Преобразователь постоянного токав переменный

 

О П И С А Н И Е пц 50888l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сема беввтский

Овциалкстнчвсннх„

Реснубли» (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.08.70 (21) 1474929/24-7 с присоединением заявки № (23) П р нор итет

Опубликовано 30.03.76. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 17.05.76 (51) М. Кл 2 Н 02М 7/515

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. М. Кацнельсон и Л. И. Гутин

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В ПЕРЕМЕННЫЙ

Известны схемы преобразователей постоянного тока в переменный имеют низкий к. п. д. из-за больших потерь мощности в разрядных сопротивлениях защитных RC-цепочек.

Цель изобретения — устранение этого недостатка.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе применены вспомогательные последовательные инверторные ячейки, подключенные к каждой паре демпфирующих конденсаторов по схеме со средней точкой, и выпрямители, подключенные выходными зажимами к разделительной емкости.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Преобразователь состоит из инверторного моста с тиристорами 1, 2, 3, 4, встречно-параллельными диодами 5 — 8, коммутирующего конденсатора 9 и коммутирующей индуктивности 10, разделительной емкости 11, защитной индуктивности 12 и нагрузочного контура, состоящего из индуктора 13, зашунтированного емкостью 14. К источнику питания инвертор подключен через входной дроссель 15.

Параллельно каждому силовому тиристору и встречно параллельному диоду присоединены демпфирующие цепочки, образованные диодами 16, 17, 18, 19 и конденсаторами 20 — 23.

На обеих парах демпфирующпх конденсаторов 20, 23 и 21, 22 смежных противофазных плеч моста как на источниках построены два вспомогательных последовательных инвертора, 5 включающих в себя тиристоры 24 — 27, выходные повышающие трансформаторы 28, 29 со средними точками и выпрямители на диодах

30 — 33.

Выходы выпрямителей присоединяются к

10 разделительной емкости 1.

Схема работает следующим образом.

B установившемся режиме разделительная емкость 11 нормально заряжена до напряжения источника питания. При включении ти15 ристоров 1 и 3 происходит перезаряд коммутирующего конденсатора 9 через индуктивность 10, нагрузку 13, 14, защитную индуктивность 12 и разделительную емкость 11.

Схема рассчитана так, что процесс имеет

20 колебательнь|й характер. Через нагрузку протекает положительная полуволна тока В направлении, указанном стрелкой, После того, как напряжение на коммутирующем конденсаторе 9 станет выше напряжс25 ния исто шика питания и положительная 110луволна тока пройдет через нулевое значение, тиристоры 1 и 3 выключаются. Затем включаются встречные диоды 5 и 7 и по колебательному контуру инвертора протекает от30 рицательная полуволна тока, 508881

Через нагрузку протекает ток в направлении, обратном, указанному стрелкой на чертеже. После того как коммутирующий кон-. денсатор 9 разрядится до напряжения, меньшего, чем напряжение источника питания, отрицательная полуволна тока проходит через нуль.

При этом, однако, встречно-параллельные диоды 5, 7 еще не могут восстановить свои запирающие свойства из-за накопления избыточных носителей заряда в структуре полупроводниковой базы.

Следовательно, в силу условия колебательности процесса в контуре инвертора имеет место выброс обратного тока встречно-параллельных диодов 5 и 7.

В момент восстановления этими диодами своих запирающих свойств, т. е. при обрыве их обратного тока магнитная энергия, запасенная в индуктивных элементах схемы, превращаясь в энергию электрического поля, накапливается на демпфирующих конденсаторах

20 н 22. При достаточной величине этих конденсаторов возникающий импульс прямого напряжения на тиристорах 1 н 3 ограничивается по амплитуде и крутизне нарастания в допустимых пределах.

Далее включаются тиристоры 2 и 4 и конденсатор 9 начинает снова перезаряжаться.

Через нагрузку и разделительную емкость протекает вторая положительная полуволна тока. После обратного пер езаряда коммутирующего конденсатора 9 и погасания тиристоров 2, 4 включаются диоды б и 8 и через нагрузку протекает отрицательная полуволна тока.

При восстановлении запирающих свойств диодов б и 8 энергия, запасенная в индуктивных элементах, накапливается на демпфирующих конденсаторах 21 и 23, аналогично тому, как это имеет место при выключении диодов 5 и 7.

Разряд демпфирующих конденсаторов и подготовка их к новому циклу заряда осуществляется с помощью тиристоров 24 — 27.

Каждый из этих тиристоров включается од= новременно с соответствующим ему силовым тиристором инвертного моста, т. е, тиристоры 24, 26 включаются одновременно с тиристорами 1 и 3, а тиристоры 25 и 27 — с тиристорами 2 и 4.

При включении тиристоров 24 и 26 и 25 и

27 происходит разряд соответствующих конденсаторов 20 и 22 или 21 и 23 через первичныс обмотки импульсных повышающих трансформаторов 28 и 29. Следует заметить, что при работе тиристоров 24 и 26 токи в первичных обмотках трансформаторов 28 и 29 текут слева направо, а при работе тиристоров 25 и

27 справа налево. Энергия, трансформируемая во вторичные обмотки трансформаторов через двухполупериодные выпрямители на диодах

30 — 33 сбрасывается на разделительную емкость 11, т. е. возвращается обратно источни20 ку питания. Таким образом осуществляется отвод энергии от демпфирующих емкостей в предлагаемой схеме инвертора.

Это дает возможность увеличить величину этих емкостей и тем самым снизить коммута25 ционные перенапряжения на вентилях, а также крутизну нарастания прямого напряжения на тиристорах.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий мост на тиристорах и встречных неуправляемых вентилях с демпфирующими конденсаторами, присоединенными

З5 через диоды параллельно силовым тиристорам, и связанный с выходными зажимами через разделительную емкость, отличающийсяя тем, что, с целью повышения к. п. д. преобразователя, он снабжен вспомогательными по40 следовательными инверторными ячейками, подключенными к каждой паре демпфирующих конденсаторов по схеме со средней точкой, и выпрямителями, подключенными выходными зажимами к разделительной емко45 сти.

508881

Составитель Г. Вотчицев

Текред Т. Рыбалко

Корректор А. Дзесова

Редактор В. Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1042, 1О Изд. Ы 1225 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитата Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб, д. 4/5