з.и.ф-лы, 3 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4616480/07 (22) 05.12.88 (46) 28.02.91. Бюл. М 8 (71) Московский энергетический институт (72) Ю.С. Забродин, С.В. Одынь, Н.А. Кулешова и А,Н. Добровольский (53) 621 «314.1(088.8) (56) Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982, с. 496, Бирзниекс Л.В. Импусные преобразователи постоянного тока. М.: Энергия, 1974, с. 254. Авторское свидетельство СССР hL 1341766, кл, Н 02 М 3/135, 1987. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в общепромышленном и тяговом элекроприводе постоянного тока. Цель „„Я3 „„16316?4 А1 изобретения — расширение диапазона регулирования выходного напряжения при одновременном улучшении массогабаритных показателей. Преобразователь включает главный тиристор 1, зашунтированный коммутирующей цепочкой из конденсатора 4, тиристора 5, дросселя 7, цепочкой из дросселя 3, шунтирующего вентиля 2 и дополнительно введенным узлом из конденсатора 10, дросселя 11 и вентиля 12. Управляющий электрод тиристора 1 через токоограничивающий элемент 13 подключен к общей точке соединения конденсатора 10 и дросселя 11. Тиристор 5 зашунтирован диодом 6, включенным в обратном направлении, и через диод 8 обратного тока и конденсатор 4 включен между входными выводами. Введение дополнительного узла и указанное соединение элементов обеспечивают уменьшение времени выключения тиристора 1. 3 з.п.ф-лы, 3 ил. 1631674 40 Изобретение относится к пребразовательной технике, в частности к преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано в общепромышленном и тяговом электроприводе постоянного тока. Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходного напряжения при одновременном улучшении массогабаритных показателей. На фиг. 1 представлена схема преобразователя постоянного напряжения, катод вспомогательного вентиля соединен с анодом главного тиристора; на фиг. 2 — то же, катод вспомогательного вентиля соединен с общей точкой конденсатора и тиристора коммутирующей цепи; на фиг, 3 — временные диаграммы токов и напряжений в схеме по фиг. 1 на интервале коммутации, где U», 4) — напряжение и ток главного тиристора„ )у -обратный ток управляющего электрода главного тиристора, U 4 — напряжение на коммутирующем конденсаторе. Устройство (фиг, 1) состоит из главного тиристора 1, цепи, состоящей из последовательно соединенных шунтирующих вентиля 2 и дросселя 3, подключенный параллельно главному тиристору, коммутирующей цепи, подключенной параллельно главному тиристору, образованной последовательно соединенными коммутирующими конденсаторами 4, тиристором 5, шунтированным в обратном направлении диодом 6, дросселем 7, диода 8 обратного тока, включенного между точкой соединения тиристора 5 и дросселя 7 коммутирующей цепи и положительным входным выводом, зарядной цепи 9, один вывод которой подключен через коммутирующий конденсатор 4 к отрицательному входному выводу, а второй вывод служит для подключения положительного полюса источника постоянного напряжения, узла, содержащего вспомогательные конденсатор 10, дроссель 11, вентиль 12, токоограничительный элемент 13, причем катод главного тиристора и анод шунтирующего вентиля подключены к отрицательному входному выводу, катод диода обратного тока подключен к положительному входному выводу, катод коммутирующего тиристора через коммутирующий дроссель подключен к аноду главного тиристора, нагрузка 14 подключена к положительному входному выводу и катоду шунтирующего вентиля 2, одна обкладка вспомогательного конденсатора подключена к катоду главного тиристора, а другая обкладка через токоограничительный элемент соединена с управляющим электродом главного тиристора, вспомогательный вентиль анодом подключен через вспомогательный дроссель к точке соединения токоограничительного элемента и вспомогательного конденсатора, а катодом — к аноду главного тиристора либо к аноду коммутирующего тиристора (фиг. 2). Устройство (фиг, 1) работает следующим образом, К моменту подачи импульса управления на коммутирующий тиристор 5 коммутирующий конденсатор 4 заряжен (фиг, 3) до напряжения источника питания с определенной полярностью (фиг. 1). Конденсатор 4 заряжается по цепи 9 и по цепи, содержащей нагрузку 14, дроссели 3 и 7, диод 6. Отпирание коммутирующего тиристора 5 вызывает протекание тока подготовительного перезаряда конденсатора 4 по контуру: конденсатор 4 — тиристор 5 — дроссель 7 — тиристор 1 — конденсатор 4, Из-за наличия диода 6 сразу после окончания подготовительного перезаряда начинается процесс рабочего (коммутирующего) перезаряда конденсатора 4. На начальной стадии рабочего перезаряда ток конденсатора 4 протекает по контуру: конденсатор 4 — тиристор 1 — дроссель 7 — диод 6— конденсатор 4, во встречном по отношению к току нагрузки направлении, вследствие чего происходит уменьшение тока тиристора 1 до нуля, В момент спада анодного тока тиристора 1 до нуля (фиг. 3) отпирается вентиль 2, образуя контур; конденсатор 4— дроссель 3 — диод 2 — дроссель 7 — диод 6— конденсатор 4, для дальнейшего перезаряда конденсатора 4. В процессе перезаряда напряжение конденсатора 4 прикладывается к дросселям 3 и 7, Напряжение на дросселе 3 является обратным для главного тиристора 1, что необходимо для восстановления его запирающих свойств, Одновременно с отпиранием вентиля 2 происходит отпирание вентиля 12 и конденсатор 10 начинает заряжаться по контуру; конденсатор 4 — конденсатор 10 — дроссель 11 — диод 12— дроссель 7 — диод 6 — конденсатор 4, с полярностью, показанной на фиг. 1. Куправляющему электроду тиристора 1 прикладывается отрицательное напряжение. Обратный ток управляющего электрода тиристора 1 ограничивается вспомогательным резистором 13, Наличие дросселя 11 во вспомогательном узле преобразователя обеспечивает процесс колебательного переза@4да конденсатора 10, при котором обратный ток управляющего электрода тиристора 1 имеет куполообразную форму (фиг.3). Емкость конденсатора.10 выбирается таким образом, чтобы обратный ток управляющего электрода тиристора 1 протекал и после окончания коммутацион1631674 ного процесса, что позволяет повысить устойчивость тиристора к скорости нарастания прямого анодного напряжения. Катод вспомогательного вентиля 12 мо- жет быть подключен к точке соединения коммутирующего конденсатора и коммутирующего тиристора (фиг. 2). При этом вспомогательный вентиль выполняется управляемым и отпирается, когда напряжение на конденсаторе 4 становится отрицательным (фиг, 3), после чего процессы в схеме протекают аналогично описанным для схемы фиг. 1. Шунтирующий вентиль 2 в преобразователе (фиг, 1, 2) может быть выполнен управляемым. В этом случае вентиль 2 отпирается с временной задержкой после того, как ток в цепи главного тиристора станет равным нулю, что позволяет задать время приложения обратного запирающего напряжения независимо от параметров коммутирующего контура. Это дает возможность, задавая одновременно запирающий обратный ток управляющего-электрода тиристора 1, дополнительно улучшить массогабаритные показатели элементов 4, 3, 7 контура коммутации. Таким образом, изобретение позволяет расширить диапазон регулирования выходного напряжения и улучшить массогабаритные показатели преобразователя за счет уменьшения времени выключения главного тиристора, Формула изобретения 1. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий главный тиристор, цепь, состоящую из последовательно соединенных шунтирующих вентиля и дросселя, подключенную параллельно главному тиристору, коммутирующую цепь, подключенную параллельно главному тиристору, образованную последовательно соединенными коммутирующими конденсатором, тиристором, шунтированным в обратном направлении диодом, дросселем, диод обратного тока, включенный между точкой соединения тиристора и дросселя коммутирующей цепи и 35. 45 положительным входным выводом, заряд-ную цепь, один вывод которой подключен через коммутирующий конденсатор к отрицательному входному выводу, а второй вывод служитдля подключения положительного полюса источника постоянного напряжения, причем катод главного тиристора и анод шунтирующего вентиля подключены к отрицательному входному выводу, катод диода обратного тока подключен к положительному входному выводу, катод коммутирующего тиристора через коммутирующий дроссель подключен к аноду главного тиристора, а цепь нагрузки подключена между положительным входным выводом и катодом шунтирующего вентиля, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения при одновременном улучшении массогабаритных показателей, дополнительно введен узел, содержащий вспомогательные конденсатор, дроссель, вентиль и токоограничительный элемент, причем одна обкладка вспомогательного конденсатора подключена к катоду главного тиристора, а другая обкладка через токоограничительный элемент соединена с управляющим электродом главного тиристора, вспомогательный вентиль анодом подключен через вспомогательный дроссель к точке соединения токоограничительного элемента и вспомогательного конденсатора, а катодом соединен с анодной цепью главного тиристора, 2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а:ошийся тем, что катод вспомогательного вентиля непосредственно подключен к аноду главного тиристора. 3. Преобразователь по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что катод вспомогательного вентиля подключен к точке соединения коммутирующих конденсатора и тиристора, причем вспомогательный вентиль выполнен управляемым, 4. Преобразователь по и, 1 — 3, отл и ч а юшийся тем, что, с целью дополнительного улучшения массагабаритных показателей, шунтирующий вентиль выполнен управляеM6IM. 1631674 laf и„, Составитель Т.Добровольскис Редактор М,Келемеш Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Заказ 553 Тираж 382 Подписное ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
