Устройство для регулирования напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах импульсного регулирования, Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона регулирования . Устройство содержит активно-индуктивную нагрузку 1, обратный диод 2, входной 3 и общий 4 выводы, последовательную цепь из встречнопараллельной главной тиристорнодиодной (ТД) 5 группы и дросселя 6 насьш ;ения, вспомогательной ТД группы из последовательно соединенных тиристора 10 и диода 11, колебательное LC-звено 12, демпфирующие RC-цепочки Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

am SU au 1 2

Ц11 4 Н 02 M 3/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3939161/24-07 (22) 07.08.85 (46) 07.02.87. Бюл. № 5 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад, В.Н.Образцова и Всесоюзный научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт электровозостроения (72) А.С.Корнев, Б.Ю,Левитский, Ю.С,Боголюбов, В.И,Некрасов, В.Д,Янов и Б,А.Тушканов (53) 621.316.722 (088.8) (5Ь) Электрооборудование транспорта.

Реферативный журнал № 5, 1983, с.ll

Авторское свидетельство СССР № 773855, кл. Н 02 И 3/155, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах импульсного регулирования, Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона регулирования, Устройство содержит активно-индуктивную нагрузку l обратный диод 2, входной 3 и общий 4 выводы, последовательную цепь из встречнопараллельной главной тиристорнодиодной (ТД) 5 группы и дросселя 6 насыщения,, вспомогательной ТД группы из последовательно соединенных тиристора 10 и диода 11, колебательное

LC-звено 12, демпфирующие RC-цепочки

1288844

13,14, шунтирующие тиристоры ТД групп.

Вспомогательная ТД группа шунтирует главную ТД группу, В устройство дополнительно введены секционированный дроссель 15 насьпцения в виде индуктивно-резисторного двухполюсника с неоднотипными звеньями, переключающая токопроводящая шина 16, подключенная через диод 2 параллельно нагрузке 1, и тиристор 17 с демпфирующей КС-це- почкой 18. Вход дросселя 15 насьпцения через нагрузку подключен к входному выводу 3, а выход через цепь ТД 5 группы и дросселя 6 насьпцения подключен к аноду тиристора )7„ катодом соединенным с общим выводом

4. В амплитудном режиме регулирование

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано, например, в устройствах питания электропривода постоянного 5 тока.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона регулирования.

На чертеже представлена принципиальная.схема устройства.

Устройство содержит активно-ин— дуктивную нагрузку 1, обратный диод

2, входной 3 и выходной, являющийся общим, 4 выводы, последовательную цепь, состоящую из встречно-параллельной главной тиристорно-диодной группы 5 и дросселя 6 насыщения, выполненного в виде токопроводящей шины 7 с магнитопроводом 8 и токоограничительными элементами 9, вспомогательную тиристорно-диодную группу, состоящую из последовательно соединенх тиристора )0 и д ода 11 и шун- 25 тирующую главную тиристорно-диодную группу 5 в прямом направлении, колебательное LC-звено 12, одна из клемм которого через активно-индуктивную нагрузку 1 подключена к входному 3 выводу устройства, а вторая — к общей точке между катодом тиристора 10 и анодом диода 11 вспомогательной тиристорно-диодной группы, демпфируюнапряжения на нагрузке осуществляет-. ся за счет преобразования энергии поля конденсатора колебательного LCзвена 12. При этом осуществляется равномерное распределение напряжения между резисторами секционированного дросселя 15 насьпцения и резисторами

RC-цепочек 13, 14, Отпирание тиристо-. ра 17 может осуществляться во всем диапазоне перезаряда колебательного

LC-звена )2, В широтном режиме дроссель 15 насьпцения выполняет аналогичную функцию, что и в амплитудном, т,е, способствует снижению скорости нарастания прямого напряжения на тиристорах при их выключении. Этим достигается поставленная цель. 1 ил. щие RC-цепочки 13 и 14, шунтирующие тиристоры главной и вспомогательной тиристорно †диодн групп, дополнительный секционированный дроссель

15 насыщения, выполненный в виде составного индуктивно — резисторного двухполюсника с неоднотипными звеньями, дополнительную переключающую токопро водящую шину 16 и дополнительный тиристор 17 с демпфирующей RC-цепочкой )8, причем вход дополнительного секционированного дросселя 15 насыщения через активно-индуктивную нагрузку 1 подключен к входному 3 выво ду устройства, а вход через последовательную цепь главной тиристорнодиодной группы 5 и дросселя б насыщения подключен к аноду дополнительного тиристора 17, катод которого имеет общую точку с выходным 4 выводом устройства, при этoM дополнительная переключающая токопроводящая шина 16 через обратный диод 2 подключена параллельно активно-индуктивной нагрузке 1, Устройство работает следующим образом.

Амплитудный режим.

Регулирование напряжения на нагрузке 1 осуществляется за счет преобразования энергии конденсатора колебательного LC-звена )2. При отпирании тиристора 10 вспомогательной

1288844 тиристорно-диодной группы происходит прямой перезаряд предварительно заряженного конденсатора колебательного ЬС-звена 12 по цепи: конденсатор колебательного LC-звена 12, дополнительный секционированж и дроссель

15 насыщения, тиристор 10 вспомога" тельный тиристорно-диодной группы, индуктивность колебательного LC-звена 12. После того,как конденсатор 10 полностью перезарядится,начинается обратный его перезаряд по цепи: конденсатор колебательного LC-звена 12, индуктивность колебательного LC-звена 12, диод 11 вспомогательной тиристорно-диодной группы, диод главной тиристорно-диодной группы 5, дополнительный секционированный.дроссель

15 насыщения. Регулирование напряжения на активно- индуктивной нагрузке 1 20 осуществляется за счет периодического отпирания дополнительного тиристора 17 в интервале обратного, а затем если в этом есть необходимость ) прямого перезаряда конденсатораколебательного ЬСзвена 12. Как только импульс тока обратного перезаряда достигнет значения тока нагрузки 1, начинает отпираться обратный диод 2. В этот же момент вследствие исчезновения ЭДС 30 самоиндукции в катушке индуктивности колебательного LC — звена 12 напряжение конденсатора, которое является прямым по отношению к тиристорам главной и вспомогательной тиристорно- 35 диодных групп, равномерно распространяется между резисторами секционированного дросселя 15 насыщения и резисторами демпфирующих RC-цепочек 13 и 14. Первой насыщается сек- 40 ция дросселя, имеющая наименьшее сечение магнитопровода, охваченного резистором, после чего напряжение на тиристорах главной и вспомогательной тиристорно-диодных групп повыша- 45 ется на величину падения напряжения отработанной секции, причем за время насыщения конденсаторы демпфирующих RC-цепочек 13 и 14 получают некоторый заряд током, нарастающим по 50 мере насыщения сердечника этой секции. Далее аналогичная картина наблюдается при насыщении второй, третьей и т.д. секций дросселя, что обеспеiHBaeT Равномерное приращение пРямо- 55 го напряжения на тиристорах главной и вспомогательной тиристорно-диодных групп приблизительно за равные промежутки времени. После того, как все секции дросселя 15 насыщения окажут- ся насыщенными, конденсаторы демпфирующих RC-цепочек )3 и 14 дозаряжаются до напряжения, которое устанавливается на конденсаторе колебательного ЬС-звена 12;

Таким образом за время переключения секционированного дросселя 15 насыщения прямое напряжение на тиристорах главной и вспомогательной тиристорно-диодных групп увеличивается с заданной скоростью и интенсивностью, которые могут регулироваться либо числом секций дросселя

15, либо параметрами этих секций.

Дроссель 6 насыщения в отличие дополнительного секционированного дросселя 15 насыщения служит для ог раничения скорости нарастания прямого тока дополнительного тиристора

17 при его отпирании и с RC-цепочками не работает, перемагничивание дросселя 6 насыщения в направлении, противоположному тому, которое имело место при протекании прямого тока через дополнительный тиристор 17, осуществляется с помощью дополнительной переключающей токопроводящей шины 16 в интервале открытого состояния обрнтного диода 2.

Отпирание дополнительного тиристора 17 может осуществляться во всем диапазоне перезаряда конденсатора колебательного LC-звена 12, причем начало регулирования соответствует минимальному уровню напряжения на нагрузке 1, определяемого разностью между напряжениями конденсатора колебательного LC-звена 12 и источника питания и обусловленного собственными потерями энергии в цепях перезаряда конденсатора колебательного

LC-звена 12.

В амплитудном режиме тиристор главной тиристорно-диодной группы 5 не отпирается.

Широтный режим.

Дальнейшее повышение напряжения на нагрузке 1 достигается за счет периодическбго одновременного от-. пирания тиристора главной тиристорнодиодной группы 5 и дополнительного тиристора 17. При этом образуется следующая цепь: входной вывод 3, актавно-индуктивная нагрузка 1, дополнительный секционированный дроссель

15 насыщения, тиристор главной тиристорно-диодной группы 5, токопро1288844

Составитель 10.Спивак

Редактор С.Патрушева Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 7820/55 Тирах 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 водящая шина 7 дросселя 6 насыщения, дополнительный тиристор 17, выходной вывод 4 устройства, при этом дроссель

6 насыщения предохраняет упомянутые тиристоры от черезмерной скорости нарастания прямого тока. Отпирание тиристора 10 вспомогательной тирис торно-диодной группы обеспечивает перезаряд конденсатора колебательного LC-звена 12 с последующим запиранием тиристора главной тиристорнодиодной группы 5 по цепям, аналогичным амплитудному режиму.

Дополнительный секционированный дроссель 15 насыщения и дроссель

6 насыщения в широтном режиме выполняют аналогичную функцию, что и в амплитудном режиме: первый — стабилизирует на заданном уровне скорость нарастания прямого напряжения на тиристорах главной и вспомогательной тиристорно-диодных групп при их выключении, а второй — ограничивает скорость нарастания прямого тока при одновременном отпирании тиристора . главной тиристорно-диодной группы 5 и дополнительного тиристора 17.

Формула и э о бр е т е н и я

Устройство для .регулирования напряжения, содержащее входные выводы, один из которых является общим с выходным выводом, последовательную цепь, состоящую из встречно-параллельной главной тиристорно-диодной группы и дросселя насыщения, выполненного в виде токопроводящей шины с магнитопроводом и токоограничительными . элементами, соединяющими отводы токопроводящей шины с одним из концов дросселя насыщения, вспомогательную тиристорно-диодную группу, состоящую иэ последовательно соединенных тиристора и диода и шунтирующую главную тиристорно-диодную группу в прямом направлении, колебательное LC-звено, одна из клемм которого через цепь активно-индуктивной

10 нагрузки подключена к входному выводу, а вторая — к общей точке соединения катода тиристора и анода диода вспомогательной тиристорнодиодной группы, и демпфирующие КС15 цепочки, шунтирующие тиристоры соответствующих тиристорно-диодных групп, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона регулирования, 20 дополнительно введены секционированный дроссель насыщения, выполненный в виде составного индуктивно-реэисторного двухполюсника с неоднотипными звеньями, переключающая токо 5 проводящая шина, тиристор с демпфирующей RC-цепочкой и обратный диод, причем вход дополнительного секционированного дросселя насыщения через цепь активно-индуктивной нагруз30 ки подключен к вхддному выводу, а выход — через последовательную цепь главной тиристорно-диодной группы и дросселя насыщения подключен к аноду дополнительного тиристора, ка35 тодом соединенным с общим выводом, а дополнительная переключающая токопроводящая шина через указанный обратный диод подключена параллельно активно-индуктивной нагрузке.