Тиристорный импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ЙСАЙЙЕ

ЙЗОБРЕТЕЙ ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕйЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 24,04,73 (21) 1908577/24-7 с присоединением заявки № (23} Г1риоритет (43} Опубликовано15,08.76.Бюллетень № 30 (45} Дата опубликования описания 04.11 ° 76 (51) М. Кл, Н 02! М 3 /135

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао девам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722..07 (088,8) (72) Авторы изобретения

Б. П. Шевченко, В. М. Остреров, М. Е. Г

Г, A. Макаров и С. Л. Мезенцев

Украинский научно-исследовательский инс станков и инструментов (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ ИМПУЛИ.НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТВХ1Ь

ПОСТОЯННОГО НАГРЯЖЕНИЯ

Предлагаемое устройство относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для управления скоростью электроприводов постоянного тока.

Известен тиристорный импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержаший подключенный к входным зажимам источника питания со средней точкой через импульсные трансформаторы тиристорный мост, в диагональ которого включена через 1О управляемый дроссель нагрузка, мост обратных диодов, а также коммутируюшее устройство, состояшее из подключенных последовательно к входным зажимам вторичных обмоток указанных импульсных трансформаторов и двух вспомогательных тиристоров, между обшей точкой которых и средней точкой источника питания присоединен коммутирук ший конденсатор.

В известном устройстве амплитуда на- 20 пряжения на коммутируюшем конденсаторе возрастает до нового установившегося значения за счет энергии, поступаюшей в ком,мутируюшие контуры от нагрузки. Однако

1рост амплитуды напряжения на коммутирую- 25 шем конденсаторе при коммутации тока нагрузки происходит не мгновенно, а в течение 12-20 тактов коммутации. Недостаток известного устройства заключается в том, что темп роста коммутационной способности устройства коммутации известных усилителей отстает от темпа роста тока. Из-за этого устройство коммутации известного устройства имеет завь шенную начальную коммутационную способность, относительно большие габариты и ухуашенные энергетические показатели в тех случаях, когда нагрузка отличается ярко выраженным динамическим характером, Целью пред„ гаемого изобретения явля ется повышение коммутационной способнос ти при увеличении нагрузки. Это позволяет уменьшить вес и. габариты усилителя и по высить его энергетические показатели. Постигается это тем, что между средней точкой источника питания и коммутируюшим, конденсатором включены дополнительно две встречно-параллельно соединенные рабочие обмотки управляемого дросселя, а к вход ным зажимам подкл1очены два последова525207 о- ния, близкого к удвоенному напряжению источника. Б момент достижения напряi жением конденсатора 1 7 максимального значения ток в коммутирующем контуре изменяет знак, вследствие чего вспомо° гателыый тиристор 14 отключается и на пряжение на конденсаторе не изменяется до очередного такта работы устройства. )цепь т-; переэаряда коммутирующего конденсатора !

О 17 при всех последующих включениях отли- . чается от той, которая существовала при ! первом такте заряда конденсатора. Теперь ь- процесс переэаряда конденсатора 17 сос тоит иэ двух интервалов: 1) цепь перезаря«

- 15 да образуют элементы 17,15,10,13 (или соответственно 17, 14, 12, 16); 2) цепьперезаряда образуют элементы 17, 20, 21„24, 22,10,13 (или соответственно 17,14,12, 23,24,20,21). На первом интервале ток

И через вспсмогатепьн и диод 15 (или диод

16) протекает в прямом направлении, при этом рабочие обмотки 20,21 управляемого ь- дросселя оказываются подключенными к одному из входных зажимов источника питаФ ния. Ток в рабочих обмотках 20,21 управляемого дросселя возрастает почти по линейному закону. Так как нарастающий ток через вспомогательный диод направлен навстречу току колебательного контура, имеющего форму полусинусоиды, то наступает момент, при котором эти токи равны и диод оказывается смещенным в обратном

1 направлении, с этого момента начинается второй интервал перезаряда конденсатора, при котором цепь перезаряда включает в о- себя источник питания, На втором интервале происходит подзаряд конденсатора от источника питания, чем компенсируются потери в цепях, 40

) тельно соединенные диода, общая точка к торых соединена с общей точкой коммутирующего конденсатора и рабочих обмоток ! управляемого дросселя.

На фиг. 1 представлена принципиальна, схема предлагаемого устройства; на фиг

2,3 — диаграммы токов и напряжений.

Устройство содержит мостовой ревер сор на четырех тиристорах 14, мост обра ных диодов 5 8, импульсные трансформато, ры соответственно с первичными 9,10 и вторичными 11,12 обмотками, коммутирую щее устройство, состоящее из вспомогател ных тиристоров 13,14, вспомогательных . диодов 15,16 и коммутирующего конденса гора 17, а также управляемый дроссель с обмотками управления 18, 19 и рабочими обмотками 20, 21. К входным зажимам

22, 23 источника со средней точкой 24 подключены последовательно первичные об мотки 9, 10 импульсных трансформаторов мостовой реверсор па тиристорах 1-4, в диагональ которого включена последовател ная цепь из обмоток управления 1 8, 19 управляемого дросселя и нагрузки 25, например обмотки якоря электродвигателя.

К входным зажимам 22, 23 подключе мост обратных диодов 5-8, зажимы переменного тока которого соединены с соответствующими зажимами мостового реверсора на тиристорах 1-4, Вторичные обмотки

11, 12 импульсных трансформаторов, вспо

;могательные тиристоры 13, 14 соединень последователыю и цодкгпочены к входным зажимам 22, 23, к которым присоединень также последовательно соединенные вспом гательпые диоды 15, 16. Между общими точками вспомогательных тиристоров 13, 14 и диодов 15, 16 подключен коммутирующий конденсатор 17. Последовательно соединенные рабочие обмотки 20, 21 управляемого дросселя присоединены между средней точкой 24 источника питания и обшей точкой вспомогательных диодов

)15, 16 °

Предлагаемое устройство работает следукшим образом, Импульсы управления но тиристоры моста и соответствующие вспомогательные 50 тирпсторы поступают поочередно., При отпирании, например, вспомогательного ти» ристора 13 конденсатор 17 заряи..ается по пепи: 22-11-13-17-20-21 24, При иапочеиии вспомогптепьпого тирис- 56 тора 1 1 цепь заряда конденсатора 17 следуя.шая 2 1-20, 21-17-14-12-23. . ПО .:ло первого такта заряда коммутпрую щего конденсатора 17 амплитуда напряжения па ого обкладках достигает зцачс- I 60

При коммутации рабочих тиристоров 1-4 в коммутирукшие контуры вносится энергия иэ цепи нагрузки 25, запасенная в иммульсных трансформаторах, что приводит к росту амплитуды напряжения на конденсаторе 1 7. С . другой стороны, ток нагрузки

25, протекающий по обмоткам управления

18,19 управляемого дросселя, уменьшает индуктивность рабочих обмоток 20 и 21.

Это приводит к более быстрому росту тока в рабочих обмотках дросселя 20, 21 и, соответственно, к увеличению времени, в течение которого коммутирующий контур подключен к источнику питания, При этом существенно возрастает количество энергии, поступокшей в колобительпые контуры от источника питания, чем обеспечивается форсировонпый рост коммутационной способности устройства. Зтнм сокращается, с одной

1 стороны, длительность переходного процес525207

24

Фиг. 1 са в коммутируюшем контуре, когда ток нагрузки имеет явно выраженную динамическую составляюшую, а с другой стороны, создается возможность уменьшении начальной коммутационной способности и таким путем повышения энергетических показателей усилителя (фиг 2,3).

Формула изобретения

Тиристорный импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержаший подключенный к источнику питания со средней точкой через первичные обможи импульсных трансформаторов тиристорный мост, в .диагональ aaroporo подключена нагрузка

,и управляюшая обмотка дросселя, мост аб ратных диодов, а также коммутирунлцее усФ» ройство, состояшее из последовательно соединенных вторичных обмоток импульсных трансформаторов и двух., вспомогательных тиристоров, к обшей точке которых присоеди нен зажим коммутирующего конденсатора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения коммутационной способности при увеличении нагрузки, он дополнительно GR&dжен подключенными к входным зажимам двумя последовательно соединенными диода ми, общая точка которых подключена к дру гому зажиму указанного коммутирующего. конденсатора и точке соединения встречно-, 5 параллельно включенных рабочих обмоток

) управляющего дросселя, причем их другая ! точка соединения подключена к средней точ ке источника питания, 525207

Фиг. 2

Фиг.,У

Составитель Г. Гомола

Редактор К. Шанаурова Техред М. Ликович Корректор С. Шекмар

Заказ 509 2/59 3 Тираж 882 Подписное

0НИЙПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЙПП Патент", r. Ужгород,. ул. Проектная, 4