Преобразователь тока

 

О П И С А Н И Е „„902175

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 28.04.80 (21) 2916753/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М, Кл, Н 02 М 7/5!5

Гоеударственный комнтет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень №4

Дата опубликования описания 05.02.82 (53) УДК 621.314..572 (088.8) оо делам нзобретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

О. Г. Булатов, В. Д. Поляков и А. И. Ца

Московский ордена Ленина энергетический инс (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ТОКА

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводе, электротехнологии и других областях.

Известны преобразователи тока, принцип действия которых основан на дозирован- 5 ной передаче энергии в нагрузку через конденсатор, включенный в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста.

Для формирования необходимой кривой тока нагрузки в таких преобразователях используется принцип однопозиционного слежения за задающим сигналом. Для ограничения напряжения на дозирующем конденсаторе служит буферный вентиль. Изменение полярности тока обеспечивается при помощи мостового тиристорного реверсо- 15 ра (! ).

Недостатком данных устройств является невозможность рекуперации энергии, накопленной нагрузкой, что ухудшает форму и снижает частоту выходного напряжения тока.

Известны также преобразователи тока, позволяющие осуществить рекуперацию энергии нагрузки благодаря включению дополнительного тиристорного моста на входе преобразователя (2), либо управляемого тнристорного ключа, подсоединенного последовательно с реверсором тока нагрузки (3).

Недостатком таких преобразователей является низкий КПД, что объясняется наличием значительного количества полупроводниковых вентилей, последовательно включенных в цепи тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь тока, содержащий включенные последовательно между входными выводами однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали, тиристорный мостовой реверсор тока нагрузки, шунтированный буферным вентилем, и тиристор, а также вентиль, предназначенный для сброса энергии, накопленной нагрузкой, в питающую сеть, включенный между анодом упомянутого тиристора и положительным входным выводом. Необходимо отметить, что в данном устройстве сброс энергии нагрузки в питающую сеть может быть обеспечен также известным включением двух вентилей, каждый из которых соединяет со902175

0TB(TcTcL lo (f3è Й Bh!xone,HoH

B >IB0, ),ОХ1 (- ((.

11«достатком д3HHo(o преобразователя я !3i)я«сl (5! Низки и К! !Д, Б се)язи с н31и ilt(. >1 > ilil I liтix l kvliOI <> hOCI!1 ((. ства Бсптп, I(. Й. 110c:, I(S ,I013 c1 I (;I Ivl l0 СО« I II »(Ill! !>I X IIO !(Ilk! ТОКс) !i clI J) >, ЗК И.

1 I«, lh H.>06()LТL НИ Я НО!3Ы IIIC i!if(К(1, (, ПР«ЛЛ,(1;1«Ми(О ПР«06РБЗО(3(! IC.Iß ГOKci. ! I0c Гс! ВЛ lift;i 51 I((, I lv, (ос Tll I Ei(c l С !1 Т(м, 10 изв(спlыи IIJ)«c)6)р,i.«)13;п«,(ь Гок;), со 1«р/ка- 1Ñ ц:!й 0.(поф;(зцый гирпс Op»l>IH м()сг с h01!

Л (. I I С I Т () j)! ) >1 B,111 c i I О I E;.3 Л 1! I I (с P (. М (I I E I О Г 0 Т О K c I,, (и;1! OI!cl, I l>10 IIOL !05п(НОГО IOKcl 1(f)(. :5 бм(!)C f)-!

il>lЙ I3i ll Г:I, Ih !>к, lк) 1(пи ыи 11«ж.(х Hхо (f1 !>i!Li(l

l3hl i30, i c! vI li, 0.(I!0(()cJз и Ы Й >10(TOBOH Тkt 1) JI CТОр15

I Ii>l И сР< ISL !! C<> f) ГОKсl llci I f) >, :

IIci КОТOpr! i 0 Il(i.(к. IIO×L !IEI EL с3 Нодм 6> ф«рНОГО

l3ã. il ili i5i, П .I Bc! Б ll ГII.IH, L(>(,(kl!IHK)ilfHC ВЬ(Х<>, (ПЫС БЫБО, (Ы, h K01 0()ÛXJ ОПИ II(), (КЛК)Ч EII>l cl!10

Да МИ, L !1<) 0iK I!TL l l>fl l>11! i3XO;! II hl i1 Bl>1130 1,0(>1,, (0 I I 0. i Н И Г (, I h f l 0 (H 3 O Ж (Н . (Is L XE Я Т И р И C T 0 j) сl м И, 2 О

KciT0.iI>I K0 0f)hi X 0C) I>«, (JI HL Elf>l И lie) (K )К)Ч(Htvl

fCcJT0;(>, О ф(Р НОГО и< liTII»51, cf elf(0 (KciiK, !ОГО

И 3 fili Х I I 0.(СО(., (И П(. П K С<)ОТ ВСТ<. T !3) К)11((С М > В Ьl. О, I!IOXiL ВЬ!130;(М

Кcl ÃO, (ИОМ5III>c ОГО 6> ф(. рпОГO В(спТИ l!I

l l 0, (h;I !0 i (. i I H (. I l 0 (. f) i. (С Г B (l I I I O K ci i l <);(Н 0 И I f) L I II l(Тll j) Jl (I r) J>0!3 IIOivl kf ti 3 1 01 0 МОСТОВОГО f)CBL J)

L (> j»1.

1 1 р (. 0 O f ) cl: s r ) B c i Т (. 1 Ь L i l ci O iK C i I . 1 р 0 L. C C, I r. 1, ls >",1!О I(li Ii!>Iixl LE«ж,(3 Kiiò0, 30!>I > пом H !)х тоГ(> буф(рп,)ГО !3<. нтп,(я и с)но, (ной (руп пой JI gp

f) JI(. T0 f)0i3 V II0XIHII>, T0l 0 Ll0L T0B0l Pi. Б(PL Oj)с>.

1(cl фиг. 1 пре.(с(ciB,(i. Ilhl сх«мы пр(, (л 1! с(С LE(> ГО I! 1)C 06J) EIЗОБсlТ<, I H; fl с! фп I . 2,(И аI f)ci >1 !i>i Рс)ООТI>i ll f)i. 00()ci:30Бс(Г«, 15!. ! (р«06p;J.>ов;п«, ll ((j)k! I. 1и) сод«ржп1 110,1

kv, I!r ) lL П tl! vl JI I, II, .!О«ОБОИ Ill li ll(!EL"I () I EI JE tv ct П И вЂ” 3S

Г<1 пи Я 1. >10(: I, BBIIIO, I II(. IIIII>i Jl Iici I! J) и L Го f! c! х

1 1 С КОН.Ь«Н cl ГОРОМ 5 Б (П;1101lci,l» I!ОС,IL,(ОВс(Т«;! Ьli0 L ПОМEIII>, ГЫМ LEOL ГOIvi ПО.(к. IK! !(II

j) L I3i f) С< i Р Г() Kс) !le! I Р L 3 и JI, БI>I I! C!. I 13(! I! Ы lf cl h Ж(. ! I0 М ОСТО В О И L (М(Пс) I il рИС10 рсl Х (),3 1 О 1кс! (0(l I! и(l I l151 ICil Годов t и риС 10 f)0!3 > Il,3 !10 ( и, п<»l Lcil ci IC >l kt IIL COHO!I Ill li l!« i ill I ci llli51. !3;(и 1;.<)llcJ, l l> П«Р«>t(l! I(HI О !ОКс) I!I Р(<С I OP!!Ol О J)(. fsC. P

C0J)cJ вк. Ио EL i!el Ilc> I р> зк,> I (J. !3ЫКОТНЫ(13hl Е50,(hl пр«обр;>:5013;>т«.iki крсз гпристоры 1 и (/ 0(;ill!i(fil>r С l(cl I 0. (OXI 0 ф(f) ifOI О f3(:li I Il.i!i 1,3, 45

il крез гиристоры !4 и 15 с плк)совой ши((ой ! l J l T cl l l H 5 I .

J,И (3 i P >1М МЫ Рс300Thl I I P(. 00 J) clЗО!3 с(1(., (Я (фиг. Ia) изображень(на фиг. 2.

Формирова(>ие Bflx03(ksol (Ока пр«0650

Рcl >ОВат«ЛЯ ПРОИСХОДИT 110 ИЗВЕСПIÎÌL IIÐÈEI

ЦИПМ 03(! f0 I 103!i II! IO!I JIОГО СЛ«ih(l! Jf5! Зс(ЗалсlК):ЦИМ СИП!«ЛОМ 1 . ДОП> TflМ К МОМ(k!TL

КОНД l1«ciTOP !) !ci PH )KL fl, (О fl 3 I IJ) HiK(. Н И Я И CT0Ч НИ и/1 II IITcl fl II H (liÎCI ЯР НОС ЬК), ПОКЗЗс)Н1!Ой fi3 ф ii. ) 6«3 скобок. (3 момент

Откр lls lloГсЯ Tlipи«10pi i 1. ), () и < и KOfiДСНСЗГОР ) Нс! 1И П с)(I IIL J)<. 33 f) H 5K«Th«51 I Î ко м пс! (ру shlr »5. 13 xt Oil(»IT 1 z н сl п рЯ ж(1! И( ci K 0 il.l!. llL с! 0 P (. . ),l 0 i 1 Il." cl(. Г Б (. . I(I Ч l! 1!(Л liclпряжения ис (о! HHKii (и(ания (при эточ

II0 Я f) ПОLTIc На II i) ЯЖ(. 1ЭО

T! i B 0 l l 0 I O iK H 3 I l (. j ) 13 0 H c3 rl «, П > П О и . »1 Р И (10 P 2 () Г K P hf Б сl (сТ С 5! И ГО К I! с! I f ) L 5 К (3 f! ci I И t! ci (Т С I l c3;Ic! h, IIP01LКс<Я II0 КОН I \ f)L I ИРИ(ТОP ()

fIc1l р>Л)К3 1((I, !рпС Г< р . ) 13 МОМЕНТ ! О и П с!1 р > 3 и И > 1 (!Il>IJ! cl(Г С я .10 S 3;I d l! H 0 "О

5 I c! l (. l c I H 1 > J l 0 1 I!i J Ct (" с H с с! с Д м к) 1 Ц а Я I l d j ) 3 гирпс!оров 3:i 4,(о i«()дпо(3р«>3«нно и 1П >,,! Ь h! L I I Рсl l>, I(. I! !l!i I lr! L" L I I ci Kiт Нс) ГИРИ С ГО() hl

t ) J, . 1X 0 l i L Í L « l r J) 5 13 l l r i>i > i I C р С З а р я K d (T . H I0 06.!>;lI!lr» !lE>llpHiKi Ни> H Jðî!ICсс поп I

j)53C"! C5! ci h 1! Р<»(СX(i;(ii I Li!<) f! Li.! J)r, Bc. ПИ(Нс3 сРс!С

1 c l 10 H ((I (i L r i c l ("Г 5 ci I 0 h i c! . (! L 5 kv I, Б . (и Н Н (М

L,I > Ic1 L ll cI,) c! Ñ I 3 . О:II L 0, i \< I C,i i! L >Jl.(Ь(. (1).

II >c Lr! Jl.(Û IIp()ktC ХО (И i ., i. !c Х>!l! и.;:,< >6pci 5<),(, (>

МОМС Н1 t < ГИК Н !S I P v >кcl БП!i f31. Sс> «1!» KES(. I L5! ч(р«з (прис (орь! 6 и J f !Ри —,(0 (!при Ir р

06((1 оч И 13;-)ст>. .я : I p(,i "I ci .s. «(! «51 Бр(xs 5i (В (t В вр мя п,«sl>l J, н(оохо.тимо« для (3()сстñt EIОВ. !c. l! и Я > I (pñl lsc: 5!К) п(i и L I(!L

CIi f) J1Ñ1ÎÐ/1 i „kt Б М <) vl(! I I, >X !3 kv.. i I< > I cl K!!С5! Bi. :

I ИЛ И (i П р И СTOphr I 1, ., ) сl ) Iv r Н (i !1(ci Г< ji

), 3cJ РЯ /К(. HНЫИ ДО HсlПРЯ Ж«НИ H ИС Гri lп И Кñl II>.

Teil! И cl И ИМ K) lf(H Й IIO.! Я РНОС f Ь, Il окса 53 II H>c IO

Eld фиг. 1 б(з скобок, начина(.г !L f)r. >аряжа > ьсH Гоко vl fldl рузки. К ГHJ)èñòîðL 1) (!рикла,1 ы Бас1 ся и а пряж(. ни(. K(it!.((EJ«3TOp3 о в за.—

l i ki Р с) K) I E f(М Н а П, ) а БС!(! I H И И 0 I BOCLT 3 H d B, ИBс1(! (Бои > (! pа В.(я Io (1(и L L БО ис iâ 3. (3 . vt (i м (!1-1

t fg h0llд(iICd Cip 5 Н. р(. ;<арЯЖа(I (Я дО Обрс)ТНого напряжения, 01 крывс)«1«5! 6>, Фсрныи

l3(!IT((:IЬ 1(3 И TOK 1331 р >:3KИ. !13 I! Iiс!(i il j)О Г(кать на()стрс чу Нс."т()янику пи г !It!f53,:s;JlvthlhdЯсь ч(р(з В(нтили (òири(!01)ы) i:3, f)» >

31роисходи! Нер(дача э:к ргии. пако!)Л(Иной нагр> 3KÎH, источникх IIHTdilHH 1 .. !3 мом и Г

ДВЕСТИ Ж«П И Я TOK!) М Hd! Р> 3 hkf fs(. H IJI I! Ы !с, дак)!пего сигнала отпир««отея В i! I H.lk!,3. и 15 и процесс повторяется

С/ТРИ Цс3Т(Л Ьпа Я IIO. I L 130. I H d TOK« f id I PL З .

КИ фОР МИР> (сТ H а Нс))(О ГИ Ч НО II<)(.1(f3!>1.3(РЖ ки времени (инт«рвал (tH < (. Hi.обхо lkl

МОИ Д.lя БОСС Гс) НОВ, I(НИ Я У I IPciB. IHK! !и H >. I!

c0p;I H обратный тиристор I. а Б формироВсl ни и (Н3.33 K) 111(! 0 >с частка с и их coH, (ы тиристоры <3 и 14 и буферный вентиль 13

1Id фиг. !б приведена схсма пр«образоБ)3т(л я, Б которОМ f1 3 Ãpõ зкd п!, l11 и ро(3d!!d встречно-паралл(ль!30 со(диненными тиристорами. (акая сx(.Ма может дать н«котор(>е улучшение К(1 т. Ilри выxодном напряжсНИ И, ЗНВЧИТ« lh»0 М(ПЬШИ vt (3ХОДНОГО.

Прсобр;)зова" .ль, (хема ко(ориi о при(3« дена на фиг. 1<5, <п.IH 1(3«1«5! (! I пре<>бразоваT(еЛ Я На ф ИГ. 1 и I «М, !T(i >. I, (X I ЬК) J!ci(И(И )(. Н И Я .QИ а сll clзоl! 3 )(I, . I И р! IJ! 5! <) I! L 1(с> áж((I

ДО 1 0. H И Г(. I Ь Н Ы М .! () <) С L (, (Хl, Б h, I К) I L l H Ы М

М(Ж.(>c Kci I (i;i Orvl 0) r!!rc J) Н>: r > JS>. l i I i id ii JJ ci il0, (130Й I pL IIIII>r Г(I()H(Гпj)0f! >Jc>c > r!ISOI i i;)L I>r f!Lr!p«

902175 л

Расширение диапазона регулирования в преобразователе (фиг. 1в) достигается за счет уменьшения отклонения тока от заданной кривой при изменении нагрузки в широких пределах.

Таким образом, предлагаемое изобре- 5 тение по сравнению с известным имеет лучший КПД. По предварительным расчетам уменьшение количества полупроводниковых вентилей последовательно включенных по цепи тока нагрузки ведет к уменьшению потерь мощности в преобразователе примерно

10 на 20% и, соответственно, увеличению КПД на 2 -3%.

Формула изобретения 15

1. Преобразователь тока, содержащий однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональю постоянного тока через буферный вентиль включенный между входными выводами, однофазный мостовой тиристорный реверсор тока нагрузки,катодная группа которого подключена к аноду буферного вентиля, и два вентиля, соединяющие выходные выводы, к которым они подключены анодами, с положительным входным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения

КПД, он дополнительно снабжен двумя тиристорами, катоды которых объединены и подключены к катоду буферного вентиля, а анод каждого из них подсоединен к соответствующему выходному выводу преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем катод упомянутого буферного вентиля подключен непосредственно к анодной группе тиристоров упомянутого мостового реверсора.

3. Преобразователь по п. 1, отличающиися тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, он дополнительно снабжен дросселем, включенным между катодом упомянутого буферного вентиля и анодной группой тиристоров l помянутого мостового реверсора.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Ьулатов О. Г., Лабунцов В. A., ЦареHко A. И. «Преобразователь постоянного напряжения в синусоидальный ток», «Электротехническая промышленность. сер. Преобразовательная техника, 1975, вып. 3162), с. 8 11.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 474088, кл. Н 02 М 7!515, !975г.

3. Авторское свидетельство СССР № 600678, кл. Н 02 М 71757, !978 г.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке № 288341 0 24-07, от 14. 02.80 г. (:ос ган п лн 1 Мин!ык

Рсдак гор М Янов i i крез 1!ойкас К: ррсктор.! I)llklll;ill

:!аказ 1211:I II 1 иран 718 I!(),iIIисII

БНИИПИ Государственного комитета (.С.С.P по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Рауовская наб., д. 4 5

Филиал Il !Ill «Патент». г У кгород, ул I lðîåêòíàê, 4