Способ управления тиристорным преобразователем

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i >) 741407 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 03.01.78 (21) 2563877/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹вЂ”

Н 02 P 13/16

Гасударственный комитет (23) Приоритет— ио делан изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 18.06.80 (53) УДК 621.316. .727(088.8) (72) Автор изобретения

Б. 3. Курчик

Ленинградский электротехнический институт связи им. М. А. Бонч-Бруевича (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам преобразования постоянного: тока в переменный ток низкой частоты и может быть использовано в качестве источника резервного питания аппаратуры связи,.

Известен способ формирования тока низкой частоты из высокочастотных им« пульсов тока, применяемый для управления инвертором, содержащий две пары

10 тиристоров, высокочастотный коммутирующий контур и низкочастотный трансформа- тор, состоящий в том, что генерируют последовательность узких высокочастотных импульсов, генерируют низкочастотные импульсы синусоидальной трапецеидальной или прямоугольной формы, в течение каждого полупериода тока низкой частоты высокочастотные сигналы управления подают поочередно только на одну пару тиристоров, а низкочастотное выходное напряжение формируют из двухполярHhlK импульсов напряжения трансформатор Ы.

Недостатком данного способа является формирование тока низкой частоты на выходном низкочастотном трансформаторе, имеющем значительные габариты и массу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления преобразователем, содержащим высокочастотный инвертор и делитель частоты, состоящий в том, что генерируют последовательность узких высокочастотных импульсов и поочередно подают их на тиристоры инвертора, генерируют низкочастотные им пульсы длительностью в полпериода тока низкой частоты; последовательность узких высокочастотных импульсов сдвигают по фазе; в течение каждого полупериода тока низкой частоты сдвинутые по фазе высокочастотные импульсы управления подают на тиристоры двух или нескольс ких плеч делителя частоты; выходной ток низкой частоты формируют иэ двух полярных импульсов тока вторичной обмотки трансформатора и фильтруют. Фор

3 7414 му выходного напряжения таких преобразователей улучшают амплитудно-импульсной модуляцией напряжения. Для ее осуществления целитель частоты выполняют многоплечевым. Для улучшения формы

5 выходного тока преобразователя с двухплечевым делителем частоты фаэовые сдвиги сигналов управления тиристорами делителя частоты или частоту сигналов управления тиристорами инвертора изме- 1О няют по синусоидальному закону 2 .

Недостатком этого способа является сложность формирования низкочастотного выходного напряжения, заключающаяся в преобразовании постоянного напряжения 1 в высокочастотное переменное и его--последующего преобразования в низкочастотное переменное напряжение и низкая надежность устройств, реализующих способ. . Е1ель изобретения - упрощение формирования низкочастотного тока и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления тиристорным преобразователем, содержащим высокочастотный последовательный инвертор с узлом рекуперации избыточной энергии дросселя и с отделенным от нагрузки узлом коммутации и подключенный ко вторичной обмютке дросселя двуплечевой де« литель частоты с выходным фильтром, состоящий в том, что генерируют и сдвигают по фазе последовательность высокочастотных импульсов управления тиристорами, преобразователя, формируют на выходе инвертора импульсы тока низкой частоты из высокочастотных импульсов тока, подают в течение каждого полупериода тока низкой частоты сдвинутые высокочастотные импульсы управления тиристора-. О ми делителя частоты íà TBpHGTGp только одного плеча делителя и формируют выходной ток низкой частоты из протекающих во вторичной обмотке дросселя однополярных высокочастотных импульсов тока удвоенной частоты коммутации тиристоров инвертора.

На фиг. 1 схематически изображено устройство в котором, реализуется предложенный способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, на которых приведены формы токов плеч делителя частоты (1® 14 ), а также ток нагрузки при. отсутствии выходного фильтра (< 4 ) и напряжение на нагрузке при наличий конденсатора, шунтируюшего нагрузку (0 ).

Силовая часть преобразователя (фиг, 1) состоит из тиристоров 1-4, диода 5, дрос07 4 селя 6 с обмотками 7-11, коммутирую щих конденсаторов 12-13, нагрузки 14, шунтированной конденсатором выходного фильтра 1 5.Элементы 1, 2, 5, 7-Э, 1 2-1 5 входят в состав инвертора, Q элементы 3, 4, 10 н 1 1 - в состав делителя частоты.

При необходимости формирования на выходе преобразователя тока синусои-. дальной формы модулируют по синусоидальному закону частоту последовательности импульсов управления тиристорами инвертора, либо фазовый сдвиг последовательности импульсов управления тиристорами делителя частоты относительно первой последовательности. Изменением частоты первой последовательности высокочастотных импульсов или фазового сдвига второй последовательности импульсов относительно первой регулируют величину выходного низкочастотного тока.

При отсутствии конденсатора 15 в установившемся режиме работы на номинальную нагрузку наблюдаются четыре т существенно различных этапа. В течение первого этапа открыт один из тиристоров инвертора 1 или 2. При этом происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов

12 и 13 и накоппение энергии в магнитном поле дросселя 6.

Заканчивается первый и начинается второй этап, когда напряжение на обмотке 9 дросселя 6 становится равным напряжению питания и открывается диод 5, При этом прекращается протекание тока через тиристор инвертора и первичную обмотку дросселя, а энергия, накопленная в дросселе, возвращается в источник питания. Ток обмотки .9 снижается по линейному закону, Через интервал времени равный с, после начала второго этапа подается сигнал управления на один из тиристоров делителя частоты, например 3. Через обмотку 1 0 начинает протекать ток, создающий падение напряжения на нагрузке 14. При этом ЭДС, приходящаяся на виток обмотки 10, меньше чем на виток обмотки 9, что приводит к запиранию диода 5, прекращению тока через обмотку 9 и началу третьего этапа, Заканчивается третий этап в момент снижения до нуля тока обмотки 1 0 дросселя.

На 4-ом этапе отсутствует ток во всех. элементах преобразователя.

Из рассмотрения работы преобразователя следует, что при неизменном сопротивлении нагрузки (В„, = consi) увеличение интервалат приводит к уменьшению амплитуды импульса тока нагрузки из за

5 7414 увелйчения длительности второго этапа работы. Следовательно, фазовое регулирование интервала с приводит к амплитуднофазоимпульсному регулированию тока (напряжения) нагрузки, Данное свойство преобразователя упрощает формирование выходного тока синусоидальной формы.

При шунтировании резистора 14 конденсатором 15 длительности третьего 10 этапа работы изменяются от одного высокочастотного полупериода к другому, а на четвертом этапе конденсатор 15 разряжается на нагрузку 14.

Технико-экономические преимущества 1 предлагаемого способа управления расcMBtpNBB8MsIM преобразователем постоянного тока в переменный низкой частоты заключаются в упрощении формирования низкочастотного тока за счет подачи в 2о течение каждого полупериода тока низкой частоты сигналов управления на тиристор только одного плеча делителя частоты и в повышении надежности преобразователя за счет исключения необходимости в че- 25 тырехплечевом делителе частоты.

Формула изобретения

Способ управления тиристорным преоб- ЗО разователем, содержащим высокочастотный

07 6 последовательный инвертор с узлом рекуперации избыточной энергии дросселя и с отделенным от нагрузки узлом коммутации и подключенный ко вторичной обмотке дросселя двуплечевой делитель частоты с выходным фильтром, состоящий в roM, что генерируют и сдвигают по фазе последовательность высокочастотных импульсов управления тиристорами преобразователя, формируют на выходе инвертора импульсы тока высокой частоты, формируют импульсы тока низкой частоты из высокочастотных импульсов тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения формирования низкочастотного тока и повышения надежности, подают в течение каждого полупериода тока низкой частоты сдвинутые высокочастотные импульсы управления тиристорами делителя частоты на тиристор только одного плеча делителя частоты и формируют выходной ток низкой частоты из протекающих во вторич« ной обмотке дросселя однополярных высокочастотных импульсов тока удвоенной частоты коммутации тиристоров инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 356739, кл. Н 02 N 5/42„1968, 2, Тиристоры . Технический справочник.

М., Энергия, 1971, с. 303, рис. 11/36.

74 i407

Составитель О. Наказная

Редактор С, Патрушева ТехредЖ.Кастелевич Корректор Н. Григорук

Заказ 3333/9 Тираж 783 Подписное

UHHHI1H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4