Устройство для импульсного регулированиянапряжения

 

О П И С А Н И Е 3I8924

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 27.11,1969 (№ 1309216/24-7) с присоедннением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 28.Х.1971. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 22.Х I I. !97!

МПК 6 05f 1 22

Комитет по цепам изобретений и открытий при Совете т!пнистров

СССР

УДК 621.316.722 (088.8) Авторы изобретения! ИСЕСО тО хН,,Р

Б!,!БЛ) -jO7FHA

Л. В. Бирзниек и Я. А. Валейнис

Заявитель

Рижский политехнический институт

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ

Известны устройства для импульсного регулирования на|пряжения на нагрузке постоянного тока, содержащие источник питания, входной фильтр, сглаживающий реактор и тиристорный прерыватель, включающий главный и гасящий тиристоры, коммутирующий конденсатор и индуктивность перезаряда. Однако перезаряд коммутирующего конденсатора через главные тиристоры увеличивает минимально до пустимое время режима включенного состояния главных тиристоров. При заданном диапазоне регулирования это вызывает необходимость снижения рабочей частоты птрерывателя (iso отношению к той частоте, которую допускают тиристоры, вентили и остальные элементы схемы). К недостаткам устройств относится также наличие крутых фронтов нарастания токов IB главных и гасящих тиристорах, что может привести к выходу их из строя.

Цель изобретения — увеличение рабочей частоты преобр азователя и уменьшение габаритов устройства. Это достигается тем,что тиристорный прерьвватель выполнен в виде двух параллельных цепей (фаз), в каждой из которых последовательно выключены токоограничивающий дроссель перезаряда, основной тиристор, шунтировапный обратным вентилем, и дополнительный TllpHcTOp. Коммутирующий конденсатор включен между катодами основных тиристов (анодами до полнительных тиристоров) .

Катоды обратных вентилей основных тиристоров подключены,к тюложительному выходному зажиму входного фильтра.

На фиг. 1 представлена нринци пиальная элект рическая схема предлагаемого устройства; ца фиг. 2 и 3 — основные диаграммы токов и папряжепий устройства; на фиг. 4

10 и 5 — модификации усгройства.

При подаче импульсов управления на тиристоры Ti и Тз начинается коммутация тока от цепи штуптпрующего вентиля Вз ia цепь прерьгвателя: источник тока Š— дроссель L1 — ти15 ристор T — тиристор Т2 (режим А1 на фиг. 2). При этом скорость нарастания тока в тиристо рах Т, и Т, ограничивается до допустимой величины индуKTHBHocTbIo дросселя перезаряда У.п

20 После уменьшения тока шунтирующего вентиля В, до нуля ток нагрузки проходит по цепи: источник тока Š— дроссель L — тиристор

T f — тир истор T, — сглаживающий реактор

СР— нагрузка Н вЂ” источник тока Е (ре25 жим А2). Согласно заданной величине с|оважпости импульсов напряжения на нагрузке а= А1,з — —, где ХАп2 — продолжительность реТ жимов А и Аз (фиг. 2 и 3), Т вЂ” период повто30 рения циклов, системой управления подается

318924

30

3 импульс на электрод управления тиристора Т,.

Начинается запирание основного тиристора Т, (режим Б ), к которому прикладывается обратное напряжение конденсатора. После уменьшения тока через тиристор Т> до нуля конденсатор С перезаряжается по контурам: вентиль Bi — дроссель L> — дроссель L> — тиристор Т и тиристор T> — реактор CP — нагрузка Н вЂ” источник тока Š— дроссель L>— тиристор Тз.

По первому контуру перезаряд длится до спада тока конденсатора до величины тока нагрузки 1н (режим Б2). Затем перезарядпродолжается через нагрузку постоянным по величине током до достижения напряжения на конденсаторе U, величины напряжения Е источника питания (режим Вз). При U,=Å начинается коммутация тока от цепи прерывателя: дроссель L — тиристор Т, — конденсатор С вЂ” тиристор Т в цепь вентиля В>.

По окончании коммутационного режима Б4 ток через цепь прерывателя прекращается, а ток нагрузки 1н замыкается через шунтирующий вентиль В> (режим В). Далее системой управления согласно заданной рабочей частоте прерывателя импульс управления подается на тиристоры Тз и Т4. Начинается очередная коммутация тока в цепи вентиля В2 на вторую параллельную цепь прерывателя: источник тока Š— дроссель L2 — тиристор T3 — тиристор

Т4. К этому моменту конденсатор уже подготовлен к запиранию основного тиристора Тз путем подачи импульса управления на тиристор Т,.

Режимы работы первой цепи (фазы) прерывателя полностью относятся и к работе второй цепи (фазы), при этом нарастание скорости тока через тиристоры Тз и Т4 также ограничивается индуктивностью дросселя L2. После запира ния основного тиристора Тз и перезаряда конденсатора С цикл работы тиристорного широтно-импульсного преобразователя повторяется.

Величины индуктивностей дросселей L> и L> и емкости конденсатора С могут быть определены на основе заданных величин э.д.с. источника питания Е, тока нагрузки lн, времени

13яд восстановления запирающих свойств основных тиристоров и допустимой величины скорости нарастания тока в тиристорах

" r

)доп. При этом под временем запирания

4,„подразумевается время, в течение которо.

ro к основным тиристорам Т> и Тз после спада тока до нуля не должно быть приложено прямое напряжение.

Благодаря дросселям L> и L, включенным по схеме на фиг. 1, уменьшается также скорость нарастания токов как в основных Ti u

Тз, так и во вспомогательных Т2 и Т, тиристорах. Эти дроссели одновременно служат и для перезаряда коммутирующего конденсатора.

Особенностью схемы на фиг. 4 является шунтирование обратным вентилем не только основных тиристоров, но и дросселей перезаряда. Этим достигается ускорение перезаряда коммутирующего конденсатора и тем самым увеличивается рабочая частота преобразователя. Работа схемы при этом аналогична описанной.

В схеме меньшей мощности (см. фиг. 5) вместо основных тиристоров и их шунтирующих обратных вентилей включены симметричные тиристоры (симмисторы). При этом уменьшается количество элементов прерывателя.

Работа прерывателя не меняется, но система управления должна подавать дополнительные импульсы на электроды управления симмисторов в начале перезаряда конденсатора через симмисторы (в начале режима Б> на фиг, 2).

Предмет изобретения

1. Устройство для импульсного регулирования напряжения на нагрузке постоянного тока, содержащее источник питания, входной фильтр, сглаживающий реактор и тиристорный прерыватель, включающий главный и гасящий тиристоры, коммутирующий конденсатор и индуктивность перезаряда, отличающееся тем, что, с целью увеличения рабочей частоты преобразователя и уменьшения габаритов устройства, тиристорный прерыватель выполнен в виде двух параллельных цепей, в каждой из которых последовательно включены токоограничивающий дроссель, основной тиристор, шунтированный обратным вентилем, и дополнительный тиристор, причем между катодами основных тиристоров включен коммутирующий конденсатор.

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что катоды обратных вентилей основных тиристоров подключены к положительному выходному зажиму входного фильтра.

318924

Заказ. 3535/11 Изд. № 1478 Тираж 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 й4Т

Составитель В. Круглова

Редактор А. Ю. Пейсоченко Техред Л. Н, Богданова

Корректоры: М. Коробова и A. Абрамова