Управляемый выпрямитель с искусственной коммутацией

 

ее.теи кс те: "" ч И ии,;;,-;е".з ь11 Ь 4

Союз Советски к

Социалистических

Респубпии (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 03.05.78 (21) 2612000/24-07 с присоединением заявки И (23) Приоритет

1Ъеудерствапай камитет

СССР ие делам изебретеиий и етирытий

Н 02 М 7/12

Опубликовано 05.12.79, Бюллетень лЪ 45

Дата опубликования описания 05,12.79

УД1 621.314. .632(O88,8) В. М. Антюхин, В. В. Литовченко, O. С. Назаров, Н. A. Ротанов и В. А, Шаров (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (7I) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ИСКУССТВЕННОЙ

КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к области преобра. зовательной техники, а точнее к управляемым

l полупроводниковым выпрямителям с искусст-! венной коммутацией и может быть использо- вано для преобразования переменного напря5 жения в постоянное регулируемои величины, Известны управляемые выпрямители, в которых выключение силовых тиристоров проиэвофится путем подключения параллельно выключаемым тиристором цепочки, состоящей те из предварительно заряженного конденсатора и дросселя (1).

Известны также преобразователи и управляемые выпрямители с двумя тиристорами и двумя диодами, собранными по мостовой схеме так, что два последовательно включенных диода образуют буферный контур для цепи постоянного тока, а параллельно каждому силовому тиристору подключен блок искусственной коммутации, содержащий последовательно соединенные конденсатор и пару встречно параллельно включенных вентилей, один из которых является зарядным, а другой коммутирующим (2) .

Указанные схемы выпрямителей обладают рядом положительных качеств, таких как высокая коммутационная надежность, контролируемая величина напряжения на коммути. рующем конденсаторе и другими. Недоетаток известных схем связан с низким использованием установленной мощности полупроводниковых венпптей, так как коммутируюшие тиристоры работают в импульсном режиме с частотой переключения, равной частоте напряжения питающей сети.

Прототипом изобретения является управляемый выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий два силовых диода и два силовых тиристора, включенных по мостовой схеме, и блок искусственной коммутации, состоящий из коммутирующего тиристора и двух цепочек, каждая иэ которых включена параллельно соответствующему тиристору и состоит из последовательно соединенных конденсатора и зарядного вентиля.

Целью изобретения является повьипение технико-экономических показателей, а также упрощение выпрямителя.

3 70

Эта цель достигается тем, что в управляемом выпрямителе с искусственной коммутацией коммутирующий тиристор включен в прямом направлении между общими точками соединения указанных цепочек.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого выпрямителя.

Выпрямитель содержит силовые диоды 1, 2 и тиристоры 3, 4, собранные по мостовой схеме. В одну из диагоналей моста включена вторичная обмотка трансформатора 5, а в другую - нагрузка 6. Параллельно тиристорам 3 и 4 пбдключены две цепочки, образованные последовательно соединенными зарядным вентилем 7 и конденсатором 8 и зарядным вентилем 9 и конденсатором 10. К общим точкам указанных цепочек подключен коммутирующий тиристор 11.

Выпрямитель работает следующим образом, Пусть в некоторый момент времени напряжение на вторичной обмотке трансформатора 5 имеет полярность, указанную на чертеже, Ток к нагрузке проводят вентилю 2 и 3. Конденсаторы 8 и 10 заряжены . с указанной на чертеже полярностью,для включения тиристора 3 подают управляющий импульс на коммутирующий тиристор 11. При включении тиристора 11 конденсаторы 8 и 10 соединяются последовательно и к выходу выпрямителя прикладывается напряжение, равное сумме напряжений на каждом из конденсаторов и противоположное по знаку напряжению на обмотке трансформатора 5. Вследствие этого ток нагрузки начинает замыкаться по цепи: конденсатор 10, тиристор 11, конденсатор 8, нагрузка 6. По цепи: диод 2, обмотка трансформатора 5, вентиль 9, тиристор 11, конденсатор 10, нагрузка

6 продолжает протекать ток вторичной обмотки трансформатора. При открытом вентиле 9 к тиристору 3 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе 8, в результате чего тиристор 3 обесточивается и выключается, После перезаряда конденсатора

8 до напряжения, равного текущему значению на обмотке трансформатора и обратного полярности, указанной на чертеже, тиристор 11 включается, ток нагрузки начинает протекать через диоды 1 и 2, а напряжение на конденсаторе 10 фиксируется на уровне, равном значению напряжения па вторичной обмотке транс форматора в момент коммутации. В следующи полупериод времени напряжение на вторичной обмотке трансформатора изменяет знак на про тивоположный, при этом открываются вентили

1 и 7. и происходит переэаряд конденсатора 8.

Ток нагрузки продолжает протекать через диоды 1 и 2. После открытия тиристора 4 к нагрузке прикладывается напряжение вторич2474 ной обмотки трансформатора, и схема работает в обычном выпрямительном режиме, Включением тиристора 11 начинается процесс коммутации, протекание которого аналогично описанному выше. После включения тиристора 4 и схемы полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора схема возвращается в исходное состояние, показанное на чертеже.

В качестве зарядных вентилей могут быть

10 использованы тиристоры, при этом моменты их включения должны быть согласованы с полярностью напряжения на обмотке трансформатора и моментами включения тиристора 11.

Для ограниченйя скорости нарастания

15 тока в контуре коммутации последовательно с зарядными вентилями могут быть включены токоограничивающие дроссели, В данной схеме выпрямителя в процессе включения силового тиристора одновременно

20 используется энергия, накоппенная в двух конденсаторах, что способствует повышению коммутационной устойчивости блока искусственной коммутации. Кроме того, в послекоммутационный момент времени один иэ конденсаторов

25 выполняет роль накопительного и поглощает энергию,запасенную в индуктивностях источника питания, Таким образом, технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения определяется повышением коммутационной устойчивости выпрямителя, упрощением его схемы, улучшенным использованием мощности установленного оборудования, что позволяет в целом сократить количество полупроводниковых приборов на 10-15%. IÔсрмула изîoðетения .Управляемый выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий два силовых диода

- и два силовых тиристора, включенных по мостовой схеме, и блок искусственной коммутации, состоящий из коммутирующего тиристора и двух цепочек, каждая из которых включена параллельно соответствующему тиристору и состоит из последовательно соединенных конденсатора и зарядного вентиля, о т л и ч а ю45 шийся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей и упрощения, коммутирующий тиристор включен в прямом направлении между общими точками соединения указанных цепочек.

Источники информации, и принятые во внимание при экспертизе

1. Ker1.— Heiz Bezo1d Loschhare, einphasige

Stromrichter mit Sektorsteuerung fur die

Speisung von Mischstromrnotoren F1. Bahnen, 45 (1974), Н.12, S. 281-286, 2. Крайцберг М. И. и др. Импульсные методы регулирования цепей постоянного тока с помощью тиристоров.М.,"Энергия",! 969,с,88.

702474

Составитель Л.Устинкина

Техред О.Андрейко Корректор М. Пожо. Редактор В. Фельдман

Заказ, 7605/51

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

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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