Преобразователь тока

 

О П И С А Н И Е »877762

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.02.80 (21) 2883410/24-07 (51) М. Кл.з

Н 02 М 7/757 с присоединением заявки №вЂ”

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень №40 (53) УДК 621.314..572 (088.8) вв девам изобретений и открытий.Дата-опубликования описания 05.11.81 (72) Авторы изобретения

О. Г. Булатов, В. Д. Поляков и А. И. Царенко >;,. = 1, М:

ii " .) i

a --,„,?, Московский ордена Ленина энергетический институт <;

1, (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ТОКА

Гасударственный комитет (23) Приоритет—

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания активно-индуктивной нагрузки и нагрузки, включающей индуктивность, активное сопротивление и ЭДС и, кроме того, может найти применение в электротехнологии, электроприводе и других областях.

Известен преобразователь тока, принцип действия которого основан на дозированной передаче энергии от источника питания в нагрузку через конденсатор, включенный в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста. Смена полярности тока в таком преобразователе обеспечивается прй помощи отдельного реверсора. Рекуперация энергии осуществляется при помощи тиристориого моста, подключенного на входе преобразователя 11). . Недостатком преобразователя является низкий КПД, что объясняется значительным количеством вентилей, включенных последовательно по цепи тока нагрузки.

Известен также преобразователь тока, содержащий подключенный между положи- . тельным входным выводом и одним из вы- ходных выводов одиофазный мост на тиристорах с конденсатором в диагонали переменного тока, буферный вентиль, подключенный между общими катодами тнристоров одно- фаэного моста и отрицательным входным выводом, диод, соединяющий второй выходной вывод, противоположный упомянутому, с положительным входнь..м .выводом, тиристор, подключенный между вторым выходным выводом и отрицательным входным выводом, и узел коммутации, предназначенный для занирания этого тиристора йри переходе к режиму рекуперации. Изменение направления протекания тока в нагрузке обеспечивается путем подключения к выходным выводам преобразователя отдельного реверса, который может быть любым из известных 121.

Недостатком данного преобразователя тэ. является его сложность, которая объясняется наличием дополнительного узла коммутации.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что хо преобразователь тока, содержащий однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональю постоянного тока через буферныи вентиль

877762 включенной между силовыми входными выводами преобразователя, причем точка соединения катода этого вентиля с .катодами тиристоров этого моста связана с первым выходным выводом преобразователя, второй

5 выходнои вывод которого подключен к точке соединения анодов тиристоров моста и к аноду буферного вентиля соответственно через диод и через тиристор в проводящем направлении, снабжен дополнительным тиристором, катодом подключенным к катоду бу- $Q ферного вентиля, а анодом — ко второму. выходному выводу преобразователя.

В одной модификации упомянутая точка соединения буферного вентиля и моста под-. ключена к первому выходному выводу преобразователя непосредственно.

- 15

Во второй модификации преобразователь снабжен дросселем, включенным между упомянутой точкой соединения буферного вентиля н моста и первым выходным выводом преобразователя, причем последний через введенный дополнительный диод в проводящем направлении соединен с точкой соединения анодов тиристоров моста.

На фнг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг.. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь (фиг. 1а) содержит подключенный к положительному входному выводу однофазный мост на тиристорах l — 4 с конденсатором 5 в диагонали, буферный вентиль 6, подключенный катодом к выходзо ному выводу. Другой выходной вывод через ., диод 7 соединяется с положительным входным выводом, а через тиристор 8 — с отрицательным входным -выводом, Преобразователь содержит также тиристор 9, подключен- З5 ный между анодом тиристора 8 и катодом буферного вентиля 6. К выходным выводам преобразователя может быть подсоединен реверсор 10 тока. Предполагается, что на выходе реверсора 10 в этом случае находитcs. активно-индуктивная нагрузка перемен- 4О но;о тока.

Преобразователь работает по принципу однопозиционного слежения за задающим, сигналом 1. В момент tl включают тиристоры 1, 2 и 8 и конденсатор 5, предваритель- 45 но заряженный до напряжения источника питания, указанной на фиг. 1, а полярности, начинает перезаряжаться выходным током

i „, протекающим по контуру: плюс источника питания — тиристор 1 — конденсатор 5 — тиристор 2 — реверсор 10 — тирис- 50 тор 8 — минус источника питания. В момент

4 напряжение на конденсаторе 5 достигает величины напряжения источника питания, открывается тиристор 9 н ток 1щ„, замыкаясь через него, начинает уменьшаться. Ток тиристоров 1, 2 и 8 становится равным нулю и они 55 запираются. В момент ts, когда выходной ток i „ сравнивается по величине с задающим сйгиалом 1 (фиг. 2); включают тиристоры 3, 4 и 8, реверсор 10 попадает под обратное напряжение н запирается, а ток ia,„ начинает протекать по контуру: плюс источника питания — тнристор 3 — конденсатор 5 — тиристор 4 — реверсор 10 — тиристор 8 — минус источника питания. В момент

tg напряжение на конденсаторе 5 становится равным по величине напряжению источника питания, открывают тирнстор 9 н ток i замыкаясь через него, начинает уменьшаться.

Тиристоры 3, 4 и 8 обесточиваются н. восстанавливают свои управляющие свойства.

В таком режиме преобразователь работает до момента t>s начиная с которого преобразователь переходит в режим рекуперацнн энергии, В момент t> включают тнристоры 1 и 2, к проводившему .тиристору 9 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе, и он запирается. Выходной ток 1„,„ начинает протекать по контуру: тиристор 1 — конденсатор 5 — тиристор 2 — реверсор 10 диод 7. К ранее запертому тиристору 8 (для запирания тиристора 8 представляется промежуток времени tl> — 65) прикладывается напряжение источника питания. В момент

t> q напряжение на конденсаторе 5 достигает величины напряжения питания, открывается буферный вентиль 6 и ток i,„íà÷èíàåò протекать навстречу источнику питания, замыкаясь по контуру: минус источника питания

Š— буферный вентиль 6 — реверсор 10— диод 7 — плюс источника питания. Происходит процесс возврата энергии, накопленной нагрузкон, в источник питания. В момент tis, когда ток i „„становится равным по величине .задающему сигналу i, включаются тирнсторы 3 н 4 н ток i „„протекает по контуру: тиристор 3 — конденсатор 5— тнристор 4 — реверсор 10 — диод 7. В момент tl e напряжение на конденсаторе 5 становится равным напряжению источника литания, открывается буферный вентиль 6 и выходной ток начинает протекать навстречу источнику питания. ,, В таком режиме преобразователь работает,при формировании спадающей части синусоиды. Количество энергии, возвращаемой источнику литания, определяется крутизйой спадающего участка синусоиды (частотой выходного тока), а также добрбтностью контура нагрузки. При этом возможны режимы, когда рекуперация энергии на спадающей части синусоиды отсутствует (мала добротность контура нагрузки, низкая частота выходного сигнала). В этом случае целесообразно не переводить преобразователь в режим рекуперацни. Тогда преобразователь— будет иметь лучшую коммутационную устойчивость, так как конденсатор всегда будет перезаряжаться до напряжения источника питания.

877762

Формула изобретения

При формировании отрицательной полуволны синусоиды процессы в преобразователе аналогичны рассмотренным. Изменение направления протекания тока осуществляется реверсом10.

На фиг. 1,6 изображен преобразователь" тока, который с целью расширения диапазона регулирования выходного тока дополнительно снабжен дросселем 11, подключен ным с одной стороны к общей точке соединения катодов тиристоров катодной группы однофазного моста и катода буферного венти- 1О ля, а с другой — к первому выходному выводу, и диодом 12, соединяющим упомянутый выходной вывод, к которому он подключен анодом, с положительным входным выводом. Расширение диапазона регулирования 1 достигается за счет улучшения коммутационной способности в режиме малых токов, а также за счет улучшения формы кривой выходного тока. При этом значительно уменьшается отклонение выходного тока от заданного сигнала. ю

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить принципиальную схему известного преобразователя тока, что ока-. залось возможным благодаря исключению из него отдельного узла коммутации, необходимого для перевода преобразователя в режим рекуперации, и введению всего одного дополнительного. тиристора. При этом . переход к режиму рекуперации осуществляется достаточно просто: снимают управляющие импульсы с ранее проводивших тирис- зо торов и после необходимой выдержки времени подают на тиристор, вступающий в работ.у.

Упрощение силовой схемы преобразователя приводит к уменьшению на 10 — 20% (в зависимости от выполнения исключаемо- N го узла коммутации) его массогабаритных показателей.

Диапазон регулирования предлагаемого. устройства расширяется благодаря введе6 нию дополнительных элементов: дросселя и диода.

1. Преобразователь тока,. содержащий однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональю постоянного тока через буферный вентиль включенной между силовыми выводами преобразователя, причем точка соединения катода этого вентиля с катодами тиристоров моста связана с первым выходным выводом преобразователя, второй выходной вывод которого подключен к точке соединения анодов тиристоров моста и к аноду буферного вентиля соответственно через диод и через тиристор в проводящем направлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен дополнительным тиристором, катодом подключенным к катоду буферного вентиля, а анодом — ко второму выходному выводу преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, отличаю-. щийся тем, что упомянутан точка соединения буферного вентиля и моста подключена к первому выходному выводу преобразователя непосредственно.

3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с цель1о расширения диапазона регулирования, он снабжен дросселем, включенным между упомянутой точкой соединения буферного вентиля и моста и первым выходным выводом преобразователя, причем последний через введенный дополнительный диод в проводящем направлении соединен с точкой соединения анодов тиристоров моста..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР № 474088, кл. Н 02 M ?/52, 19?5., 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 600678, кл. Н 02 N 7/?57; 1978.

877762

РеДактор С. Тараненко

Эаказ 9638/84

Составитель Г. Мыцык

Техред A. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 733 . Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4