Устройство для регулирования напряжения

 

Использование: в преобразовательной технике. Сущность изобретения: устройство содержит тиристоры /1, 2/, при отпирании которых заряжаются конденсаторы /3, 4/. Конденсаторы разряжаются через нагрузку 9 и тиристоры /7, 8/. Параллельно конденсаторам включены пары последовательно соединенных тиристоров /10 13/, между общими точками которых включен трансформатор. Напряжение на нагрузке /9/ и трансформаторе регулируется изменением частоты включения тиристоров. 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано на электрическом подвижном составе, содержащем, в частности, тяговые аккумуляторные батареи.

Известны устройства регулирования напряжения [1-3] Известно устройство [4] которое содержит тиристор, включенный последовательно с реактором и конденсатором между зажимами источника постоянного напряжения. К обкладкам конденсатора подключена нагрузка в виде двигателя постоянного тока, шунтированного диодов.

Недостатками данного устройства являются наличие одного выхода преобразователя, что не позволяет использовать его для питания нагрузок с различным уровнем напряжения, а также низкая максимальная частота потребления энергии, определяемая допустимой частотой тиристора.

Известно устройство [5] которое содержит последовательно соединенные тиристор и конденсатор (или несколько тиристоров и конденсаторов), подключенные через реактор к зажимам источника постоянного напряжения. К обкладкам конденсатора (или конденсаторов) через тиристор (тиристоры) подключается нагрузка.

К недостаткам этого устройства относятся ограниченные функциональные возможности.

В основу изобретения положена задача создать устройство для регулирования напряжения с большими функциональными возможностями, которые реализуются за счет использования дополнительного выхода, содержащее две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных тиристора и конденсатора, включенных через общий реактор между клеммами источника питания постоянного напряжения, причем параллельно конденсаторам через разрядные тиристоры подключена нагрузка, в которое введены две пары последовательно соединенных дополнительных тиристоров, каждая из которых подключена к обкладкам конденсаторов, а между точками соединения дополнительных тиристоров включена первичная обмотка трансформатора.

Благодаря тому, что введены новые элементы, расширяются функциональные возможности устройства за счет появления дополнительного выхода, к которому может быть подключена дополнительная нагрузка, причем уровень напряжения на ней может регулироваться дополнительными тиристорами.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для регулирования напряжения.

Устройство содержит тиристоры 1, 2, включенные последовательно с конденсаторами 3, 4 соответственно. Через реактор 5 тиристоры 1, 2 и конденсаторы 3, 4 подключены к клеммам источника 6 питания. Параллельно конденсаторам 3, 4 через разрядные тиристоры 7, 8 (диоды) подключается нагрузка 9. Параллельно конденсаторам 3, 4 подключены дополнительные тиристоры 10, 11 и 12, 13 соответственно. Между точками соединения тиристоров 10 и 11, 12 и 13 включена первичная обмотка 14 трансформатора.

На фиг.2 изображена диаграмма выходного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

После включения тиристора 1 происходит заряд конденсатора 3 через реактор 5 до напряжения, которое без учета потерь при заряде конденсатора равно удвоенной величине напряжения источника 6 питания. Тиристор 1 выключается, через некоторый промежуток времени включается тиристор 7, а конденсатор 3 разряжается на нагрузку 9 (нагрузка может быть активной, с противоЭДС). При использовании вместо тиристора 7 диода разряд конденсатора 3 начнется непосредственно после выключения тиристора 1. Током нагрузки 9 конденсатор 3 разряжается до нуля. Если на интервале разряда конденсатора включить тиристоры 10, 11, то к первичной обмотке трансформатора приложен импульс напряжения. Аналогично протекают процессы при включении тиристоров 2, 8 и 12. 13 (фиг. 2).

Изменяя момент включения тиристоров 10, 11 и 12, 13 по отношению к моментам включения тиристоров 1 и 2 соответственно, можно регулировать выходное напряжение трансформатора.

Применение дополнительных тиристоров и трансформатора позволяет использовать энергию конденсаторов устройства для питания вспомогательных потребителей, уровень напряжения которых значительно ниже напряжения источника питания, осуществить электрическое разделение источников и потребителей, применить трансформатор на меньшее номинальное напряжение.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных тиристоров и конденсатора, включенные через общий реактор между клеммами источника питания постоянного напряжения, причем параллельно конденсаторам через разрядные тиристоры подключена нагрузка, отличающееся тем, что в него введены трансформатор и две пары последовательно соединенных дополнительных тиристоров, каждая из которых подключена к обкладкам конденсаторов, а между точками соединения дополнительных тиристоров включена первичная обмотка трансформатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2