Импульсный преобразователь постоянногонапряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (г>841079

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву В 716121 (22) Заявлено 020677. (21) 2491751/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликоваио 2306.81- Бюллетень Ю 23

Дата опубликования описания 230681 (53)М. Кл З

H. 02 М 3/135

Государственный комитет

СССР яо дедам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314. . 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

О.Г. Булатов, В.Д. Поляков и А.И. Царенко (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ IIOCTORHHOI Î

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и гло>«ет быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Известны тиристорные иглпульсные преобразователи постоянного напряжения, содержащие отдельный г>еверсор на управляемых вентилях (1 ).

Недостатком известных преобразователей является наличие дополнительно двух последовательно соединенных вентилей по цепи тока нагрузки, что приводит к дополнительныгл потерям мощности в них

По основному авт. св. Р 716121 известен. импульсный преобразователь постоянного напряжения, содер>хащий подключенный между выводами для источника питания тиристорный мост с кон- 20 денсаторогл в диагонали переменного тока, встречно-параллельно вклщченные тиристоры, соединяющие.обкладки конденсатора с одним из выводов для подключения нагрузки % включеннугз между выводагли для,источника питания цепь из двух последовательно включенных тиристоров, точка соединения которых подклгэчена к упомянутому выводу для подключения:нагрузки (2130

Недостатком этого преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, à игленно, отсутствие ре-. верса тока нагрузки.

Цель изобретения - расгггирение функциональных возгложностей известного преобразователя при миниглальном количестве дополнительных вентилей, включенных последовательно по цепи тока нагрузки.

Поставленная цель достигается путем подключения в известный преобразователь последовательной цепи иэ двух пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, общая точка соединения которых образует один из выводов для подключения нагрузки.

На фиг. 1 показана принципиальная схема описываемого преобразователя, на фиг. 2 (а,б) - временные диаграмгы, пояснагощие работу устройства.

EIa входе преобразователя включен источник питания Е, к которому подключен глост, состоящий из тиристоров

1-4 и иглеющий в диагонали конденсатор

5, к обкладкагл которого подключены встречно-параллельно соединенные тиристоры б, 7 и 8, 9, имегжаие общую точку соединения и одним иэ выводов якоря 10 двигателя постоянного тока

841079 б5 (ДПТ). I(этому х<е выводу подключены тиристор 11, катод которого соединен с .п л юo<с:<о>в о0й Lш>иHнHоoй п >и<тTа нHиH>я, и тиристор 12; анод которого соединен с минусовой шиной питания. Другой вывод якоря 10 через встречно-параллельно, соединенные тиристоры 13, 14 и 15, 16

5 соединен с шина ли питания.

Устройство работает следующим образом.

До момента г4 преобразователь работает в установившемся режиме (фиг.2а)

Ток якоря ig имеет направление, ука. эанное на.фиг. 1 стрелкой. В момент .t включаются..тиристоры 1, 9, 15,и конденсатор 5, предварительно заряженный до напрях<ения питания Е с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках, перезаряжается череэ якорь 10.

Перезаряд, вследствие наличия индук-. тивности якоря .Lg, носит колебательннй характер. В момент tg конденса- 20 тор 5 перезаря>кается .до обратного напряжения, открывается,тиристор 12 и ток якоря i начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: тиристор 12 якорь 10 — тиристор 15. Тиристоры 1 25 и 9 восстанавливают управляющие .свойства. В момент t включаются тиристоры 2, 7, 15. Конденсатор 5 вновь переэарях<ается через якорь 10. В юломент t4 напрях<ение на конденсаторе

5 становится равны>л напряжению питания Е с полярность>Э, укаэанной на фиг. 1 в скобках, открываетсл тиристор 12 и ток начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: тиристор 12 якорь 10 - тиристор 15. Тиристоры 2

5 и 2 восстанавливают управля ощие свойства. Преобразователь работает в режиме прямой передачи энергии. В момент

t вновь включаются тиристоры 1, 9, 15. 40

В момент t+ приходит сигнал на перевод преобразователя в ре><им рекуперации энергии,.что соответствует хорможенин ДПТ. Конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряжения . и в момент t> открывается тиристор

12 и ток якбря спадает к нулю, замыкаясь по контуру: тиристор 12 — якорь

10 - тиристор 15..Тиристоры 1 и 9 воастанавливают управляющие свойства. gg

В MoMGBT г 8 TQR HRGPH l g .равным нулю, а нанрях<ение на якоре

10 становится равным его ЭдС Е„. Предоставляется время задержки г, неОюх©димое @ля восстановления управляю- 55 цих свойств проводивших .тиристоров.

3 момент гg включаются тиристоры 8р . 3., 16 и начинается колебательный,переэарйд конденсатора 5, заряженного до .напряжения питания L" с полярностью, укаэанной на фиг. 1 беэ скобок. Ток Ю .протекает по контуру: тиристор 8— конденсатор 5 - тиристор 3 — тиристор 16 - якорь 10. B момент t конден fO сатор 5 перезарях<ается до обратного напряжения, открывается .тиристор 11 и ток якоря ig начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: минус источника питания Š— тиристор 16 — якорь

10 — тиристор 11 — плюс источника питания. Происходит процесс рекуперации энергии в питающую сеть. Тиристоры 8 и 3 восстанавливают управляющие свойства. В >ломент г, ток якоря становится равным нузпэ а напря>кение на якоре

/ его ЭДС Е>. В момент t включаются тиристоры б, 4, 16 и конденсатор 5 вновь переэарях<ается через якорь 10 до обратного напряжения. В момент г„ открывается тиристор 11 и ток начинает уменьшаться, протекая навстречу источника питания Е. Происходит процесс рекуперации энергии в питающую сеть. Процесс поочередного пере заряда конденсатора 5 током якоря с последующей передачей энергии источнику питания E происходит до ЭДС якоря Е практически равной нулю, т.е. практически до остановки двигателя.

Режим работы преобразователя, при которо>л ток якоря i имеет обратное направление, что соответствует обратному напраВлению вращения вала двигателя, поясняется .диаграммами, показанными на фиг. 2б. Процессы, протекающие в преобразователе, аналогичны процессам для прямого направления тока. В момент г включаются тиристоры

13, 8, 3 и конденсатор 5 начинает пе- резарях<аться через якорь 10. В момент t< напря><ение на конденсаторе 5 станет равным напряжению источника пи-. тания Е, открывается тиристор 11 и ток якоря замыкается по контуру: тиристор 13 — якорь 10. — тиристор 11.

В момент t> вкл эчаются тиристоры 13, б, 4, конденсатор 5. вновь перезаряжается через якорь 10. В момент t+ конденсатор 5 перезаря><ается до обратного напряжения, открывается тиристор

11 и ток якоря замыкается через него и THðHñTîð 13.

Вмомент г приходит сигнал и перевод преобразователя в режим рекуперации. В момент t открыты тиристоры 13, 8, 3 и конденсатор 5 перезаряжался через якорь 10. В момент t напряжение на конденсаторе .5 становится равным напряжению питания Е, открывается тиристор

11 и ток якоря начинает уменьшаться, замыкаясь через него и тиристор 13.

В мрмент t< ток якоря i> становится равным нули, а напрях<ение на якоре его ЭДС Ж с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. Предоставляется время задержки .t, необходимое для восстановления управляющих свойств проводивщих тиристоров. В ломент включаются тириеторы 1, 9, 14 и койденсатор 5, эарях<енный до напряжения источника питания Е с полярностью, . укаэанной на фиг. 1 в скобках, перезарях<ается через якорь 10. В мо.мент г о напряжение на конденсаторе

841079

Формула изобретения

Фиа l

5 становится равным напряжению питания Е, открывается тиристор 12 и ток начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: минус источника питания

Š— тиристор 12 - .якорь 10 — тиристор 14 — плюс источника питания E.

Происходит процесс рекуперации энергии в питающую сеть.. Тиристоры 1 и 9 восстанавливают управляющие свойства.

>В момент t включаются тиристоры 2, 7., 14, происходит процесс перезарядкй конденсатора 5 до обратного напряжения, открывается тиристор 12 и ток якоря вновь замыкается навстречу ЭДС источника питания Е.

Такигл образом, предлагаемый преобразователь по сравнению с извест-. ным позволяет осуществить работу дви" гателя постоянного тока во всех четырех квадрантах. Расширениые функциональные возможности, высокая коммутационная устойчивость в динамических режимах, высокая частота коммутации (3-10 кГц позволяет применять предлагаемый преобразователь . в быстродействуг>щих реверсивных электроприводах постоянного тока.

Следует также отметить, что пОследовательно по цепи тока нагрузки дополнительно подключается лишь один вентиль, что приводит к меньшим потерям мощности чем в случае подключе»

) ния к преобразователю отдельного реверсора на управляемых вентилях.

Импульсный преобразователь постоянного напряжения по авт. св. Р 716121, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возгложностей, между выводами для источника-питания дополнительно включена последовательная цепь из двух пар

45 встречно-параллельно соединенных ти-ристоров, общая точка соединения .которых образует один из выводов для подключения нагрузки.

Источники информации, gQ принятые во внимание при экспертизе

1. Каган B.Ã., Лебедев Г.В;, Мали" нин Л.И. Полупроводниковые системы с двигателями последовательного воз- . бу>кдения. И., "Энергия", 1971, с. 432 51.

2. Авторское свипетельство СССР

t) 716121, кл. Н 02 N 3/135, 1977.

841079 ь Ь <6 7 4 tg 4> 4ц4 g tg

Qua. Za

6аз е 44 уп .

hying.

4пэ ï, »

ВНИИПИ Заказ 4798/80 Тираж 730 Подписное филиал ППП "ПатЕнт", r. Ужгород, ул. Проектная, 4