Импульсный преобразователь

Союз СоветскикСоциалистическилРеспублик ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ(21) 2754622/18-2 НОЗКЗ присоединением заявки-23) Приоритет -дарственный квинтет 53) УДК 621.373 (088.8) Опубликовано 15.07,81. Бюллетень 2Дата опубликования описания 25,07.81 нв делан нзобретеннн н еткрмтнй72) Автор изобретен Л. Г. ее отделение Всесоюзного ордена Трудовоге Б. ,ЪВрамени научно-исследовательского институтажелезнодорожного транспорта ьскоого 3(71) Заяви УЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для преобразования постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток высокого напряжения.Известен импульсный преобразователь постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток высокого напряжения, выполненный на основе автономного инвертора напряжения с повышающим трансформатором. В таком преобразователе регулирование напряжения на выходе осуществляется либо управляемым выпрямителем с изменением фазы импульсов тока управления тиристорами относительно инвертированного напряжения, либо изменением частоты инвертирования автономного инвертора напряжения 1.Однако этот преобразователь имеет большую удельную массу оборудования из-за наличия трансформатора.Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный преобразователь, содержащий зарядный тиристор, коммутирующие тиристоры и диоды, соединенные между собой встречно-параллельно, реакторы источника и коммутатора, конденсаторы и нагрузку, причем конденсаторы соединены между собой по схеме двухпроводной искусственной линии, созданной реакторами коммутатора, а положительная обкладка конденсатора предыдущей ячейки электрически соединена с отрицательной обкладкой конденсатора последующей ячейки 12.Недостатком известного преобразователя является значительная удельная масса из-за значительных габаритов нагрузочного реактора. Кроме того, преобразователь обеспечивает увеличение напряжения на выходе только в 4 - 5 раз по сравнению с напряжением на входе, что в ряде случаев недостаточно.Цель изобретения - уменьшение удельной массы импульсного преобразователя.Поставленная цель достигается тем, чтов импульсном преобразователе, содержащем зарядный тиристор, коммутирующие тиристоры и диоды, соединенные между собой встречно-параллельно, реакторы источника 20 и коммутатора, конденсаторы и нагрузку,причем конденсаторы соединены между собой по схеме двухпроводной искусственной линии, созданной реакторами коммутатора,847495 формула изобретения 45 50 55 3а положительная обкладка конденсатора предыдущей ячейки электрически соединена с отрицательной обкладкой конденсатора последующей ячейки, положительные и отрицательные обкладки предыдущего и последующего конденсаторов соединены через коммутирующие тиристоры, а выход преобразователя через дополнительные встречно-параллельно включенные коммутирующий тиристор и диод и последовательно соединенные реактор и диод соединен с нагрузкой, зашунтированной конденсатором.На фиг, 1 приведена принципиальная схема предлагаемого импульсного преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов основных элементов преобразователя, иллюстрирующие его работу.Импульсный преобразователь постоянного тока содержит зарядный тиристор 1, реактор 2 источника, конденсаторы 3 - 7, коммутирующие тиристоры 8 - 11, встречные диоды 12 - 15, реакторы 16 - 23 коммутатора, дополнительный тиристор 24 со встречным диодом 25 и конденсаторы 26 и 27, шунтирующие нагрузку 28 и вход преобразователя, реактор 29 и диод 30,В исходном состоянии тиристоры 1, 8 - 11 и 24 выключены, конденсаторы 3 - 7 разряжены, а конденсаторы 26 и 27 заряжены до напряжений, равных напряжению на нагрузке 28 и напряжению источника питания.В момент времени 11 (фиг. 2) импульс тока 1, подается в цепь управляющего электрода тиристора 1, Его включение обеспечивает появление зарядного импульса тока через реактор 2 источника, Зарядный импульс тока 1 после полного заряда конденсаторов 3 - 7 в момент времени 1спадает до нуля. К этому моменту времени напряжение на конденсаторах 3 - 7 почти в два раза превышает напряжение источника питания. В момент времени 1импульс тока 1Я подается в цепь управляющих электродов 8 - 11 и 24. Включение тиристоров 8 - 11 обеспечивает последовательное соединение конденсаторов 3 - 7, а при включении тиристора 24 указанные конденсаторы подключаются к нагрузке 28 через реактор 29 и диод 30. С момента времени 1 з через конденсаторы 3 - 7, тиристоры 8 - 11 и 24, реактор 29 и нагрузку 28 протекает синусоидальный импульс тока 1. В момент времени 1 импульс тока 1 изменяет направление и. переходит из цейи тиристоров 8 - 11 и 24 в цепь встречных диодов 12 - 15 и 25. С этого момента времени начинается процесс восстановления запирающей способности тиристоров 8 - 11 и 24. В момент времени 15 ток через диоды 12 - 15 и 25 становится равным нулю, и происходит их выключение, В этот момент времени напряжение на конденсаторах 3 -становится положительным и имеет величину, меньше напряжения источника питания. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 4Во время протекания тока в цепи конденсаторов 3 - 7 и нагрузки 28 часть энергии конденсаторов передается в цепь нагрузки.В момент времени 1 б импульс тока управления 1, снова подается в цепь управляющего электрода тиристора 1. При его отпирании конденсаторы 3 - 7 повторно заряжаются. В момент времени 1, импульс тока 1 спадает до нуля, и тиристор 1 выключается. К этому моменту времени напряжение на конденсаторах 3 - 7 становится большим напряжения источника питания. В момент времени 1, импульс тока 1 подается в цепь управляющих электродов тиристоров 8 - 11 и 24, отпирание которых обеспечивает передачу энергии, запасенную в конденсаторах 3 - 7 и в нагрузке 28. При этом в контуре, образованном конденсаторами 3 - 7, тиристорами 8 - 11 и 24, реактором 29, диодом 30 и нагрузкой 28, протекает синусоидальный импульс тока 1 и, что обеспечивает четкое восстановление запирающей способности тиристоров 8 - 11 и 24 за счет наличия обратного напряжения на их анодах, ограниченного встречными диодами 12 - 15 и 25 до напряжения лавинообразования, при условии, если длительность импульса обратного напряжения больше времени выключения тиристоров.Индуктивность реакторов коммутатора 16 - 23 в преобразователе выбирается из условия, чтобы импульс тока через них при отпирании тиристоров 7 - 11 имел амплитуду, в несколько раз меньше амплитуды тока через конденсаторы 3 - 7, протекающего при передаче энергии нагрузке.Данный импульсный преобразователь может быть использован на электроподвижном составе постоянного тока железнодорожного промышленного и городского транспорта и других отраслях промышленности, где используются преобразователи постоянного тока, обеспечивающие увеличение величины напряжения. Импульсный преобразователь, содержащий зарядный тиристор, коммутирующие тиристоры и диоды, соединенные между собой встречно-параллельно, реакторы источника и коммутатора, конденсаторы и нагрузку, причем конденсаторы соединены между собой по схеме двухпроводной искусственной линии, созданной реакторами коммутатора, а положительнаяобкладка конденсатора предыдущей ячейки электрически соединена с отрицательной обкладкой конденсатора, последующей ячейки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения удельной массы преобразователя, положительные и отрицательные обкладки предыдущего и последующего конденсаторов соединены через коммутирую847495 Рог,1 Фиг 2 Составитель В. КазаТехред А. БойкасТираж 988осударственного комитетам изобретений н открва, Ж - 35, Раушская натент, г. Ужгород ул Редактор Ю. ПетрушкоЗаказ 5527/85 каренк ВНИИПИ Гпо дел113035, Моск илиал ПГ 1 П П 5щие тиристоры, а выход преобразователя через дополнительные встречно-параллельно включенные коммутирующий тиристор и диод и последовательно соединенные реактор и диод соединен с нагрузкой, зашунтированной конденсатором. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Франции2051861,кл. Н 03 К 3/53, опублик. 14.05.71. 2. Заявка франции2077348,кл. Н 03 К 3/53, опублик. 26.11.71.