Управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯдвойй ИИйй тР"Щйи"(71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им, Орджоникидзе(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 468342, кл, Н 02 М 7/12, 1972,2. Авторское свидетельство СССРВ 674184, кл. Н 02 Р 13/24, 1976.3. Ситник Н.Х. Силовая полупроводниковая техника. М., "Энергия",1968, с, 199.(54)(57) УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ,содержащий трехфазный трансформатор,вторичной обмоткой подключенный квходу трехфазного мостового выпрямителя, каждое плечо которого образовано первой тиристорной ячейкой, приэтом управляющий электрод основноготиристора в ячейке соединен с однимвыводом первого .резистора, а такжеблок управления, о т л и ч а ю щ и йЯО.13779 А здр Н 02 М 7/17 Н 02 Р 13/24 с я тем, что, с целью повышенйя надежности и КПД, в каждое плечо выпрямителя дополнительно введена вторая тиристорная ячейка, последовательно соединенная с первой, в каждую ячей-. ку введен оптрон, светодиод которого катодом подключен к аноду основного тиристора, а анодом - к второму и:. третьему введенньм резисторам, соединенным последовательно, общей точкой подключенные к введенному стабилитрону, анодом соединенному с анодом основного тиристора, а свободный вывод второго и третьего резисторов подключен к катоду тиристора, другому выводу первого резистора и ка-тоду фототиристора оптрона, анод которого подключен к управляющему электроду введенного дополнительного тиристора, подключенного катодом к управляющему электроду основного ти- с: ристора, введенный четвертый резистор шунтирует переход анод - управляющий электрод дополнительного тиристора, при .этом анод допблнителЬного тиристо ра и катод фототиристора подключены к блоку управления.1117797 1 О 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти широкое применение при проектировании вьг Ьокочастотных источников питания для 5 Ълектротермии. Известен управляемый выпрямитель,состоящий из силового управляемогомногофазного вентильного моста,Вспомогательного многофазного вентильного моста и двух узлов принуди-.тельной коммутации, каждый из которыхсодержит цепь из последовательно соединенных дросселя и перезарядноготиристора, включенную между одноимен 15ными полюсами мостов, при этом точкасоединения дросселя и перезарядноготиристора, включенных между отрицательными полюсами мостов, связана сотрицательным полюсом силового моста,а точка соединения дросселя и перезарядного тиристора, включенных между положительными полюсами мостов,связана с положительным ключом силово-,го моста, через диод .1 325Недостатками данной схемы выпрямителя являются пониженные надежностьработы и КПД, вызванные тем, чтодля надежного включения тиристоровиспользуют пачку импульсов или им"пульсы управления, длительность которых больше требуемой длительностипроводящего состояния тиристоров,приводящие к возрастанию тока утечки и рассеиваемой мощности, при приложении к ним отрицательного напряжения.Известен также управляемай выпрямитель, состоящий из силового управляемого многофазного вентильного 40моста и системы управления, подключенной к вентилям выпрямителя черезустройство согласования, причем вы"ход выпрямителя связан с источникомуправлякщего напряжения 2 3. 45Недостатки данного устройствазаключаются в сложности системы уп.равления, наличии дополнительныхустройств согласования и источникауправляющего напряжения, а также 50невозможности осуществления регулирования выходного напряжнения.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является. уп"равляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, вторичной обмоткой подкхиоченный к входу трехфазного мостового выпрямителя с тиристорами в плечах, при этом переход катод - управляющий электрод каждого тиристора зашунтирован цепочкой последовательно соединенных резистора, диода, обмотки управляющего трансформатора, а также блок управления 33.Недостатки известного устройства состоят в том, что при управлении ыпрямителем пачками импульсов или мпульсами управления, длительность оторьм больше требуемой длительности проводящего состояния тиристоров, возрастает ток утечки, увеличивается рассеиваемая мощность, снижая КПД и надежность его работы, так как импульсы управления поступают на управляющие электроды закрытых тиристоров и при отрицательных напряжениях 1 на их анодах, снижая сопротивление переходов анод - катод.Целью изобретения является повышение надежности и КПД. Эта цель достигается тем, что и управляемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор, вторичной обмоткой подключенный к входу трехфазного мостового выпрямителя, каждое плечо которого образовано первой тиристорной ячейкой, при этом управляющий электрод основного тиристора в ячейке соединен с одним выводом первого резистора, а также блок управления, в каждое плечо выпрямителя дополнительно введена вторая тиристорная ячейка, последовательно соединенная с первой, в каждую из ячеек введен оптрон, светодиод которого катодом подключен к аноду основного тиристора а анодом - к второму и третьему введенным резисторам, соединенным последовательно, общей точкой подключенным к введенному стабилитрону, анодом соединенному с анодом основного тиристора, а свободный вывод второго и третьего резисторов подключен к катоду тиристора, другому выводу первого резистора и катоду фототиристора оптрона, анод которого подключен к управляющему электроду введенного дополнитеЛьного тиристора, подключенного катодом к управлянщему электроду основного ти-. ристора, введенный четвертый резистор шунтирует переход анод " управляющий электрод дополнительного тиристора,3 1117при этом анод дополнительного тиристора и катод фототиристора подключены к блоку управленияНа чертеже представлена принципиаль-ная схема управляемого преобразователя.Устройство содержит блок 1 управления и трехфазный мостовой выпрямитель 2,.вход которого подключен квторичной обмотке трехфазного транс- Оформатора 3. Каждое плечо мостовоговыпрямителя 2, образовано последовательно соединенными тиристорнымиячейками 4-15 с основным тиристором 16в каждой из них. Управляющий электрод тиристора 16 подключен к первому .резистору 17, соединенному также с катодом тиристора 16. Светодиод оптрона 18 катодом подключен к аноду тиистора 16, а анодом - к второму ре- щзистору 19, соединенному с третьимрезистором 20 и со стабилитроном 21,анодом соединенным с анодом тиристора 16. Вывод резистора .20 подключен к катоду тиристора 16 и катодуфототиристора оптрона 18, анод которого подключен к управляющемуэлектроду дополнительного тиристора 22, подключенного катодом к управляющему электроду тиристора 16Четвертый резистор 23 шунтирует переход анод - управляющий электродтиристора 22, Анод тиристора 22 икатод фототиристора оптрона 18 подключены к блоку 1 управления.Устройство работает следующимобразом,В любой момент времени в трех.фазном мостовом выпрямителе работают тиристоры 16 двух плеч. Блок 140унравления формирует пачки высокочастотных импульсов, подаваемых науправляющие электроды тиристоров 16ячеек.4-5,После того как тиристоры 16 ячеек,поочередно отработаввыключаются,к ним прикладывается отрицательноенапряжение. И если при этом к нимбудут поступать импульсы управления,то сопротивление переходов анод "катод этих тиристоров 16 снижается, что50приводит к увеличению тока утечкии рассеиваемой мощности, снижая надежность работы и КПД преобразователя.Для исключения укаэанных недостатков при выключении тиристоров 16 и1 797 4при приложении к ним отрицательногонапряжения включается оптрон 18,выход которого с четвертым резистором 23 образует последовательную цепочку, которая шунтирует переход катод - управляющий электрод тиристора.16, снимая импульсы управленияс тиристоров 16,При приложении же к тиристорам 16положительного напряжения оптрон 18выключается, а.импульсы управленияот блока 1 управления по аноду включают тиристор 22 и поступают накатод - управляющий электрод тиристора, 16, включая его, осуществляя темсамым нормальный режим работы управ-,ляемого выпрямителя.Кроме того, следует заьетить, чтовегщчина сопротивления переходаанод - катод закрытого тиристорасоставляет 500-2000 кОм. Поэтомувыравнивание обратного напряженияна тиристорах производится с помощьюрезисторов с величиной сопротивления порядка 50 кОм. Однако из-.за того, что к тиристорам выпрямителяимпульсы управления подводятся непрерывно, т.е. и тогда, когда кним приложено отрицательное напряжеие, сопротивление перехода анодатод тиристора снижается до величины 10-20 кОм и выравнивающие резисторы приходится выбирать величиной1-.2 кОм. Ва практике для снижения потерь в выравнивающих цепях их обычновыбирают величиной 5-6 кОм, мирясьс ухудшением выравнивания.В предлагаемом техническомрешении за счет того, что импульсы управления на включение тиристоров.непоступают при приложении к ним отрицательного напряжения, величина сопротивления перехода анод - катод неуменьшается. Это приводит к тому,что ток утечки и мощность рассеивания не увеличиваются и кроме того,это позволяет применять высокоомныерезисторы для выравнивания отрицательного напряжения, что дополнительно уменьшает потери.в выравнивающихцепях.Таким образом, удается снизгть то-.ки утечки, мощность рассеиваний ипотери в выравнивающих цейях, чтоповышает надежность работы и КПДуправляемого преобразователя.1117797 к Сирохман,Коррек Тираз 666ИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. ПодписСР Заказ 7273/41ВН 3 Патент" Уаго л Редактор Т.Кугрьппев Составитель Е.МелТехред Л.Коцюбня ул. Проектная, 4