Преобразователь постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1262 ус Н 02 М 3/3 УДАРСТВЕННЫЙДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ТЕТ СССРИ ОТНРИТЮ 1 ПИСА БРЕТЕНИ ЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт электротермического оборудования (72) О.Г. Булатов, В.С. Иванов, В.Д. Поляков, Ю.А. Силантьев и А.И. Царенко(56) Иванов А.М. Тиристорно-транзисторный преобразователь постоянного напряжения в постоянное. ЭТвА сб. вып. 13, Под ред. Ю.И.Конева, М.: Радио и связь, 1982, с. 111, рис.1.Авторское свидетельство СССР В 1206920, кл. Н 02 М 3/315, 1984.(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вкачестве источника питания при лазернойтермообработке,в электротехнологии,электрохимии. Целью изобретения является уменьшение установленной мощности оборудования. Преобразователь содерзит мост на тиристорах (Т) 1-4с конденсатором 5 и первичной обмоткой трансформатора 6 в диагонали переменного тока. Конденсатор 5 зашунтирован двумя последовательными цепочками соответственно из дросселя14(15) и дополнительного тиристора19(17). Точки соединения элементовцепочек подключены через диоды 16 и18 к соответствуияцим входным выводам.Встречно-паралельно Т 1 и 4 подключены введенные диоды 12 и 13, Выходноенапряжение можно регулировать путемизменения момента подачи управляющих 1262657 импульсов на Т 1,2 и 3,4 по отношению к моменту включения тиристоров 19 и 17, что соответствует амплитудно-широтно-импульсному регулированию. 2 ил, Изобретение относится к электро- Допустимы к моменту , конденсатортехнике, представляет собой преобра- . 5 заряжен до напряжения источника пизователь постоянного тока и может тания с полярностью, указанной набыть йспользовано при лазерной термо- фиг. 1 в скобках. В момент г. включаобработке, в электротехнологии, элек ется тиристор 19. Конденсатор начина-.трохимии и других областях. ет перезаряжаться по образовавшемусяЦель изобретения - уменьшение ус- контуру: конденсатор 5 - тиристор 19 -тановленной мощности оборудования. дроссель 14. В момент , включаютсяНа Фиг. 1 изображена схема преоб- тиристоры 1 и 2. Образуется второйразователя; на фиг. 2 - временные ди контур перезаряда конденсатора 5;аграммы, поясняющие его работу. источник Ч - тиристор 1 - конденсаПреобразователь (Фиг. 2) содержит тор 5 - первичная обмотка трансфороднофазный мост на тиристорах 1-4, в матора 6 - тиристор 2, При этом кдиагональ переменного тока которого первичной обмотке трансформатора приключены последовател%но соединенные 15 кладывается импульс напряжения, велионденсатор 5 и первичная обмотка чина которого ранна напряжению питатрансформатора 6. Вторичная обмотка ния плюс напряжение на конденсаторе,трансформатора подсоединена черЕз од а полярность указана на фиг. 1 внофазный мостовой выпрямитель на скобках, Наводимая на вторичнойдиодах 7-10 к нагРУзке 11. Преобра щ обмотке ЗДС открывает диоды 7 и 8 одзователь включает в себя также два нофазного выпрямителя и на нагрузке.дополнительных диода 12 и 13, подклю Формируется импульс напряжения Бченные встречно-параллельно тиристо- (Фиг. 2 а ), В момент 1: конденсатор 5рам моста, соединенным с выводом кон перезаряжается до напряжения источ(денсатора и два дросселя 14 и 1 э р 5 ника питания полярность указана наподключенные к тому же выводу кондея Фиг. 1 без скобок), открываются диосатора. Кроме того, преобразователь ды 12,18 и 910. Тиристоры 1,2 и 19содержит диод 16 и дополнительно ти- обесточиваются и восстанавливаютристор 17, анодами подключенные к свои управляющие свойства. Ток нагдросселю, а катодами - к положитель ЗО рузки 1.замыкается через диоды моснному выводу источника питания и точ тового выпрямителя, а ток дросселясоединения конденсатора и первичной 14 протекает навстречу источнику пиобмотки трансформатора соответствен- тания через диоды 12 и 18. В моментно, а также диод 18 и дополнитель- г., по истечении времени с, необходиный тиристор 19, подключенные като- мого для надежного запирания прово 35;дами к дросселю, а анодами - к отри дивших ранее тиристоров, включаетсяцательному вьводу ис тиристор 17. Конденсатор 5 вновь навыводу источника питанияи точке соединения конденсатора и перчинает перезаряжаться по образовавшевичной обмотки трансформатора соотмуся контуру: конденсатор 5 - дросветственно.4 О сель 5 - тиристор 17.После включенияРаботу преобразователя рассмотрим,условно разбив весь диапазон регули- г т р сторов 3 и 4 в нагрования выходного напряжения на дварузке появляется очередной имп льсру оявл ется очередной импульснапряжения. При этом проводят диодыподдиапаэона.Поддиапазон малых напряжений. Вре и 10 мостового выпрямителя.менные диаграммы, поясняющие работу, Конденсатор 5 перезаряжается то 45После его переэаряда до напряжения источника питания (С ) открываются диоды 13 и 16, а выпрямитель стягивается в точку . При этом ток нагрузки замыкается через диоды вып рямителя, а ток дросселя 15 протекает навстречу источнику питания через диоды 13 и 16. В момент С включается тиристор 19 и процессы в схеме повторяются.Как видно из принципа работы преобразователя, выходное напряжениеможно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 1,2 и 3,4 по отношению15 к моменту включения тиристоров 19 и 17, что соответствует амплитудно-широтно-импульсному регулированию. Очевидно, что максимальное напряжения в этом поддиапазоне будет иметь место при одновременном включении тиристоров 1,2 и 19 для одной полярности и 3,4 и 17 для другой. Для дальнейшего увеличения напряжения нагрузки преобразователь переводится25 во второй поддиапазон регулирования.Поддиапазон больших напряжений. Временные диаграммы, поясняющие работу, приведены на фиг. 2 ЬДопустим к моменту , конденсатор М 5 заряжен до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках, В момент , включаются тиристоры 1 и 2. Образуется контур переэаряда конденсатора: ис- З 5 точник 7 - тиристор 1 - конденсатор 5 - первичная обмотка трансформатора 6 - тиристор 2. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается импульс напряжения, величина которого равна двойному напряжению питания, а полярность указана на фиг. 1 в скобках.Наводимая на вторичной обмотке ЭДС открывает диоды 7 и 8 мостового 45 выпрямителя и на нагрузке формируется импульс напряжения Б (фиг. 2 б) В момент , включается тиристор 19 и образуется второй контур переэаряда конденсатора 5: конденсатор - ти ристор 19 - дроссель 14. При этом напряжение на нагрузке начинает спадать более круто, тем самым уменьшается ширина и площадь импульса. В моментток через дроссель 14 прекращается и конденсатор вновь перезаряжается лишь током нагрузки. После 1 эго перезаряда до напряжения источМика питания (полярность указана на фиг, 1 без скобок) в момент Соткрываются диоды 9 и 1 О. Тиристоры 1 и 2 обесточиваются и восстанавливают свои управляющие свойства. Ток нагрузки замыкается через диоды мостового выпрямителя. По истечении временинеобходимого для надежного запирания проводивших ранее тиристоров, в момент 4 включаются тиристоры 3 и 4. Конденсатор 5 начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: источник Ч - тиристор 3 - первичная обмотка трансформатора 6 - конденсатор 5 - тиристор 4. В нагрузке появляется очередной импульс напряжения, который в момент С 5, после включения тиристора 17, претерпевает излом за счет появления дополнительного тока переэаряда конденсатора в контуре дросселя 15 и тиристора 17, В момент времени 1 этот ток прекращается и конденсатор продолжает перезаряжаться лишь током нагрузки. После его пере- заряда до напряжения источника питания (С) выпрямитель "стягивается в точку", замыкая ток нагрузки. В момент временивключаются тиристоры 1 и 2 и процессы в схеме повторяются.Как видно из принципа работы, выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 19 и 17 по отношению к моменту включения тиристоров 1,2 и 3,4, что соответствует широтно-импульсному регулированию. Очевидно, что минимальное напряжение в этом поддиапазоне будет иметь место при одновременном включении трех тиристоров, а максимальное - при работе преобразователя беэ дополнительных контуров, т,.е. без включения тиристоров 17 и 19.Формула изобретенияПреобразователь постоянного тока, содержащий подключенный к входным выводам однофаэный тиристорный мост, в диагональ переменного тока которого включены последовательно соединен-. ные конденсатор и первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через диодный мостовой выпрямитель подключена к цепи нагрузки, а также два дополнительных тиристора, катод первого иэ которых соединен с первым дросселем и катодом первого12 б 2657 Составитель А, НеТехред В.Кадар едактор В. Ив Корректор А, Зимокосо11 одписное аз 5442/ комитета СС открытийская наб., д роизводственно-полиграфическое предприятие,род, у оектная, 4 днода, подключенного анодом к отрицательному входному выводу, анод - сточкой соединения конденсатора с пер"вичной обмоткой трансформатора и катодом второго дополнительного тиристора, подключенного анодом к второмудросселю и аноду второго диода, соединенного катодом с положительным 5 Тираж б 31ВНИИПИ государственног Вно делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушвходным выводом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности оборудования, он снабжен двумя дополнительными диодами, подключенными встречно-параллельно тиристорам,соединенньк с конденсатором, причем к укаэанной точке соединения по- подключены свободные выводы дросселей.