Тиристорный преобразователь с индуктивно-емкостной коммутацией

 

Изобретение относится.к электротехнике и может быть использовано для регуляторов частбты в электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - повышение эффективности путем увеличения диапазона регулирования частоты коммутации при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки . Устройство содержит силовой тиристор 1, последовательную индуктивно-емкостную гасящую цепь из коммутирующего двухоперационного тиристора 2, коммутирующего конденсатора 3 и катушки индуктивности 5, а также зарядную цепь из диода 6, катушки индуктивности 4 и коммутирующего конденсатора 3. Кроме того, устройство дополнительно снабжено двухстабильным пороговым устройством на операционнь1х усилителях 7, В, 9 и конденсатором 10. При этом вход двухстабильного порогового устройства подключен к конденсатору 3, а его выход через конденсатор 10 - к управляющему электроду тиристора 2. Увеличение диапазона регулирования частоты коммутации устройства осуществляется за счет обеспечения возможности варьирования пороговых значений входного напряжения и двухстабильного порогового устройства, приводящее к изменению времени разряда и перезаряда коммутирующего конденсатора на отдельных коммутационных интервалах. 1 ил. ««. П 25 сл с: ZtO со эо 6V. зф } L Ё1г 12

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) дц 4 H 02 M 3/135

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3833230/24-07 (22) 04.12.84 (46) 23.09.87. Бюл. N- 35 (75) Н.В.Петухов (53) 621.316.722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 455443, кл. Н 02 У1 3/10, 1972.

Известия вузов СССР. Приборостроение, том. XIV, 1Ф 8, 19?1, с. 65-68. (54) ТИРИСТОРНИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ КОММУТАЦИЕЙ (57) Изобретение относится.к электротехнике и может быть использовано для регуляторов частОты в электроприводах постоянного тока. Цель изобретения — повышение эффективности путем увеличения диапазона регулирования частоты коммутации при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки. Устройство содержит силовой тиристор 1, последовательную индуктивно-емкостную гасящую цепь из коммутирующего двухоперационного тиристора 2, коммутирующего конденсатора

3 и катушки индуктивности 5, а также зарядную цепь из диода 6, катушки индуктивности 4 и коммутирующего конденсатора 3. Кроме того, устройство дополнительно снабжено двухстабильным пороговым устройством на операционных усилителях 7, 8, 9 и конденсатором 10. При этом вход двухста-. бильного порогового устройства подключен к конденсатору 3, а его выход через конденсатор 10 — к управляющему электроду тиристора 2. Увеличение диапазона регулирования частоты коммутации устройства осуществляется за счет обеспечения возможности варьирования пороговых значений входного напряжения и двухстабильного порогового устройства, приводящее к изменению времени разряда и перезаряда коммутирующего конденсатора на отдельных коммутационных интервалах.

1 13

Изобретение относится к злектрст- технике и может быть испо тьзоиано для регуляторов частоты врашения в электроприводах постоянного тока.

Гель изобретения — повышение эф @ектиттности преобразователя путем увеличения диапазсята регулирования частоты коммутации при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки.

На чертеже представлена схема тиристорного преобразователя.

Тирис горный преобразователь с индуктивно-емкостной коммутацией содержит силовой тиристор 1, коммутирующий двухоперационньгй тиристор 2, коммутирующий конденсатор 3., катушки 4 и 5 ипдуктивности. зарттд11ь1. 1 диод б, двухстабилт. пое IInpc 1 orBoe;ca po- с",:;:- О, состояшее из операционных уси,:пттеле I

7 — 9„ а также конденсатор 10. 11е;кду выводами 1 1 и 1 2 д:тя подключеттия:! C-точника постоянного напряжения включены нагрузка 13, в качестве ко,орой использован электродвигателт, зашунтированная обратным диодом 14, силовой тиристор 1 и катутцка 5 тптт,уктпв— ности. Коммутирующий кот-дснсатор 3 и коммутирующий дзухоперацио пп Гй тир Нс тор 2 соединен Iiocледовательi!o, причем свободный выьод конденсатора 3 соединен с катушкой 5 индуктивности и выводом 12, а. катод тиристора 2 соединен с катодом тиристора 1. 1 1ежду выводом 11 и анодом тиристора 2 включена цепь из катушки 1 индуктив.ности и диода б, Двухстабильное пороговое устройство входом ттодклточено к конденсатору 3, а выходом через конденса.Гор 10 к управляющему электроду тиристора 2.

Силовой тиристор 1 предназначен для коммутации силовой ITепи, содержащей электродвигатель постоянного тока и катушку 5 индуктивттости. Комму-. тирующий двухоперационный тиристор

2, являющийся запираемым тиристором коммутирующий конденсатор 3 и катуш-ка индуктивнос Ги Обр 13y!el llocJTe oBéтельную индуктивно-емкостную гасящую цепь, которая осуществляет запирание силового тиристора 1. Катушка А ип-. дуктивности, зарядный диод 6 II so !iiyтирующий конденсатор 3 составляют зарядную цепь, предназначенную для заряда коммутирующего конденсатора

3 до напряжения, превышающего напря39801 2 жение источника питания Б„. Д1зухстабильное пороговое устройство пред— ставляет собой прецизионный триггер

Шттитта, в котором пороги переключе. ) пия завися Г 0 Г э таттоттных пОрОгОвых напряжений +U, и -U и включает в себя операциотитый усилитель 7, охВВ ченный положительной обратной связью, вход которого подключен к коммутирующему конденсатору 3, а также два операционных усилителя 8 и 9 типа "идеальньпт диод, подсоединенных к выходной клемме операционного усилителя

7. Двухстабильное пороговое устройство предназначено для измерения напряжения на коммутирутощем конденсаторе

3, его сравнения с верхним или нижним з Галон ыми пороговыми напряжениями +1, и -U и получения в моменты сравнения пртlмо угольных имп jJTbcoB

1 положителт-.ной 11пи Отрицательной полярности. Конденсатор 10, одна клемма которого иодсосцинена к выходу двухстабильного порогового устройства, а другая — к управляютему электроду коммутирутощего двухоперационного тиристора 2, предназначен для дифферетпптроватия фротттов прямоугольных импульсов двухстабильпого порогoBQI устройства и формирования остроконечных импульсов управления для коммутирутощего цвухоперапионного тиристора 2.

Тиристорный преобразователь рабо35 тает следующим образом.

В исходном состоянии коммутирующий двухоперационный тиристор 2 закрыт, коммутирующий конденсатор 3 не

40 заряжен. Ток якоря электродвигателя протекает через открытьп силовой тиристор 1 и катушку 5 индуктивности.

Одновременно по цепи, содержащей ка.-ушку 4 индуктивности и зарядный диод б, начинает заряжаться коммутирую,1Г щий конденсатор 3. При достижении напряжения на конденсаторе 3 верхнего значения порогового напряжения, про1-ор:1иоттального напряженито +Б.т на входе операционного усилителя 8, двухстабильное пороговое устройство, состоящее из операционных усилителей

9, вырабатывает прямоугольный импульс положительной полярности.

Данный импульс поступает на конденсагор 10, который дифференцирует его передний фронт и формирует положи" тельный остроконечный импульс управления для двухоперапионного тиристо39801

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Тиристорный преобразователь с ин-, дуктивно-емкостной коммутацией, со5 держащий два вывода для подключения источника постоянного напряжения, первый из которых является общим с первым выходным выводом для подключения нагрузки, цепь из последовательно соединенных силового тиристора и первой катушки индуктивности, которая включена между вторым выходным выводом для подключения нагрузки и вторым выводом для подключения минуса источника постоянного напряжения, цепь из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и коммутирующего двухоперационного тиристора, которая включена параллель20 но первой катушке индуктивности, при этом катод двухоперационного тиристора соединен с катодом силового тиристора, -а также цепь из последовательно соединенных второй катушки индуктивности и диода, свободный вывод катушки индуктивности которой соеди1 нен с первым выходным выводом, а катод диода — с анодом двухоперационного тиристора, причем коммутирующий двухоперационный тиристор, коммутирующий конденсатор и первая катушка индуктивности образуют индуктивноемкостную гасяшую цепь, вторая катуш-, ка индуктивности, диод и коммутирую35 щий конденсатор образуют зарядную цепь, а между выходными выводами включен обратный диод, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразователя

40 путем увеличения диапазона регулирования частоты коммутации при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки, дополнительно введено двух45 стабильное пороговое устройство, один вход которого подключен к одной обкладке коммутирующего конденсатора, его другой вход — к другой обкладке коммутирующего конденсатора, а выход через, дополнительно введенный конденсатор подключен к

ВНИИПИ Заказ 4240/51 Тираж

659 Подписное

Произв.-полигр. пр — тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13 ра 2. Последний открывается и конденсатор 3 начинает разряжаться на катушку 5 индуктивности. Так как напряжение на конденсаторе 3 болыие напряже.ния источника питания и при открытом двухоперационном тиристоре 2 прикладывается к катушке 5, на силовом тиристоре

1 в течение некоторого времени появля— ется обратное напряжение и он запирается, В дальнейшем напряжение на конденсаторе 3 уменьшается до нуля и он начинает перезаряжаться до напряжения .противоположной полярности. Как только это напряжение достигнет нижнего значения порогового напряжения, пропорционального напряжению -U на входе операционного усилителя 9, двухстабильное пороговое устройство обрывает прямоугольный импульс положительной полярности и вырабатывает прямоугольный импульс отрицательной полярности. Конденсатор 10 дифференцирует задний фронт импульса положительной полярности, информирует отрицательный остроконечный импульс управления для двухоперационного тиристора 2. Данный тиристор запирается ,и коммутирующий конденсатор 3 начинает перезаряжаться по цепи, содержащей катушку 4 индуктивности и зарядный диод 6, до напряжения, превышающего напряжение питания преобразователя. Как только напряжение на конденсаторе 3 достигнет верхнего значения порогового напряжения, двухстабильное пороговое устройство, содер— жащее операционные усилители 7 — 9, откроет двухоперационный тиристор 2.

В дальнейшем работа тиристорного преобразователя происходит таким же об— разом.

Варьирование пороговых значений напряжений +Ь, и -П двухстабильного порогового устройства, приводящее к изменению времени разряда и перезаряда коммутирующего конденсатора на отдельных коммутационных интервалах, позволяет увеличить диапазон регулирования частоты коммутации тиристорного преобразователя при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения электродвигателя в сеть. управляющему электроду коммутирующего двухоперационного тиристора.