Тиристорный преобразователь постоян-ного напряжения b постоянное

 

Союз Советскик

Социалистическил

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (-)845240 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.07.79 (21) 2805249(24-07 с присбединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 02 М 3/135

Гееударствеккый камктет (53) УДК 621.314..1 (088.8) Опубликовано 07.07.81. Бюллетень №25

Дата опубликования описания 17.07.81

I36 делам кзабретенкк к 07KphITHH

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике, точнее к преобразовательной технике, и может быть использовано при построении тиристорных регуляторов и стабилизаторов пос тоянного напряжения, работающих на нагрузку активно-индуктивного характера.

Известны тиристорные преобразователи постоянного напряжения в постоянное, в которых обеспечивается принудительная коммутация параллельного типа за счет подключения коммутирующей цепочки параллельно основному тиристору (1).

1О

Явление накопления энергии в коммутирующих контурах таких устройств приводит к черезмерному возрастанию потерь, что снижает КПД преобразователя. Для отвода избыточной энергии из коммутационного узла и повышении таким образом КПД уст- 1 ройства в преобразователь вводят дополнительные элементы (2) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому преобразователю является тиристорный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий подключенный анодом к положительному полюсу источника питания основной и коммутирующий тиристоры, катоды которых образуют общую точку, а между анодами включены коммутирующая цепочка, образованная последовательным соединением конденсатора и дросселя, параллельно которому подсоединен перезарядный тиристор, два обратных диода, один из которых шунтирует основной тиристор, а другой— выходные выводы преобразователя, и подключенную к полюсам источника питания цепь сброса накопленной энергии, образованную последовательным соединением дополнительной обмотки дросселя и диода сброса (3).

Б этой схеме накопления в коммутирующем контуре энергия по цепи сброса возвращается в источник питания. После каждого такта коммутации напряжение на конденсаторе имеет постоянную величину, определяемую соотношением числа витков обмоток дросселя и величиной напряжения источника питания.

Недостатком такого преобразователя является сложность схемы, заключающаяся в необходимости применения дросселя с дополнительной обмоткой, причем обе обмотки должны быть магнитно связаны. В практически используемых схемах преобразова845240

Формула изобретения

3 телей постоянного напряжения в постояйное, содержащих коммутирующие цепочки, величина индуктивности коммутирующего дросселя не превышает нескольких сотен мкГн. Если по условиям работы коммутирующий дроссель должен обладать линейной магнитной характеристикой, то его выполняют в виде воздушного дросселя. Если же дроссель должен иметь дополнительную обмотку, магнитно связанную с основной, то его конструктивно выполняют на сердеч.нике с немагнитным зазором. Такой дрос- 10 сель сложнее и дороже воздушного дросселя.

Целью изобретения является упрощение схемы.

Это достигается тем, что в известный тиристорный преобразователь постоянного

15 напряжения в постоянное, содержащии подключенный анодом к положительному полюсу источника питания основной и коммутирующий тиристоры, катоды которых образуют общую точку, а между анодами включены коммутирующие цепочки, образованная последовательным соединением конденсатора и дросселя, и перезарядный тиристор, два обратных диода, один из которых шунтирует основной тиристор, а другой— выходные выводы преобразователя, введен дополнительный тиристор, анод которого подключен к отрицательному полюсу источника питания, а катод — к аноду коммутирующего тиристора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2— фазовая траектория, поясняющая его работу.

Тиристорный преобразователь постоянного напряжения в постоянное (фиг. 1) содержит основной 1 и коммутирующий 2 тиристоры, катоды которых образуют общую 35 точку, а нод основного тиристора 1 подключен к положительному полюсу источника питания. Между анодами тиристоров 1 и 2 включены коммутирующая цепочка 3, образованная последовательными соединением конденсатора 4 и дросселя 5, и перезарядный тиристор 6. Преобразователь содержит также два обратных диода 7 и 8, один из которых (диод 7) шунтирует основной тиристор 1, а другой (диод 8) — выходные клеммы преобразователя. Дополнительный тиристор 9 подключен анодом к отрицательному полюсу источника питания, а катодом— к аноду коммутирующего тиристора 2. Нагрузка 10 подключена к выходным клеммам преобразователя.

На фиг. 1 приведены направления тока конденсатора (i<) и напряжение на нем (U<), принятые за положительные; Š— напряжение источника питания.

На фиг. 2 представлена фазовая траектория в относительных единицах Х, Y: Х =

= US/Е, Y =Pl

Оодината У< соответствует току нагрузки; Vg — угол восстановления, V — угол . задержки момента включения перезарядного тиристора 6 относительно момента включения дополнительного тиристора 9.

Работает устройство следующим образом.

Пусть в начальный момент времени ток нагрузки равен нулю, напряжение на конденсаторе U< — — Е и характеристическая точка (фиг. 2) имеет кординаты: Х=1, Y=O.

Для подготовки преобразователя к работе включают перезарядночный тиристор 6. и характеристическая точка перемещается в положение (точку) А. При отпирании основного.тиристора 1 к нагрузке 10 прикладывается напряжение источника питания. Для запирания основного тиристора 1 включают коммутирующий тиристор 2, при этом характеристическая точка перемешается в положение (точку) Б, последовательно проходя точки а, б, в. Для подготовки и последующей коммутации необходимо перезарядить коммутирующий конденсатор 4. Однако, если для перезаряда конденсатора 4 включить перезарядный тиристор 6, то в коммутирующем контуре возникает накопление энергии. Действительно, если характеристическая точка при первоначальном перезаряде из точки («1», «О») переместилась в точку А, то при последующем перезаряде она из точки Б перемещается в точку, лежащую левее точки. А на оси Х. Поэтому для перезаряда конденсатора 4 включают сначала дополнительный тиристор 9, а затем включают перезарядный тиристор 6. Угол задержки (Ч ) момента включений перезарядного тирйстора 6 относительно момента включения дополнительного тиристора 9 должен быть таким, чтобы напряжение на конденсаторе 4 достигло той же величины, что и при первом перезаряде конденсатора. При этом характеристическая точка из положения Б возвращается в положение А через точку г. Необходимый угол задержки можно обеспечить введением и систему управления блока временной задержки.

Следовательно, схема предложенного преобразователя значительно упрощена. В схеме предложенного устройства содержится такое же количество полупроводниковых приборов, что и в известной схеме !3), но коммутирующий дроссель предложенного устройства не имеет дополнительной обмотки.

Тиристорный преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий подключенный анодом к положительному полюсу источника питания основной и коммутирующий тиристоры, катоды которых об845240

Фиг. Г

Составитель И. Головинова

Редактор Т. Загребельная Техред А Бойкас Корректор В. Бутяга

Закаа4176/5 Тираж 73Q Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разуют общую точку, а между анодами включены коммутирующая цепочка, образованная последовательным соединением конденсатора и дросселя параллельно которым присоединяют перезарядный тиристор и два диода, один из которых шунтирует основной тиристор, а другой — выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью упрощения, введен дополнительный тиристор, анод которого подключен к отрицательному полюсу источника питания, а катод — к аноду коммутирующего тиристора. а

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берзниекс Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока. — М.:Энергия, 1974, с. 177 — 192.

2. Забродин Ю. С. «Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров. — М.: Энергия, 1974, с. 64 — 69.

3. Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. — Л.: Энергия, 1973, с. 183, рис. 4 — 8б.