Импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н1 7) (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 080 47 7 (21) 2 470577/2 4-07

Н 02 М 3/135 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет —. (53) УДК 621.314,2 (088 ° 8) Опубликовано 150280. бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 150280 (72) Авторы изобретения

О. Г. Булатов, В. A. Ла6унцов, В.Д. ПОляков и A.È.Öàðåíêî

Московский ордена Ленина энергетический институт (71 ) За яв итель

1 (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. 5

Известны тиристорные импульсные преобразователи постоянного напряжения с рекуперацней энергии, содержа" щие импульсный регулятор постоянного| тока, подключение которого меняется в зависимости от работы преобразователя (1).

Недостатком таких преобразователей является наличие дополнительных ключевых элементов, включенных последовательно по цепи тока нагрувки, что приводит или к ухудшению быстродействия и надежности в случае механических ключей, или к увеличению потерь мощности в случае электронных ключей.

Наиболее близким к описываемому является импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенные последовательно к выводам для источника питания тирис торный мост с конденсатором в диагонали переменного тока и обратный . вентиль, подсоединенный к выходным выводам преобразователя (2).

Характерными особенностями такого преобразователя являются параметрическая внешняя характеристика, отличающаяся наличием полого и крутоаадающего участков, повышенная коммутационная устойчивость в широком диапазоне изменения нагрузки, вплоть до режима короткого замыкания (режим заторможенного якоря при работе на двигатель постоянного тока), высокая частота работы и простота управления.

Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности, а именно отсутствие регулируемой рекуперации энергии, что ухудшает его КПД.

Целью изобретения явлйется улучшение КПД и расширение Функциональных возможностей преобразователя безувеличения количества вентилей, последовательно соединенных lIO цепи тока нагрузки.

Это достигается тем, что описываемый преобразователь, содержащий подключенные последовательно к выводам для источника питания тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока и обратный вентиль, 716121,подключенный к выходным выводам преобразователя, снабжен первой дополнительной парой тиристоров,каждый из которых подключен встречно-параллельно тиристору, входящему в упомянутый мост и" имеющему соединение с выходным выводом, и второй парой тиристоров, одни одноименные силбвые Электроды* которых объеди = нейЯ"и йодключейы к"соответствующему выводу, а каждый из других одноименных электродов соединен с одной из обкладок упомянутого кон" "дейситора", а также тиристором, вкЖбченным встречно-параллельно

=указанному тиристорному мосту.

На фиг.l показаны принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Последовательно с источником питания E включен мост, состоящий из тиристоров 1,2,3,4 с конденсатором 5 в диагонали,.и якорь б двигателя постоянного тока, шунтированный обратным тиристором 7. Преобразователь также содержит тиристоры 8,9, включенные встречно-параллельно тиристорам катодной группы моста, тиристоры 10, 11, соединяющие обкладки конденсатора 5; к которым они подключены анодами, с отрицательной шиной питания, и тиристор 12, включенный в обратном направлении между источником питания Е и якорем 6.

Устройство работает следующим образом.

В момент tq âêëþ÷àþòñÿ тиристоры

1,2 и конденсатор 5, предварительно. заряженный до напряжения питания Е полярностью, укаэанной на фиг.l в скобках, перезаряжается через якорь б. Перезаряд, вследствие наличия индуктивности 1я якоря б, носит колебательный характер. В момент k конденсатор 5 переэаряжается до обратного напряжения,тиристор 7 открывает ся и ток,определяющий энергию, запасенную ийдуктивностью якоря б, начи найт спадать к нухпо, замыкаясь по контуру: тиристор 7 — якорь б.

Тиристоры l 2 восстанавливают .Управляющие свойства. В момент 13 включаются тиристоры 3, 4, конденсатор 5 вновь перезаряжается через якорь 6.

В момент 4 напряжение на конденсаторе

5 становится равййм-напРяжению питания Е полярностью,,указанной на фиг.l. в скобках, тиристор 7 открывается и"тоК начинает спадать к нулю

"замйкаясь по контуру: тиристор 7 якорь б. Тиристоры 3,4, восстанав- ливают Управляющие свойства. Преобраэователь работ ает в режиме прЯмой передачи энергии. В момент включаются тиристоры 1,2, и конденсатор 5 начинает перезаряжаться чере якорь б.

В момент 16 приходит сигнал на перевод преобразователя в режим обратной передачи энергии. Предоставляется время 1, необходимое для окончания электрических процессов в преобразо5 дателе, соответствующих Режиму пРямой передачи энергии, и восстановления управляющих свойств проводивших тиристоров. Конденсатор 5 продолжает перезаряжаться и в момент, когда

)p напряжение на нем становится равным

Е полярностью, укаэанной на фиг.l без скобок, открывается тиристор 7 и ток якоря, замыкаясь по нему, спадает к нулю. Тиристоры 1,2 восстанавливают управл яющие свойства.

В момент k8 ток якоря становится равным нулю, а напряжение на якоре

6 становится равным его ЭДС Ея . В момент т,q включаются тиристоры 9,10 и начинается колебательный перезаряд конденсатора 5, заряженного до напряжения питания Е полярностью, указанной на фиг.l беэ скобок, через якорь б. В момент 6щ конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряже25 ния, открывается тиристор 12 и ток, определяющий энергию, запасенную индуктивностью якоря б, начинает уменьшаться, замыкаясь по контуруг минус источника питания E — якорь б

3р тиристор 12 — плюс источника питания Е. Происходит процесс рекуперации энергии в,питающую сеть. Тиристоры 9, 10 восстанавливают управляющие свойства. В моментт+ ток

$5 якоря становится равным нулю, а напряжение на якоре становится равной его ЭДС Е . В следующий период процесс повторяется. В момент 4< вклю-. чаются тиристоры 8, 11 и конденсатор 5 вновь перезаряжается через якорь 6. В момент 1 конденсатор 5 перезаряжается до напряжения равного Е,"открывается тирйстор 12 и ток якоря начинает протекать навстречу ЭДС источника питания Е, 45 происходит процесс возврата энергии

-s йитающув сеть. Тиристоры 8, 11 восстанавливают управляющие свойства. Ток якоря уменьшается и в момент становится равным нулю. Напря.—

5О жение на якоре б становится равным его ЭДС Е ., Наличие рекуперации позволяет сократить количество потребляемой энергии, что важно при работе

55 от источников аккумулированной энергии.

Необходимо отметить также, что процесс рекуперации в описываемом преобразователе протекает вплоть

60 до ЭДС якоря практически равной нулю.

При работЕ преобразователя проводят не более двух последовательно соединенных тиристоров, рекуперация з энергии осуществляется при одном про65 волящем тиристоре.

716121

Формула изобретения

Импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подклю" ченные последовательно к выводам ля источника питания тиристорный 5 мост с конденсатором в диагонали переменного тока и обратный вентиль, подключенный к выходным выводам преобразователя,,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и расширения функциональных возможностей, он снабжен первой дополнительной парой тиристоров, каждый из которых подключен встречно-параллельно тирнстору, входящему в упомянутый мост и имеющему соединение с выходным выводом, и -второй парой тиристоров, одни одноименные силовые электроды которых объединены и под" ключены к соответствующему входному выводу, а каждый из других одноименных электродов соединен с одной из. обкладок упомянутого конденсатора, а также тйристором, включенным встречно-параллельно указанному тиристорному мосту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристоры на подвижном составе железнодорожного транспорта, Сб,статей под ред. Н.И.Ераснобаева, ВНИИЭМ, М., 1966, с.32.

2. Булатов О.Г., Иванов В;С.

Тиристорно-емкостной регулятор ностоянного тока. Электротехническая провыаленность, Сер. Преобразовательная техника, 1973, вып.8

{43), с. 17-19.

716121

Составитель Ю.Спивак

Техред Л. Алферова Корректор Н.Стец

Редактор И.Алироева

- f

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т

Заказ 9539/46 Тираж 783 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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