Преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий связанный с входнъти выводами через сглаживающий ЬС-фильтр последовательный мостовой тиристорный инвертор с трансформаторным выходсм и реактором в цепи постоянного тока. обмотка сброса трансформатора подключена к конденсатору фильтра через обратный выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет самовосстановления в случае срыва, в качестве по крайней мере одной группы .вентилей обратного выпрямителя использованы тиристоры, управляющие электроды которых связаны с введенньвии дополннтельньми обмотками трансформатора. 2.Преобразователь по п. 1-, о тлич ающийс я тем, что управляющие переходы тиристоров одной группы зашунтированы обратными диодами и подключены к цепочке из резистора и дополнительной обмотки трансформатора . я 3.Преобразователь по п. 1, о тличающийс я тем, что управляс ющие переходы тиристоров обеих групп связаны с соответствующими дополни§ тельнь 1И обмотками трансформатора через резисторы. сд о: 4; Ц:

(19} (И) СОЮЗ СОНЕТ(ЖИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(М

".Ъ, 1 фие.f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3489251/24-07 (22) 14.09.82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) В.фаИльин, Г.A.Белов, Ю.П.Кудряшов и В.A-.Còðîêîâ (53j 621. 314 . 57 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 877754, кл. Н 02 М 7/515.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 851706, кл. И 02 М 7/515.

3. Лабин И.И., Твердов И.Б. Способы улучшения характеристик выпрямителей с бестрансформаторным выходом на основе тиристорного инвертора.

Проблемы преобразовательной техники.

Тезисы докладов. Киев, 1979, с. 31, рис. 1. (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ IlOCTORHНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий связанный с входными выводами через сглаживающий 4С-фильтр последовательный мостовой тиристорный инвертор с трансформаторным выходом и реактором в цепи постоянного тока, оомотка сброса трансформатора подключена к конденсатору фильтра через обратный выпрямитель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности эа счет самовосстановления в случае срыва, в качестве по крайней мере одной группы вентилей обратного выпрямителя использованы тиристоры, управлянщие электроды которых связаны с введенными дополнительными обмотками трансформатора.

2. Преобразователь по п. 1, о тлич аюшийся тем, чтоуправлякщие переходы тиристоров одной группы зашунтированы обратными диодами н подключены к цепочке из резистора и дополнительной обмотки транс- Я форматора.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что управляющие переходы тиристоров обеих групп связаны с соответствукщими дополнительными обмотками трансформатора и через резисторы.

1056404

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках электропитания с высокочастотным преобразованием параметров электроэнергии. 5

Известны преобразователи постоянного напряжения в переменное, содержащие тиристорный инвертор, снабженный реактором в цепи постоянного тока, и трансформатор, обмотка кото- )О рого подключена через обратный выпрямитель к входу инвертора. При питании выпрямленным сетевым напряжением эти устройства имеют, как правило, входной сглаживающий t.C-фильтр(1 и(23 15

Недостатком таких устройств является низкая надежность, обусловленная необходимостью применения для защиты от срывов инвертора сложных вспомогательных гасящих устройств или быстродействующей коммутационной аппаратуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь, содержащий связанный с входными выводами через сглаживающий L С-фильтр тиристорный инвертор, снабженный реактором в цепи постоянного тока, и трансформатор, обмотка которого подключена через обратный выпрямитель к входу инвертора (3 1.

В Известном преобразователе при срыве инвеггора возникает колебатель-. ньй перез аряд конденсатора входного (, С-фильтра через реактор в цепи пос-35 тоянного тока и проводящие тиристоры инвертора. Приблизительно через четверть периода колебательного процесса при изменении полярности напряжения на конденсаторе фильтра происходь-т 40 отпирание диодов обратного выпрямителя, и дальнейший яереразряд конденсатора прекращается. Ток реактора с этого момента замыкается уже не через конденсатор фильтра,а через шунтирующий его обратный выпрямитель. Одновременно с этим возрастает входной ток преобразователя, который замыкается через тиристоры инвертора.Для ликвидации аварийного процесса и защиты 5р тиристоров инвертора необходимо уже в начальной момент срыва отключить преобразователь от источника питания с помощью быстродействующей коммутационной аппаратуры либо с помощью вспомогательного гасящего устройства 55 осущестьить коммутацию тиристоров инвертора . Таким образом и этот преобразователь имеет низкую надежность.

Целью изобретения. является повышение надежности преобразователя за 60 счет самовосстановления в случае срыва.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения, содержащем связанный с входными выводами через сглаживакщий

LC-фильтр последовательный мостовой .тиристорный инвертор с трансформаторным выходом и реактором в цепи постоянного тока, .обмотка сброса трансформатора подключена к конденсатору фильтра через обратный выпрямитель, в качестве по крайней мере одной группы вентилей обратного выпрямителя использованы тиристоры, управляющие электроды которых связаны с введенны. и дополнительными обмотками трансформатора.

Причем управлякщие. переходы тиристоров одной группы эашунтированы обратными диодамч и подключены к цепочке из резистора и дополнительной обработки трансформатора.

Кроме того, управлякщие переходы тиристоров обеих групп связаны с соответствукщими дополнительными обмотками трансформатора через резисторы.

На фиг. 1 приведена одна из возможных схем преобразователя с мостовым управляемым обратным выпрямителем на четырех тиристорах; на фиг. 2 — то же, на двух тиристорах.

Схема преобразователя (фиг. 1) содержит инвертор на силовых тиристорах 1-4, коммутирующий LС-контур, состоящий из реактора 5 и конденсатора 6, многообмоточный трансформатор

7, состоящий из первичной 8 и вторичной 9 обмоток, обмотки 10 сброса и четырех дополнительных обмоток ll управляемый мостовой обратный выпря- . митель на тиристорах 12-15, токоограничивающие резисторы 16, входной сглаживакщий LC-фильтр, состоящий иэ дросселя 17 и конденсатора 18, и нагрузку 19.

Второй вариант схемы преобразователя (фиг. 2) содержит дополнительно диоды 20, а обратный выпрямитель вь полнен на двух тиристорах 12 и 13 и двух диодах 21 и 22.

В установившемся режиме работы преобразователя на первичной обмотке

8 трансформатора 7 инвертора формируется переменное напряжение. Трансформируемое на дополнительных обмотках ll напряжение вызывает протекание токов в цепях управления тиристоров 12-15 обратного выпрямителя.

Обмотки соединены таким образом, что в один полупериод ток управления протекает в тиристорах одного плеча обратного выпрямителя, например, в тиристорах 12 и 15, а во второй полупериод — в тиристорах другого плеча, т.е ° в тиристорах 13 и 14. При этом часть инвертируемой энергии может возвращаться через обмотку 10 сброСа 10 трансформатора 7 и обратный выпрямитель на вход инвертора в конденсатор 18 входного фильтра. Установившийся режим работы преобраэова1 056404 теля с управляемым таким образом выпрямителем полностью совпадает с режимом работы известных преобразовате- ° лей с неуправляемым обратным выпрямителем.

Возникновение в преобразователе аварийного режима, приводящего к срыву инвертора, вызывает колебательный разряд конденсатора 18 входного фильтра через реактор 5 и короткозамкнутую тиристорами 1,3 и 2,4 входную 10 цепь инвертора ° Период этого колебательного процесса определяется величиной емкости конденсатора 18, индуктивности реактора 5 и добротности

1. контура разряда. Напряжение на обмотках трансформатора 7 в период разряда конденсатора 18 спадает до нул я, и тиристоры 12-15 обратного выпрямителя под действием напряжения конденсатора

18, приложенного в обратнсч направлении, выключаются. Приблизительно через четверть периода колебательного процесса напряжения на конденсаторе 18 меняет полярность. Так как тиристоры обратного выпрямителя к этому моменту оказываются выключенными, то конденсатор продолжает перезаряжаться током реактора 5 до отрицательного амплитудного значения.

С момента достижения током реактора

5 нулевого значения к входу инверто.- 30 ра прикладывается отрицательное напряжение конденсатора 18, под действием котброго тиристоры 1-4 запираются. Таким образом происходит самоотключение тиристоров инвертора. 35

Под действием тока дросселя 17 конденсатор 18 вновь заряжается до положительнОго напряжения. Когда на"; пряжение на конденсаторе достигает определенного значения, инвертор мо- 4g жет вновь включаться. Перенапряжение на конденсаторе 18 в этих. переходных режимах могут сниматься известными методами, путем шунтирования дросселя

17.

4S

Если обратный выпрямитель выполнить на диодах, то в аварийном режиме при смене полярности напряжения на конденсаторе 18 ток реактора 5 замыкается через шунтирующий конденсатор 18, обратный выпрямитель. Напряжение на конденсаторе 18 в этом случае остается равным нулю в течение достаточно длительного интервала времени, и самоотключение тиристоров инвертора не происходит.

Тот же принцип может быть реализо- ван более простой схемой преобразователя, представленной на фиг. 2. В отличие от рассмотренной схемы, здесь используется только одна дополнительная обмотка 11, связанная с двумя тиристорами обратного выпрямителя, которые в зависимости от того, какой электрод тиристора является общим, включены в анодную или катодную группу. В другую группу выпрямителя включены диоды.

Такая схема работает следующим образом.

В установившемся режиме на управля-. кщие электроды тиристоров 12 и 13 подается переменное напряжение с дополнительной обмотки 11, которое вызывает протекание управляющего тока. В один полупериод работы инвертора ток протекает по цепи управления одногО тиристора, например тиристора 12, и обратный диод 20, шунтирующий управ.". ляющий переход тиристора 13, а в другой полупериод — по цепи управления тиристора 13 и обратный диод шунтирующий переход тиристора 12..

В результате, в установившемся режиме преобразователя через обратный выпрямитель возможен возврат части инвертируемой энергии. В остальном режим. работы схемы аналогичен описанному.

Таким образом, применение обратного выпрямителя на тиристорах, управляемых напряжением с трансформатора, питакицего обратный выпрямитель, -позволяет обеспечить режим самоотклю- . чения инвертора и повысить- надежность преобразователя.

ВИИИПИ Заказ 9 334/5З

Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Проектная,4