Импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик щ980230. (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 31. 03. 81 (21) 3268014/24-07 с присоединением заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 07.1282. Бюллетень Йо 45

Дата опубликования описания 05.01.83 (И1М. Кл.з

Н 02 М 3/135

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314 ° .1(088.8) В. И. Вершинин, A. М. Николаев, С. В. Филимонов и В. A. Хомяк (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, в электроприводах постоянного тока.

Известен импульсный преобразователь, содержащий силовой и коммути-. рующие тиристоры, коммутирующие конденсаторы и дроссели 1 1.

Однако схема укаэанного преобразо. вателя довольно сложна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее силовой тиристор, параллельно которому подключен узел коммутации в виде тиристорного моста с емкостным наполнителем в диагонали переменного тока(2).

Однако известное устройство имеет ограниченный диапазон регулирования напряжения на выходе преобразователя в связи с тем, что минимальное напряжение, получаемое на выходе преобразователя, зависит от тока нагрузки и емкости конденсатора и при постоянной частоте коммутации не может быть уменьшено, поскольку величина емкости выбирается из условия коммутации максимальных токов и в процессе работы преобразователя не изменяется.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем силовой тиристор, параллельно которому подключен узел коммутации в виде тиристорного моста с емкостным накопителем в диагонали переменного тока, емкостный накопитель выполнен в виде двух последовательно соединенных через симистор конденсаторов, а точки соединения каждого из конденсаторов с симистором через дополнительные симисторы соединены с противоположными вершинами моста. На чертеже приведена схема устройства.

Параллельно силовому тиристору 1 включен узел 2 коммутации, который содержит тиристорный мост 3-6, два конденсатора 7 и 8, соединенных последовательно через симистор 9. Точки соединения конденсаторов с симистором 9 через дополнительные симисторы

10 и 11 подключены к противоположным вершинам тиристорного моста.

Импульсный преобразователь работает в четырех режимах.

980230

20

В первых трех режимах импульсный преобразователь работает без участия основного тиристора 1, а в четвертом— с участием основного тиристора. Однако плавное регулирование выходного напряжения происходит только в четвертом режиме, а в трех первых режимах величина выходного напряжения не регулируется, а изменяется дискретно при переходе из одного режима работы в другой. Это объясняется тем, что импульсный преобразователь во всех режимах работает с постоянной частотой импульсов напряжения на выходе.

При переменной частоте коммутации возможно плавное регулирование и в первых трех режимах.

Преобразователь в первом режиме работает следующим образом.

Одновременно включаются тиристоры

3 и 6 и симистор 9. В результате этого нагрузка через два последовательно соединенных конденсатора 7 и 8 подключается к источнику электрической энергии, Конденсаторы 7 и 8 заряжаются до напряжения источника электрической энергии со знаком "+" на верхних обкладках, а через нагрузку протекает ток заряда конденсаторов. После окончания заряда тиристоры 3 и б и симистор 9 выключаются. Затем одно- 3ц временно включаются тиристоры 4 и 5 и симистор 9. При этом нагрузка снова подключается к источнику электрической энергии через два последовательно соединенных конденсатора, которые начинают снова заряжаться до напряжения источника электрической энергии, но уже со знаком "+" на нижней обкладке. Далее описанные выше электрические процессы периодически повторяются, в результате чего напряжение на нагрузке в этом режиме преобразователя представляет собой периодическую последовательность треугольных импульсов постоянной частоты. Причем величина среднего напря- 45 жения на нагрузке, реализуемая в этом режиме, не регулируется и имеет минимальное значение.

1 для увеличения среднего значения напряжения на нагрузке необходимо перевести импульсный преобразователь во второй режим, в котором импульсный преобразователь начинает работать слвдующим образом. Одновременно включаются тиристоры 3 и б и симистор 10.

При этом нагрузка подключается к источнику электрической энергии через конденсатор 8, .который заряжается до напряжения источника со знаком

"+" на верхней обкладке. После окончания заряда конденсатора 8 тиристоры 3 и б и симистор 10, обесточиваясь, выключаются. Далее одновременно включаются тиристоры 4 и 5 и симистор 10.

Нагрузка снова подключается к источни-65 ку электрической энергии через конденсатор 8, который начинает заряжаться до напряжения источника питания со знаком "+" на нижней обкладке. Далее электрические процессы периодически повторяются. В этом режиме работы напряжение на нагрузке также представляет собой периодическую последовательность треугольных импульсов той же частоты, что и в предыдущем случае, но большей длительности. Это обстоятельство объясняется тем, что величина емкости конденсатора 8 в два раза больше емкости двух последовательно соединенных конденсаторов

7 и 8. Поэтому и величина среднего значения напряжения на нагрузке, реализуемая с помощью преобразователя в этом режиме, получается большей, чем в первом режиме, и тоже не регулируется.

Для следующего увеличения среднего значения напряжения на нагрузке необходимо перевести импульсный преобразователь в третий режим работы.

Третий режим отличается от второго тем, что одновременно с симистором 10 включается симистор 11, в результате чего нагрузка периодически подключается к источнику электрической энергии через два конденсатора 7 и 8, соединенные параллельно, а напряжение на нагрузке представляет собой периодическую последовательность импульсов треугольной формы той же частоты, что и в предыдущих двух режимах но

T большей длительности. Поэтому и величина среднего значения напряжения на нагрузке в этом режиме больше, чем в первых двух.

В четвертом режиме работы преобразователя величина среднего значения напряжения на нагрузке может плавно регулироваться. В этом режиме импульсный преобразователь работает следующим образом.

Одновременно включаются тиристоры

3 и 6 и симисторы .10 и 11. В результате этого конденсаторы 7 и 8 соединяются параллельно и заряжаются через цепь нагрузки до напряжения источника со знаком "+" на верхних обкладках. Затем включается основной тиристор 1 и нагрузка подключается к источнику. Потом одновременно включаются вспомогательные тиристоры 4 и 5 и симисторы 10 и 11. В результате этого конденсаторы 7 и 8 снова соединяются параллельно и заряжаются до напряжения источника, но теперь со знаком "+" на нижних обкладках.

При этом основной тиристор 1 выключается, отключая нагрузку от источника, поскольку к тиристору 1 в течение времени, равного времени восстановления его запирающих свойств, будет приложено отрицательное напряже980230

Составитель Ю. Спивак

Редактор С. Крупенина Техред Л.Пекарь Корректор М. лароши

Заказ 10938 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ние перезаряживающихся конденсаторов (суммарная емкость двух конденсаторов выбирается из условия надежного выключения основного тиристора при протекании через него максимального тока нагрузки) .

Далее описанные выше электрические процессы периодически повторяются, в результате чего напряжение на нагрузке представляет собой периодическую последовательность импульсов той же частоты, что и в предыдущих трех режимах. Величину среднего значения напряжения в этом режиме можно регулировать, изменяя соотношение между моментом включения тиристора

1 и моментом включения какой-либо пары 3, б или 4, 5.

Таким образом, диапазон регулирования выходного напряжения предлагаемого устройства значительно расширен.

Формула изобретения

Импульсный преобразователь постоянного напряжения,,содержащий силовой тиристор, паралельно которому подключен узел коммутации в виде тиристорного моста с емкостным накопителем в диагонале переменного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, емкостной накопитель выполнен в виде .двух последовательно соединенйых через симистор конденсаторов, а точки соедй10 нения каждого из конденсаторов с симнстором через дополнительные симисторы соединены с противоположными sepшинами моста.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 357676, кл. И 03 К 17/56, 1969.

2. Глазенко Г. A. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока, JI "Энергия",1973, рис. 2 ° 15.