Управляемый выпрямитель с искусственной коммутацией

тте.теиис то "я "чфф 1-;+;ч Ч 54 Союз Советски кСоциалистическихРеспубпик 61) Дополнительное к авт, св(23) Приоритет 02 М 7/12 ЬеудерствапаИ камитат СССР в делам изебретеиий(72) Авторы изобретен тюхин, В. В. Литовченко, О. СН. А. Ротанов и В. А, Шаров азаров,Московский ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамениинститут инженеровжелезнодорожного транспорта(7 ) Заявитель 4) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С ИСКУССТВЕННО КОММУТАЦИЕЙ Изобретение относится к области преобразовательной техники, а точнее к управляемымполупроводниковым выпрямителям с искусст.венной коммутацией и может быть использо-вано для преобразования переменного напря 5жения в постоянное регулируемои величины,Известны управляемые выпрямители, вкоторых выключение силовых тиристоровпроизводится путем подключения параллельновыключаемым тиристором цепочки, состоящейтеиз предварительно заряженного конденсатораи дросселя 1 .Известны также преобразователи и управляемые выпрямители с двумя тиристорами идвумя диодами, собранными по мостовойсхеме так, что два последовательно включенных диода образуют буферный контур дляцепи постоянного тока, а параллельно каждомусиловому тиристору подключен блок искусственной коммутации, содержащий последовательно соединенные конденсатор и парувстречно параллельно включенных вентилей,один из которых является зарядным, а другойкоммутирующим 2),Указанные схемы выпрямителей обладаютрядом положительных качеств, таких каквысокая коммутационная надежность, контролируемая величина напряжения на коммутирующем конденсаторе и другими. Недоетатокизвестных схем связан с низким использованием установленной мощности полупроводни.ковых венпптей, так как коммутируюшиетиристоры работают в импульсном режимес частотой переклйчения, равной частоте напряжения питающей сети,Прототипом изобретения является управляемый выпрямитель с искусственной коммутацией, содержащий два силовых диода и двасиловых тиристора, включенных по мостовойсхеме, и блок искусственной коммутации,состоящий из коммутирующего тиристора идвух цепочек, каждая иэ которых включенапараллельно соответствующему тиристору исостоит из последовательно соединенныхконденсатора и зарядного вентиля.Целью изобретения является повьипениетехнико. экономических показателей, а такжеупрощение выпрямителя,3 70Эта цель достигается тем, что в упрэвляе.мом выпрямителе с искусственной коммутацией коммутирующий тиристор включен впрямом направлении между общими точкамисоединения указанных цепочек.На чертеже представлена принципиальнаясхема предлагаемого выпрямителя,Выпрямитель содержит силовые диоды 1,2 и тиристоры 3, 4, собранные по мостовойсхеме, В однуиз диагоналей моста включенавторичная обмотка трансформатора 5, а в другую - нагрузка 6. Параллельно тиристорам 3и 4 пбдключены две цепочки, образованныепоследовательно соединенными зарядным вентилем 7 и конденсатором 8 и зарядным вентилем 9 и конденсатором 10, К общим точкамуказанныхцепочек подключен коммутирующийтиристор 11.Выпрямитель работает следующим образом,Пусть в некоторый момент времени напряжение на вторичной обмотке трансформатора 5имеет полярность, указанную на чертеже, Токк нагрузке проводят вентилю 2 и 3. Конденса.торы 8 и 10 заряжены.с указанной на чертежеполярностью,для включения тиристора 3 подают управляющий импульс на коммутирующийтиристор 11, При включении тиристора 11конденсаторы 8 и 10 соединяются последовательно и к выходу выпрямителя прикладывается напряжение, равное сумме напряжений накаждом из конденсаторов и противоположноепо знаку напряжению на обмотке трансформа.тора 5. Вследствие этого ток нагрузки начинает замыкаться по цепи: конденсатор 10, тиристор 11, конденсатор 8, нагрузка 6. По цепи: диод 2, обмотка трансформатора 5, вентиль 9, тиристор 11, конденсатор 10, нагрузка6 продолжает протекать ток вторичной обмотки трансформатора, При открытом вентиле 9к тиристору 3 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе 8,в результате чего тиристор 3 обесточиваетсяи выключается, После перезаряда конденсатора8 до напряжения, равноготекущему"значениюна обмотке трансформатора и обратного полярностиуказанной на чертеже, тиристор 11включается, ток нагрузки начинает протекатьчерез диоды 1 и 2, а напряжение на конденсаторе 10 фиксируется на уровне, равном значению напряжения па вторичной обмотке трансформатора в момент коммутации, В следующиполупериод времени напряжение на вторичнойобмотке трансформатора изменяет знак на противоположный, при этом открываются вентили1 и 7. и происходит переэаряд конденсатора 8.Ток нагрузки продолжает протекать черездиоды 1 и 2. После открытия тиристора 4 кнагрузке прикладывается напряжение вторич 2474 ной обмотки трансформатора, и схема работа.ет в обычном выпрямительном режиме, Включением тиристора 11 начинается процесс ком.мутации, протекание которого аналогично опи.санному выше. После включения тиристора 4и схемы полярности напряжения на вторичнойобмотке трансформатора схема возвращаетсяв исходное состояние, показанное на чертеже.В качестве зарядных вентилей могут быть10 использованы тиристоры, при этом моментыих включения должны быть согласованы сполярностью напряжения на обмотке трансформатора и моментами включения тиристора 11.Для ограниченйя скорости нарастания15 тока в контуре коммутации последовательнос зарядными вентилями могут быть включенытокоограничивающие дроссели,В данной схеме выпрямителя в процессевключения силового тиристора одновременно20 используется энергия, накоппенная в двух кон.денсаторах, что способствует повышению ком.мутационной устойчивости блока искусственнойкоммутации, Кроме того, в послекоммутацион.ный момент времени один иэ конденсаторов25 выполняет роль накопительного и поглощает энер.гию,запасенную в индуктивностях источника питания,Таким образом, технико-экономическаяэффективность предлагаемого изобретенияопределяется повышением коммутационнойустойчивости выпрямителя, упрощением егосхемы, улучшенным использованием мощностиустановленного оборудования, что позволяетв целом сократить количество полупроводни.ковых приборов на 10-15%,чФсрмула изооретения.Управляемый выпрямитель с искусственнойкоммутацией, содержащий два силовых диодаи два силовых тиристора, включенных помостовой схеме, и блок искусственной комму.тации, состоящий из коммутирующего тиристора и двух цепочек, каждая из которых включена параллельно соответствующему тиристоруи состоит из последовательно соединенных кон.денсатора и зарядного вентиля, о т л и ч а ю 45 щ и й с я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей и упрощения,коммутирующий тиристор включен в прямомнаправлении между общими точками соедине.ния указанных цепочек.Источники информации,й принятые во внимание при экспертизе1. Каг 1. - Нея Вело 1 д 1.овсЬЬаге, епрЬавцеЯтгогпгсЬтег вт ЯеИогв 1 еоегопу аког деЯревцпц чоп МесЬвтготптотогеп Е 1.ВаЬпеп,45 (1974), Н.12, Я. 281.286,2. Крайцберг М. И, и др, Импульсные методы регулирования цепей постоянного токас помощью тиристоров.М.,"Энергия", 969,с,88.Редактор В. Фельдман орректор М. Пожо Тираж 857 П ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб д.4/5