Преобразователь напряжения изаксона

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей . Устройство содержит симисторы 1- 4 включенные по мостовой схеме. Из-за возможности симисторов 1-4 пропускать ток как в прямом, так и в обратном направлении однофазный мостовой выпрямитель может работать как реверсивный выпрямитель и как регулятор мощности переменного тока. Переключение работы преобразователя с одного режима на другой осуществляется декадными переключателями 17...20, за счет чего достигается цель. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678538/07 (22) 14.04.89 (46) 07.03.92. Бюл. Гч 9 (75) Г.А.Изаксон (53) 621,314.2(088,8} (56) 1.Полупроводниковые выпрямители./Под ред. Ковалева. M: Энергия, 1967, с.55.

2. Патент Великобритании

М 1513799, кл. Н 02 М 7/155, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

ИЗАКСОНА,, Ы,„, 1718349 А1 (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство содержит симисторы 1—

4 включенные по мостовой схеме. Из-за возможности симисторов 1 — 4 пропускать ток как в прямом, так и в обратном направлении однофазный мостовой выпрямитель может работать как реверсивный выпрямитель и как регулятор мощности переменного тока.

Переключение работы преобразователя с одного режима на другой осуществляется декадными переключателями 17...20, за счет чего достигается цель, 2 ил.

1718349

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к преобразованию однофазного переменного напряжения в регулируемые переменное и реверсивное постоянное напряжения, и может быть использовано во всех областях промышленности, где требуются регулируемые напряжения, как переменное, так и реверсивное постоя н ное.

Известен однофазный мостовой выпрямитель, содержащий четыре неуправляемых вентиля-диода (1).

Недостатком данного выпрямителя является невозможность реверсирования и регулирования выпрямленного напряжения, а также невозможность получения и регулирования переменного напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь напряжения, содержащий первый, второй, третий и четвертый симисторы, включенные по мостовой схеме, узел управления симисторами, причем общая точка соединения катодов первого и второго симисторов и общая точка соединения анодов третьего и четвертого симисторов соединены с соответствующими выводами для подключения нагрузки, а общая точка соединения катода четвертого симистора и анода первого симистора и общая точка соединения катода третьего симистора и анода соединены с соответствующими выводами для подключения сети переменного тока (2).

Недостатком данного преобразователя является невозможность использования его в качестве реверсивного однополупериодного выпрямителя, а также получения регулируемого переменного напряжения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что преобразователь напряжения, содержащий первый, второй, третий и четвертый симисторы, включенные по мостовой схеме, содержит узел управления симисторами. который выполнен в виде индивидуальных схем управления каждым симистором, при этом схемы управления первым и вторым симистором идентичны и содержат и оследовател ьно соединен н ые переменный резистор и конденсатор, включенные параллельно соответствующему симистору, общая точка их соединения через последовательно соединенные декадный переключатель, встречно-параллельно соединенные динисторы и токоограничивающий резистор подключены к управляющему электроду симистора, схема управления третьим и четвертым симисторами идентичны и содержат последовательно соединенные декадный переключатель, встречно-параллельно включенные динисторы и токоограничивающий резистор, включенные между анодом и направляющим электродом

5 соответствующего симистора.

Сопоставительный анализ изобретения с прототипом выявил наличие новых элементов (динисторов, декадных переключателей) и их схемы соединения (встречно-парал10 лельное включение динисторов с последовательно соединенным декадным переключателем, два из которых подключены к анодам симисторов, а два — в RC-цепь).

На фиг.1 дана электрическая схема пре15 образователя; на фиг.2 — зависимость выходного напряжения преобразователя от кода, устанавливаемого на декадных переключателях.

Преобразователь напряжения содер20 жит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 симисторы, включенные по мостовой схеме и способные пропускать ток в прямом или обратном направлении или одновременно туда и обратно. Благодаря этому

25 свойству симисторов однофазный мостовой выпрямитель может работать как реверсивный выпрямитель и регулятор мощности переменного тока при наличии только четырех силовых элементов, К управляющим элект30 родам симисторов 1...4 подключены токоограничивающие резисторы 5...8, к которым подключены встречно-параллельно динисторы 9...16. Другие выводы динисторов

9...16 подключены к декадным переключате35 лям 17...20, причем динисторы 9...16 обеспечивают вертикальный фронт управляющего импульса и, кроме того, совместно с декадными переключателями 17„,20 обеспечивают выбор подачи положительного или

40 отрицательного импульса управления на вход симисторов 1...4 или положительного и отрицательного импульсов одновременно на симисторы 1, 3 или 2, 4. При этом два декадных переключателя 19, 20 подключены

45 к анодам симисторов 3, 4, а переключатели

17, 18 включены в RC-цепь между конденсаторами 21, 22 и переменными резисторами

23, 24, которые подключены соответственно к катоду и аноду симисторов 1, 2, К выходу

50 и реоб разо вателя подкл юче на нагрузка 25.

Для работы универсального преобразователя из сети подается переменное напряжение, при этом на выходе преобразователя потенциал равен нулю.

55 Для подачи постоянного или переменного напряжения на нагрузку 25 на декадных переключателях 17...20 устанавливается один из кодов, которому соответствует заданное напряжение на выходе преобразователя (фиг.2). Расположение цифр слева направо

17.18349

15

20 прохождение только положительных им- 25 сторов 1, 2 будет плюс, с анодных. 30

40 соответствует расположению декадных переключателей 17, 19, 18, 20. Выход декадного переключателя выполнен в коде 1-2 — 4-8., В схеме используются выходы 1 (контакты 26,.

28, 30, 32) и 2 (контакты 27, 29, 31, 33).

Работает преобразователь в качестве реверсивного выпрямителя следующим образом.

В этом режиме используются шесть кодов, два из которых 1111, 2222 (фиг.2) обеспечивают работу преобразователя как двухполупериодного выпрямителя, остальные 1100, 0011, 2200. 0022 обеспечивают его работу как однополупериодного выпрямителя, причем он может выпрямлять и регулировать любую полуволну в любой полярности. Например, код 1111, который надо установить на переключателях 17, 19, 18, 20, обеспечивает прохождение управля-. ющих импульсов, поступающихсанодовсимисторов 3, 4 и RC-цепи симисторов 1, 2 через контакты 26, 28, 30, 32, через динисторы 9...12 к симисторам 1...4. Наличие динисторов 9...12 в этой цепи обуславливает пульсов. Получая положительные импульсы управления, симисторы 1...4 пропускают ток в прямом направлении от анода к катоду, т.е, со стороны катодной группы симисимисторов 3, 4 будет минус, При наборе кода 2222 управляющие импульсы аналогично поступают через контакты 27, 29, 31, 33 декадных переключателей 17...20 и через динисторы 13...16, но уже отрицательные, которые пропускают динисторы к симисторам 1...4, Это обеспечивает открыванию си.мисторов 1...4 в обратном направлении, т.е. ток протекает от катода к аноду, при этом на выходе преобразователя на катодных семисторах 1, 2 будет минус, на анодных симисторах 3, 4 будет плюс, Таким образом, изменяя код 1111 на код 2222 на декадных переключателях 17.„20, осуществляют реверс выпрямленного напряжения на нагрузке 25. Регулирование выпрямленного напряжения осуществляется раздельно по каждой полуволне резисторами 23, 24, которыми изменяется RC-цепь, куда входят и конденсаторы 21, 22, Изменяя резисторами

23, 24 время заряда конденсаторов 21, 22, изменяют угол отпирания симисторов 1, 2, что приводит к изменению выпрямленного напряжения на выходе преобразователя.

Однополупериодным выпрямителем преобразователь работает при открывании симисторов 1,3 (коды 1100, 2200) или 2,.4 (коды 0011, 0022), каждая пара может выпрямлять одну полуволну, как положительную, так и отрицательную. Симисторы 1, 3

55 обеспечивают положительную полуволну при коде 1100, симисторы 2, 4 — при коде

0011. Получению отрицательной полуволны для симисторов 1, 3 соответствует код 2200, для симисторов 2,4 — код 0022. Выпрямленные симисторами 1, 3 полуволны регулируются переменным резистором 23, выпрямленные симисторами 2, 4 полуволны — переменным резистором 24.

Работает преобразователь в качестве регулятора мощности переменного тока следующим образом.

B этом режиме используют два кода

3300 и 0033. Код 3300 обеспечивает работу симисторов 1, 3, так как при этом коде декадные переключатели.17 и 19 пропускают ток одновременно по двум контактам 26, 27 и 30, 31, т.е. на симисторы 1, 3 поступают импульсы управления одновременно положительные и отрицательные. При этом симистор 3 полностью открыт и пропускает ток в прямом и обратном направлейии— работает как выключатель. Симистор 1 тоже открыт в прямом и обратном направлении, но открыт на угол; который обеспечивает

RC-цепь, т.е. при изменении резистором 23 сопротивления RC-цепи изменяется переменное напряжение на выходе преобразователя, приложенное к нагрузке 25, При коде 0033 аналогично работают симисторы

2, 4. Изменение выходного напряжения осуществляется переменным резистором 24.

Таким образом, предлагаемый универсальный преобразователь напряжения обеспечивает преобразование переменного тока в реверсивное регулируемое постоянное напряжение и в регулируемое переменное напряжение без дополнительных силовых элементов и силовой коммутации, Благодаря низким массогабаритным показателям, простой схеме управления и при этом большим выбором параметров выходного напряжения преобразователь найдет самое широкое распространение не только в быту и производстве во всех областях промышленности, но и как учебное наглядное пособие по электротехнике, электронике для школ, техникумов, институтов и т.д. Использование ЭВМ для управления преобразователем значительно расширит его функциональные возможности. Преобразователь может работать в дополнительном режиме — как силовой делитель частоты от 1 до 100 Гц, при этом можно получить "экономичный" режим, когда удаляется определенное количество полуволн, которые не изменяют техпроцесс и не нарушают технические параметры нагрузки, При широком внедрении

1718349 изобретения экономический эффект составит десятки миллионов рублей.

ЧЧ00

00 l1

ЧЧЧЧ

Риз.2

Составитель Г.Изаксон

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 889 Тираж 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

Формула изобретения

Преобразователь напряжения, содер- 5 жащий первый, второй, третий и четвертый симисторы, включенные по мостовой схеме, узел управления симисторами, причем общая точка соединения катодов первого и второго симисторов и общая точка соедине- 10 ния анодов третьего и четвертого симисторов соединены с соответствующими выводами для подключения нагрузки, а общая точка соединения катода четвертого симистора и анода первого симистора и общая 15 точка соединения. катода третьего симистора и анода второго симистора соединены с соответствующими выводами для подключения сети переменного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функ- 20 циональных возможностей узел управления

0022

2222

0033 симисторами выполнен в виде индивидуальных схем управления каждым симистором, при этом схемы управления первым и вторым симисторами идентичны и содержат последовательносоединенные переменный резистор и конденсатор, включенные параллельно соответствующему симистору, причем общая точка их соединения через последовательно соединенные декадный переключатель, встречно-параллельно соединенные динисторы и токоограничивающий резистор подключены к управляющему электроду симистора, схемы управления третьим и четвертым симисторами также идентичны и содержат последовательно соединенные декадный переключатель, встречно-параллельно включенные динисторы и токоограничивающий резистор, включенные между собой анодом и управляющим электродом соответствующего симистора.