Тиристорный импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

Использование: для управления тяговым двигателем постоянного тока. Сущность изобретения: устройство содержит включенную между входным и общим выводами последовательную цепочку, включающую токоограничивающий реактор Lp, перезарядный Тз и зарядный ТА тиристоры и резистор R, а также цепочку, включенную между входными выходным выводами и состоящую из основного тиристора Ti и коммутирующего дросселя Ц. между общей точкой соединения которых и общим выводом включен обратный диод Da. Диод DI включен между выходным и входным выводами. Параллельно цепи из реактора Lp и тиристора Тз включен коммутирующий конденсатор Ск, а между катодом диода D2 и анодом тиристора Т4 - коммутирующий тиристор Та. Кроме того, устройство имеет два блока управления Bi, Ва, причем блок Ва служит для управления тиристорами TI, Та, Тз, а блок Bi - тиристором ТА и включает последовательно соединенные датчик напряжения на конденсаторе Ск, элемент задержки, элемент И и формирователь импульсов управления для тиристора Т4. Второй вход элемента И соединен с выходом разрешающего сигнала блока Ва, вход сигнала запрета которого соединен с выходом элемента задержки. Указанное выполнение устройства обеспечивает его высокую надежность за счет исключения короткого замыкания в случае одновременного ложного открывания тиристоров Тз, Т4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)я Н 02 М 3/135

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4807302/07 (22) 28,03.90 (46) 23.07.92. Бюл, М 27 (71) Херсонский индустриальный институт (72) Г,В, Аранчий, В.Д. Кийко и А.П. Шкроб (56) Забродин Ю,С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров.—

М„ Энергия, 1974, рис. 1 — 1д, Магетто Г, Тиристор в электротехнике. — M;: Энергия, 1977, рис. 4-34, 4-36. (54) ТИРИСТОРНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Использование: для управления тяговым двигателем постоянного тока. Сущность изобретения: устройство содержит включенную между входным и общим выводами последовательную цепочку, включающую токоограничивающий реактор Lq, перезарядный Тз и зарядный Т4 тиристары и резистор R, а также цепочку, включенную между входным и выходным выводами и состоящую из основного тиристора Т> и коммутирующего дросселя

„„Я „„1749995 А1 », между общей точкой соединения которых и общим выводом включен обратный диод Dz.

Диод 01 включен между выходным и входным выводами, Параллельно цепи из реактора L> и тиристора Тз включен коммутирующий конденсатор С», а между катодом диода Ог и анодом тиристора Т4- коммутирующий тири. стор Тъ. Кроме того, устройство имеет два блока управления В1, В2, причем блок В2 служит для управления тиристорами Т, Т2, Тз, а блок В1 — тиристором Т4 и включает последовательно соединенные датчик напряжения на конденсаторе С», элемент задержки, элемент

И и формирователь импульсов управления для тиристора Т4. Второй вход элемента И соединен с выходом разрешающего сигнала . блока Bz, вход сигнала запрета которого соединен с выходом элемента задержки, Указанное выполнение устройства обеспечивает его высокую надежность за счет исключения короткого замыкания в случае одновременного ложного открывания тиристоров Тз, Т4. 2 ил.

Изобретение относится к электротвхни- тод которого соединен с катодами основно- . ке и может быть использовано для управле- го тиоистора и обратного диода. причем ния тяговым двиг т вигателем постоянного тока в анод последнего подключен к соединенным а, ример, промышленного на- вместе отрицательным зажимам источника польного электротранспорта с питанием от 5 питания и нагрузки, зарядный тиристор, автономного нерегулируемого источника анод которого соединен с анодом коммутирупостоянного тока. ющего и катодом перезарядного тиристора, у

Известны схемы тиристорных импульс- которогоанодчереэтокоограничивающийреных преобразователей постоянного напря- актор подключен к положительному зажиму жения, содержащие основной, зарядный и 10 йсточника питания, коммутирующий конденкоммутирующий тиристоры, коммутирую- сатор, одна обкладка которого соединена с и енсатор цепь подготовительного положительным зажимом источника питаперезаряда канд да конденсатора и обратный диод ния, а вторая подключена к точке соединешунтирующий ющий нагрузку, В указанной схеме ния анодов коммутирующего, зарядного и напряжение на конденсаторе и, следова- 15 катода перезарядного тиристоров, а также тельно, на других но, на других элементах нестабильно и систему управления импульсным преобрав процессе работы изменяется в пределах зователем, введены коммутирующий дросот 2Дд до Ug, где Ug — напряжение на за>ки- сель, включенный между соединенными мах источника питания, Прй прорыве по це- вместе катодами основного и коммутируюпям зарядного и переэарядного тиристоров 20 щего тиристоров и положительным эажиисточник питания попадает в режим тяже- мом нагрузки, диод, анод которого лого ко откого замыкания с выходом иэ соединен с положительным зажимом настроя указанных элементов. 8се это снйжа- ." рузки, а катод- с положительным за>кимом ет надежность работы достаточно динамич- источника питания, и резистор, включенный но;о тягового электропривода цехового 25 между катодом зарядного тиристора и отритранспортного средства, . " " "" цательным зажимом источника питания, а

Наиболее близким к предлагаемому система управления снабжена отдельным по своей. технической сущности является дополнительным блоком управления заимпульсный преобразователь, Устройство рядным тиристором, содер>кащим датчик содержит основной, зарядный и коммутиру- 30 напряжения на коммутирующем конденсающий TMpMcTopbl, коммутирующий конден- торе, элемент задержки, элемент И и форсатор, цепь подготовительного перезаряда мирователь управляющего импульса, конденсатора, обратный диод, шунтирую- причем вход датчика напряжения подклющий нагрузку, и систему управления, выра- чен параллельно коммутирующему конбатывающую управляющие импульсы для 35 денсатору, 8 его выход через элемент всех тиристоров схемы в заданной nor««e- задержки — к первому входу элемента И, ской последовательности каждый период выход которого соединен с входом формиработы преобразователя.. рователя управляющего импульса, к второДля ускорения перезаряда комйутиру- Му же входу элемента И подведен сигнал с ющего конденсатора, что необходимо при 40 разреша|ощего выхода блока управления малых токах нагрузки, в рассматриваемой всеми остальными тиристорами, к входу косхеме каждый период открывают тиристор торого с выхода элемента задержки подвеТ, Хотя при этом и подается запрет на уп- ден сигнал запрета. равление Тз, в динамике весьма вероятно На фиг. 1 показана принципиальная одновременное ложное открывание и этбго 45 схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 тиристора, что приводит к короткому замы- — графики управляющих импульсов. канию источника питания, В силу того, что Преобразователь содержит основной начальные условия ускоренного разряда Т1; коммутирующий Т, перезарядный Тз и конденсатора к тому же изменяются при зарядный Т4 тиристоры. Катоды Т1 и Т2 соеизменении тока нагрузки, напряжение на 50 динены вместе и через коммутирующий конденсаторе нестабильно, что наряду с дроссель LK подключены к положительному указанным существенно снижает надеж- зажиму нагрузки М, Аноды Т1 и Тр подклюность преобразователя в целом. чены к различным обкладкам коммутируюЦель изобретения — повышение надеж- щего конденсатора С . причем анод Т1

55 соединен также с положительным зажимом

Поставленная цель достигается тем, что источника питания Ug. а анод Т2 — с катодом в импульсный преобразователь, содержа- тиристора Тз и анодом Т4, который через щий основной тиристор, подключенный резистор R соединен с отрицательным заанодом к положительному зажиму источни- жимом источника Ud. Анод Тз через реактор ка питания, коммутирующий тиристор, ка- Lp подключен к пл1осу источника питания.

1749995

30 стор Т4 и в нормальном режиме работы его 35

Коммутирующий дроссель Ек вместе с основным тиристором T) зашунтирован встречно включенным диодом О>, а вместе с нагрузкой М вЂ” обратным диодом Dz, Система управления CS содержит блок 81 управления зарядным тиристором и блок 82 управления всеми остальными тиристорами преобразователя, причем блок В содержит датчик напряжения на коммутирующем конденсаторе 1, элемент 2 задержки, элемент

И 3 и формирователь 4 импульса, где первый вход элемента И через элемент задержки подключен к датчику 1, а второй вход— разрешающему выходу Р блока Bz управления, к входу которого подведен сигнал запрета с вы>:ода элемента 2 блока В>.

Устройство работает следующим образом.

При открывании тиристора Т к нагрузке прикладывается напряжение источника питания Ug. Конденсатор Ск при этом заряжен до напря>кения источника питания с указанной полярностью (фиг, 1), При необходимости прервать поток энергии в нагрузку подается управляющий импульс на тиристор Тг, Конденсатор С» запирает основной тиристор T) и перезаряжается до напряжения Ug противоположной полярности частично током нагрузки, а в основном по цепи Cy — Тр-1 к-D)-С< (в режиме холостого хода — только по этой цепи), что существенно ускоряет процесс перезаряда, Таким образом, для ускорения перезаряда нет необходимости открывать тириуправление находится под постоянным запретом, что повышает надежность работы устройства и одновременно его КПД. В период закрытого состояния тиристора Т> энергия, запасенная в нагрузке и коммутирующем дросселе, циркулирует в цепи

М вЂ” О2 — -к — M.

8 следующий момент времени конден camp приводят в первоначальное состояние, перезаряжая его по цепи Ск-Lp-Tg — Ск, путем подачи управляющего импульса на тиристор Тз. При снижении напряжения на конденсаторе ниже допустимого уровня, например, вследствие потерь энергии в контуре коммутации в режиме холостого хода либо исчезновении напряжения в аварийном режиме при срыве коммутации датчик

1 напряжения блока В выдает сигнал,.который через элемент 2 задержки проходит на один из входов элемента И 3. На второй вход элемента И блока В", с разрешающего выхода Р блока В2 также приходит сигнал требуемой длительности в заданный момент времени, определяемый программой работы системы управления преобразова45

50 теля, На выходе элемента И появляется импульс, управляющий формирователем 4 и далее тиристором Т4. Одновременно накладывается запрет на прохождение управляющих импульсов ко всем остальным тиристорам преобразователя, Открывание же тиристора Т< восстанавливает напряжение на конденсаторе на уровне Ua что позволяет схеме войти в нормальный режим работы автоматически, При появлении номинального напряжения на конденсаторе снимается запрет с импульсов управления тиристорами Т, Т, Тз и накладывается запрет на импульсы тиристора Т4. Далее работа схемы соответствует описанной.

На фиг. 2 приведены графики управляющих импульсов, вырабатываемых системой СЯ, а также напряжений на различных элементах тиристорного импульсного преобразователя (фиг, 1).

Таким образом, даже если в предлагаемом преобразователе и происходит одновременное ложное открывание тиристоров

Тз и Т „то короткого замыкания источника питания не возникает, посколЬку резистор

R здесь имеет существенно более высокое сопротивление, чем, например, в известном, где увеличенное сопротивление резистора мешает ускоренному перезаряду коммутирующего конденсатора, В предлагаемой схеме переэаряд конденсатора вынесен в другую цепь, где отсутствуют активные сопротивления, Все это также увеличивает надежность работы импульсного преобразователя и всего тягового электропривода цехового напольного транспортного средства.

: j>!

Формула изобретения

Тиристорный импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника питания и нагрузки, основной тиристор, подключенный анодом к входному выводу, коммутирующий тиристор, катод которого соединен с катодами основного тиристора и обратного диода, причем анод последнего подключен к общему выводу, зарядный тиристор, анод которого соединен с анодом коммутирующего тири.то„-а и катодом перезарядного тиристора, анод которого через токоограничивающий реактор подключен к входному выводу, коммутирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с входным выводом, а доугая — с анодом коммутирующего тиристора, а также блок управления, выходы которого соединены с управляющимй электродами основного, коммутирующего и перезарядного тиристо1749995 (Г

Vjg

Составитель Г.Аранчий

Редактор И.Дербак ТехредМ.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2601 . . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ров, отличающийся тем, что,-сцелью повыаейия надежности, дополнительно введены коммутирующий дроссейь, включенный между катодом основного тиристора и выходным выводом; диод, анод которого соедйнен с выходным выводом, а катод — с входным выводом, резистор, включенный между катодом зарядного тиристора и общим выводом, в также дополнительный блок управления зарядным тиристором, включающий датчик напряжения на коммутирующем койденсаторе, элемент задержки, элемент И и формирователь управляющего импульса, причем вход датчика напряжения подключен параллельно коммутирующему конденсатору, его выход через элемент задержки—

5 к первому входу элемента И и входу сигнала запрета основного блока управления, выход разрешающего сигнала которого соединен с вторым входом элемента И, выходом соединенного с входом формирователя управ10 ляющего импульса, выход которого соединен с управляющим элементом зарядного тиристора.