Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания технологических нагрузок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Благодаря подключению нагрузки 9 к вторичной обмотке трансформатора 4 через полууправляемый выпрямитель и к первичной обмотке трансформатора 4 параллельно конденсатору колебательного LC-контура, включенного на выходе мэгнитно-тиристорного умножителя 1 частоты, достигается чередование режимов непрерывной и дозированной передачи энергии и получение режимов работы, при которых напряжение на конденсаторе LC- контура в несколько раз превышает амплитуду питающего напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (5I) 5 H 02 М 7/155

ГОСУДАРСТВЕНЮЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

22 (21) 4493376/07 (22) 27.07.88 (46) 23.06.91. Бюл. N. 23 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) P.À.Àõìåðîâ, А.Л.Белозеров, Ю.А.Гайнцев и Ю.А.Лось (53) 621.314.5 (088.8) (56) Шапиро С.В. и др. Синтез тиристорных преобразователей с непосредственной связью методом магнитно-тиристорной аналогии. — Труды Уфимского авиационного инта, Уфа, 1974, вы.79.

Авторское свидетельство СССР

hk 993409, кл. Н 02 М 7/155, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ. Ы„„1658340 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания технологических нагрузок. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Благодаря подключению нагрузки 9 к вторичной обмотке трансформатора 4 через полууправляемый выпрямитель и к первичной обмотке трансформатора 4 параллельно конденсатору колебательного

LC-контура, включенного на выходе магнитно-тиристорного умножителя 1 частоты, достигается чередование режимов непрерывной и дозированной передачи энергии и получение режимов работы, при которых напряжение на конденсаторе LCконтура в несколько раз превышает амплитуду питающего напряжения, 3 ил.

1658340

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания технологических нагрузок, где требуется чередование дозированной и непрерывной передачи энергии, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя.

На фиг.1 приведена схема преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы его работы; на фиг.3 — графики изменения максимального напряжения на конденсаторе при различных начальных условиях, где индексы соответствуют номерам элементов на фиг. 1, а UggpM номинальное напряжение на конденсаторе 3.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит магнитно-тиристорный умножитель 1 частоты питающей сети в целое число раэ (МТУЧ), к выходным зажимам которого подключен колебательный LC-контур, состоящий из индуктивности 2 и конденсатора 3, Однофазный согласующий трансформатор 4 своей первичной обмоткой включен параллельно конденсатору 3. К вторичной .обмотке подключен однофазный полууправляемый выпрямитель, состоящий иэ тиристоров 5 и

6 и диодов 7 и 8. Выход управляемого выпрямителя соединен с нагрузкой 9. Фильтровый дроссель на фиг.1 не показан. МТУЧ

1 состоит из преобразователя числа фаэ (ПЧФ) входной трехфаэной системы напряжений в двенадцатифазную. На фиг.1 показаны лишь выходные фазы 10 — 21 ПЧФ. В каждой выходной фазе 10 — 21 подключено по одному тиристору 22 — 23 анодом или катодом. Колебательный контур включен между общей точкой тиристоров и нулевой точкой ПЧФ.

Преобразователь работает следующим образом.

Допустим, что в момент времени t1 (фиг.2а,б) включается тиристор 29 фазы 17, что соответствует углу управления а =160 (при отсчете от начала положительной полуволны соответствующей синусоиды фазы

17): Цифровые обозначения на фиг.2 соответствуют цифровым обозначениям элементов на фиг.1.

Импульсы на тиристоры 5 и 6 в момент

t> не подаются и выходное напряжение равно нулю.

Напряжение, прикладываемое к элементам колебательного контура 2, 3 U2,з (фиг.2а) определяется напряжением фазы

17 ПЧФ. Происходит заряд конденсатора 3.

При уменьшении тока в контуре в момент времени t2 до тока удержания тиристор 29 закрывается (фиг.2б). В момент 1з (фиг.2г) 5

45 управляющий импульс подается на тиристор 6 и происходит разряд конденсатора 3 на нагрузку 9. Величина напряжения на нагрузке 9 (рис.2г) определяется напряжением на конденсаторе 3 (фиг.2в) и коэффициентом трансформации однофаэного трансформатора 4.

В случае короткого замыкания ток нагрузки резко увеличивается. Так как тиристоры 22-23 закрыты, ток в нагрузке поддерживается лишь эа счет энергии, накопленной в конденсаторе 3 на интервале

ti t2. Причем, чем больше величина тока нагрузки, тем быстрее происходит разряд конденсатора 3 и тем меньше напряжение, прикладываемое к нагрузке.

В момент времени t4, что соответствует а =150, подается управляющий импульс на тиристор 24, и конденсатор 3 перезаряжается. В случае, если тиристор 6 к моменту времени t4 не закрылся при смене полярности напряжения на конденсаторе 3, к тиристору 6 прикладывается отрицательное напряжение, и он закрывается. Перезаряд конденсатора заканчивается в момент времени ts. ток в LC-контуре снижается до нуля и тиристор 24 закрывается.

В момент 1в управляющий импульс подается на тиристор 5 несимметричного управляемого выпрямителя и происходит разряд конденсатора 3 на нагрузку. Далее работа преобразователя повторяется, Значение напряжения на конденсаторе в конце перезаряда зависит от начального напряжения на нем и угла включения очередного по ходу работы тиристора 22-23, Начальное значение напряжения на конденсаторе при его разряде на нагрузку зависит от значения сопротивления нагрузки предыдущего разрядного цикла. Углы управления а тиристорами 22 — 23 изменяются в процессе работы от 180 до 90 . Система управления тиристорами обеспечивает требуемый закон изменения амплитуды импульсов выходного напряжения до номинального значения при резко переменных и заранее неизвестных параметрах нагрузки.

На фиг.3 (график 1) приведена выявленная зависимость изменения напряжения на конденсаторе 3 в конце заряда от значения угла управления тиристорами а при включении колебательного LC-контура на синусоидальное напряжение и нулевых начальных условиях. График 2 на фиг.3 соответствует включению колебательного контура на синусоидальное напряжение при ненулевых начальных условиях, 1658340 2,Э

Использование полууправляемого выпрямителя позволяет расширить функциональные возможности преобразователя переменного напряжения в постоянное.

При углах управления тиристорами 5 и 6 5 (фиг.1) а -0 работа однофаэного выпрямителя ничем не отличается от работы неуправляемого выпрямителя и осуществляется непрерывная передача энергии в нагрузку.

При включении тиристоров 5 и 6 после вы- 10 ключения очередного по ходу работы тиристора умножителя 1 частоты (фиг.1) осуществляется прерывистая, дозированная передача энергии в нагрузку. При этом амплитуда напряжения на конденсаторе 3 и 15 следовательно и на нагрузке 9 значительно увеличивается за счет так называемого явления "тирорезонанса" Ограничение на амплитуду выходных импульсов напряжения накладывается лишь используемой элемен- 20 тной базой (классом тиристоров, допустимым напряжением на конденсаторе).

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий подклю- 25

4 ченный к источнику питания магнитно-тиристорный умножитель частоты, к выходу которого подключен колебательный

LC-контур, согласующий однофазный трансформатор, первичная обмотка которого включена параллельно конденсатору указанного LC-контура, а в цепь его вторичной обмотки через однофаэный выпрямитель включена цепь для подключения нагрузки, и блок управления тиристорами умножителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, указанный однофазный выпрямитель выполнен управляемым, а блок управления выполнен обеспечивающим изменение амплитуды выходных импульсов в соответствии с зависимостью

Оэ=- 1.95.10 а + 3,52+ О О), где а — угол управления тиристорами магнитно-тиристорного умножителя частоты;

Оэ(0) — начальное значение напряжения на конденсаторе LC-контура;

Оэ — напряжение на конденсаторе LCконтура в конце заряда.

1658340

Фиа 3

Редактор В. Данко

Заказ 1720 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного 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

ЦЗ

"seen

Составитель С. Меркушев

Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая