Импульсный преобразователь

 

Союз Советскик

Социалистическил

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2754622/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 03 КЗ/53

Гееударстеенлмй квинтет (53) УДК 621.373 (088.8) Опубликовано 15.07.81. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.81 но делан нзобретеннй н еткрмтнй (72) Автор изобретения

Л. Г. Кощеев г с °

Уральское отделение Всесоюзного ордена Трудовоге Б.- . .

Красного Знамени научно-исследовательского институтa железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для преобразования постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток высокого напряжения.

Известен импульсный преобразователь постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток высокого напряжения, выполненный на основе автономного инвертора напряжения с повышающим трансформатором. В таком преобразователе регулирование напряжения на выходе осуществляется либо управляемым выпрямителем с изменением фазы импульсов тока управления тиристорами относительно инвертированного напряжения, либо изменением частоты инвертирования автономного инвертора напряжения (1) .

Однако этот преобразователь имеет большую удельную массу оборудования из-за наличия трансформатора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный преобразователь, содержащий зарядный тирис- 20 тор, коммутирующие тиристоры и диоды, соединенные между собой встречно-параллельно, реакторы источника и коммутатора, конденсаторы и нагрузку, причем конденсаторы соединены между собой по схеме двухпроводной искусственной линии, созданной реакторами коммутатора, а положительная обкладка конденсатора предыдущей ячейки электрически соединена с отрицательной обкладкой конденсатора последующей ячейки (2) .

Недостатком известного преобразователя является значительная удельная масса из-за значительных габаритов нагрузочного реактора. Кроме того, преобразователь обеспечивает увеличение напряжения на выходе только в 4 — 5 раз по сравнению с напряжением на входе, что в ряде случаев недостаточно.

Цель изобретения — уменьшение удельной массы импульсного преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном преобразователе, содержащем зарядный тиристор, коммутирующие тиристоры и диоды, соединенные между собой встречно-параллельно, реакторы источника и коммутатора, конденсаторы и нагрузку, причем конденсаторы соединены между собой по схеме двухпроводной искусственной линии, созданной реакторами коммутатора, 847495

Формула изобретения

3 а положительная обкладка конденсатора предыдущей ячейки электрически соединена с отрицательной обкладкой конденсатора последующей ячейки., положительные и отрицательные обкладки предыдущего и последующего конденсаторов соединены через коммутирующие тиристоры, а выход преобразователя через дополнительные встречно-параллельно включенные коммутирующий тиристор и диод и последовательно соединенные реактор и диод соединен с нагрузкой, зашунтированной конденсатором.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого импульсного преобразователя; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов основных элементов преобразователя, иллюстрирующие его работу.

Импульсный преобразователь постоянного тока содержит зарядный тиристор 1, реактор 2 источника, конденсаторы 3 — 7, коммутирующие тиристоры 8 — 11, встречные диоды 12 — 15, реакторы 16 — 23 коммутатора, дополнительный тиристор 24 со встречным диодом 25 и конденсаторы 26 и 27, шунтирующие нагрузку 28 и вход преобразователя, реактор 29 и диод 30.

В исходном состоянии тиристоры 1, 8 — 11 и 24 выключены, конденсаторы 3 — 7 разряжены, а конденсаторы 26 и 27 заряжены до напряжений, равных напряжению на нагрузке 28 и напряжению источника питания.

В момент времени tq (фиг. 2) импульс тока i®, подается в цепь управляющего электрода тиристора 1. Его включение обеспечивает появление зарядного импульса тока через реактор 2 источника. Зарядный импульс тока i после полного заряда конденсаторов 3 — 7 в момент времени t q спадает до нуля. К этому моменту времени напряжение на конденсаторах 3 — 7 почти в два раза превышает напряжение источника питания. В момент времени t q импульс тока i>

Уа подается в цепь управляющих электродов

8 — 11 и 24. Включение тиристоров 8 — 11 обеспечивает последовательное соединение конденсаторов 3 — 7, а при включении тиристора 24 указанные конденсаторы подключаются к нагрузке 28 через реактор 29 и диод 30. С момента времени t g через конденсаторы 3 — 7, тиристоры 8 — 11 и 24, реактор 29 и нагрузку 28 протекает синусоидальный импульс тока i„. В момент времени t импульс тока 1„ изменяет направление и. переходит из цейи тиристоров 8 — 11 и 24 в цепь встречных диодов 12 — 15 и 25. С этого момента времени начинается процесс восстановления запирающей способности тиристоров 8 — 11 и 24. В момент времени t g ток через диоды 12 — 15 и 25 становится равным нулю, и происходит их выключение. В этот момент времени напряжение на конденсаторах 3 — ? становится положительным и имеет величину, меньше напряжения источника питания.

4О

Во время протекания тока в цепи конденсаторов 3 — 7 и нагрузки 28 часть энергии конденсаторов передается в цепь нагрузки.

В момент времени t б импульс тока управления i>, снова подается в цепь управляющего электрода тиристора 1. При его отпирании конденсаторы 3 — 7 повторно заряжаются. В момент времени t импульс тока i спадает до нуля, и тиристор 1 выключается. К этому моменту времени напряжение на конденсаторах 3 — 7 становится большим напряжения источника питания. В момент времени t 8 импульс тока i> подается в цепь управляющих электродов тиристоров

8 — 11 и 24, отпирание которых обеспечивает передачу энергии, запасенную в конденсаторах 3 — 7 и в нагрузке 28. При этом в контуре, образованном конденсаторами 3 — 7, тиристорами 8 — 11 и 24, реактором 29, диодом 30 и нагрузкой 28, протекает синусоидальный импульс тока iö, что обеспечивает четкое восстановление запирающей способности тиристоров 8 — 11 и 24 за счет наличия обратного напряжения на их анодах, ограниченного встречными диодами 12 — 15 и 25 до напряжения лавинообразования, при условии, если длительность импульса обратного напряжения больше времени выключения тиристоров.

Индуктивность реакторов коммутатора

16 — 23 в преобразователе выбирается из условия, чтобы импульс тока через них при отпирании тиристоров 7 — 11 имел амплитуду, в несколько раз меньше амплитуды тока через конденсаторы 3 — 7, протекающего при передаче энергии нагрузке.

Данный импульсный преобразователь может быть использован на электроподвижном составе постоянного тока железнодорожного промышленного и городского транспорта и других отраслях промышленности, где используются преобразователи постоянного тока, обеспечивающие увеличение величины напряжения.

Импульсный преобразователь, содержащий зарядный тиристор, коммутирующие тиристоры и диоды, соединенные между собой встречно-параллельно, реакторы источника и коммутатора, конденсаторы и нагрузку, причем конденсаторы соединены между собой по схеме двухпроводной искусственной линии, созданной реакторами коммутатора, а положительная обкладка конденсатора предыдущей ячейки электрически соединена с отрицательной обкладкой конденсатора, последующей ячейки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения удельной массы преобразователя, положительные и отрицательные обкладки предыдущего и последующего конденсаторов соединены через коммутирую847495

Составитель В. Казаков

Редактор Ю. Петрушко Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5527/85 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 f3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 щие тиристоры, а выход преобразователя через дополнительные встречно-параллельно включенные коммутирующий тиристор и диод и последовательно соединенные реактор и диод соединен с нагрузкой, зашунтированной конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции № 2051861, кл. Н 03 К 3/53, опублик. 14.05.71.

2. Заявка Франции № 2077348, кл. Н 03 К 3/53, опублик. 26.11.71.