Преобразователь постоянного напряжения

 

Р."- г :„., О П И С А и- И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик 1н 699623

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 210375 (21) 2115392/24-07 с присоединением заявки ИЫ— (233 Приоритет— (51)м. кл г

Н 02 М 3/135

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 25-11.79- Бнрддетеиь Но 43 (S3) УД (621. 314. . 57 (088. 8) Дата опубликования они ания 27,11., :(72) Автор изобретения

Л. Г. Кодезв

Уральское Отделение Всесоюзного Орде:.:.а 1рудсвого

Красного Знамени нау ьно-исслздовате ь-KcI 0 института железнадорожн:го транспорта (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОБЛТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам преобразования постоянного напря жения в постоянное другого уровня и предназначено для применения на элект-5 роподвижном составе.

Известны преобразователи постоянного напряжения н постоянное более низкое напряжение (1), (2) . Наиболее близким по технической сущности к )О предложенному изобретению является преобразователь, содержащий несколько однофазных инвертирующих ячеек с Обратными диодами, подключенными встречно-параллельно тиристорами, и коммутирующими ЬС-контурами, параллельно которым подключены первичные обмотки трансформаторов, причем ныходные выводы преобразователя подключены параллельно входным выводам одной из ячеек (3) .

Однако н известной схеме общий трансформатор с двумя первичными обмотками должен быть рассчитан по изоляции на полное напряжение источника питания, что увеличивает его массу и габариты.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, обмотки транс- ЗО рорматоров соецинаны между собой параллельно сннфазн.=мн выводами. Кроме того, B кажцом нз указ;-;нных транс форма=оран две втори iHze обмотки подключены параллель «о КО вторичным обмоткам двух сме. кн -|х ячеек, -!a фиг. 1 прин едена тринципиальна я схема 1-редл аг демо го прео бр аз он ателя; на фиг. 2 — диаграммы напряжеHHA и ТОКОВ в схе:4B преОбразОвателя J на фнг. 3 — принц.«пиальная схема преобразователя содзржащего три инвер тирх. ющ«1е ячей ки Оед?:н ен ные последо» вательно.

Предложеннь-й -.реобраэователь (ciiiF.,1} имеет две иннертирующие ячей» ки со встречно-параллельным соединением управляемого и неуправляемого вентилей. Каждая я «ейка содержит тирнсторы 1,2,неуправляемые вентили 3, 4,колебательный контур з виде дроссе. ля 5 и конденсато .? б,трансформатор 7 и конденсаторы фильтра 8,9,Импульсы тока управления для включения тиристоров обеих ячеек фОрмируются общим генератором прямоугольных импуЛьсов

10,Нагрузка 11 подключена параллель-, но входу одного иэ инверторов черен контактор 12.Синфазные выводы втория ных обмоток трансформаторон 7 ячеек б99623 соединены между собой параллельно.К входам ячеек подключены резисторы 13, 14.

В исходном состоянии импульсы тока управления на тиристоры инвертирую-, щих ячеек не поступают, нагрузка 11 отключена контактором 12 и напряжение источника питания распределяется между обеими ячейками пропорционально сопротивлениям резисторов 13, 14.

Соотношение между сопротивлениями резисторов 13, 14 выбирается равным отношению напряжений инверторов при номинальном режиме работы.

Как следует из диаграммы фиг. 2, на тиристоры 1 обоих инверторов по,ступают импульсы тока управлениями „

Включение тиристоров первой и второй ячеек преобразователя вызывает появление токов 1к„, i в цепи колеба 2 тельных контутов коммутации тока первичных обмоток трансформаторов.

При этом напряжения первичных обмоток трансформаторов U è U2 будут иметь величину равную напряжениям конденсаторов 8. При достаточно большой емкости конденсаторов напряжение на первичных обмотках трансформаторов будет иметь форму, близкую к прямоугольной. При включении тиристоров 1 через них будет протекать ток синусоидальной формы. В момент вре.мени tg ток 1.g с тиристоров 1 переходит в цепь вентилей 3. С этого момента начинается процесс восстановления запирающих свойств тиристора.

В момент времени t ток i „ñòàíoâèòся равным О, вентиль 3 включаются и на тиристорах восстанавливается прямое напряжение.

В момент времени 14 импульс тока управления i поступает на тиристо 2 ры 2 обоих ячеек и процессы в схеме преобразователя повторяется.

Включение нагрузки 11 к входу инвертора контактором 12 вызывает появление нагрузочной составляющей тока в цепи первичных обмоток трансформаторов 7. При этом нагрузочная составляющая тока первичной обмотки трансформатора 7 первого инвертора будет иметь прямое направление по отношению к проводимости тиристоров, а нагрузочная составляющая тока первичной обмотки трансформатора второй ячейки будет иметь обратное- направление. Это обстоятельство вызовет у еличение анодного тока тиристоров рвой ячейки и уменьшение анодного тока тиристоров второй ячейки. В случае, когда нагрузкой преобразователя является двигатель независимого или смешанного возбуждения, возможен режим, при котором благодаря ЭДС двигателя напряжение на входе второй ячейки будет иметь величину, большую максимального значения первичной обмотки трансформатора. В этом случае направление нагрузочной составляющей тока первичных обмоток трансформаторов 7 изменится на обратное и энергия от нагрузки будет передаваться в цепь источника питания, При этом, очевидно, нагрузочная составляющая така будет вызывать увеличение анодного тока тиристоров второй ячейки и уменьшение анодного тока тиристоров первой ячейки. Таким образом, предлагаемый преобразователь напряжения обеспечивает передачу энергии в обоих направлениях и может работать к как в режиме потребления энергии, так и в режиме ее рекуперации.

Подключение нагрузки параллельно . входу однсго из инверторов, включенных последовательно и зашунтированных конденсаторами фильтра, обеспечивает уменьшение максимального значения напряжения на нагрузке и исключает необходимость введения допс-лнительного выпрямителя с фильтр-устройством в схему преобразователя. Такой преоб10

20 разователь постоянного напряжения обладает свойством обратимости, позвоЛНющим передавать энергию от нагрузки к источнику питания.

В случае, когда необходимо преобразовать постоянный ток более высокоячеек. При этом схема преобразователя будет иметь вид,. приведенчый на фиг.3.

Инверторные трансформаторы такого преобразователя имеют две вторичные

40 обмотки. При этом, одна вторичная обмотка трансформатора соединена параллельно со вторичной обмоткой первой ячейки, а вторая — c третьей ячейкой.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного

/ напряжения, содержащий несколько однофазных инвертирующих ячеек с обрат- ными диодами, подключенными встречнопараллельно тиристорам, и коммутирующими ЬС-контурами, параллельно которым подключены первичные обмотки трансформаторов, причем выходные выводы преобразователя подключены параллельно входным выводам одной из ячеек, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы, вторичные -обмотки указанных трансформаторов соединены между собой параллельно синфазными выводами .

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью равномерного распределения напряжения между инвертирующими ячейками, в каждом из указанных трансформаторов две вторичные обмотки подключены парал-лельно ко вторичным обмоткам двух смежных ячеек.

50 бО го напряжения можно применить послеЗД довательное соединение 3-х и более

699623

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Розенфельд В. E. и др. Тиристорное управление электрическим подвижным составом, М., Транспорт, 1970, с. 53.

2. 3т1евченко В. B. и др. Питание собственных нужд электропоезда на

6 КВ постоянного тока „ Электрическая и тепловодная тяга, Р 6, 1974.

3. Арзамасцев H. В. и др. Рабо5 та статического преобразования в рЕжиме делителя напряжения, Труды

МЭИ, вып. 236, 1975, (прототип) .

699623

Составитель Г. Вотцицев

Редактор Д. Зубов Техред K.Вабурка Корректор М. Пожо

Заказ 7886/2 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4