Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Ситник Н.Х.Силовая полупроводниковая техника; - М.: Энергия,1968, с.226.Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава,/Под ред. Ю.М.Инькова . М.: Транпорт, 1982, с.ЯЗ(57) Изобретение относится к элект.ротехнике и может быть использованона электротранспортных средствах суправляемым тяговым электроприводом.Цель изобретения - уменьшение потерьэнергии, массы и габаритов. Устройст.во содержит подключенный через дрос"сель насыщения 2 к входному 8 и выходному 12 выводам блокдиодоврекуперации. Параллельно блоку.включена цепь из дополнительно введенных блока 13, реверсивно включаемых динисторов и диода 14. Блок 131325зашуцтировац цепью из одной из Обмоток дополнительно нведеццого импульсного повышающего трансформатора 16 и дополнительного проходного конденсатора 15. Цепь иэ дру"о 1". Обмотки трансформатора 16 и блокапсре.зарядных тиристоров через блок 5 коммутирующих тиристоров включена параллельно блоку 1. Общая точка соединения встречно включенных обмоток трансформатора 16 соединена с одной иэ обкладок дополнительно вн- денного дифферендиру 1 ощего конденсатора 17, а через коммутирующий реактор ц - с одним иэ выводов блока 3 633 коммутирующ 1 гх коцдецсаторов, Другая обкладка конденсатораи другой вывод блока 3 соединены с ацодным и катопцым выводами блока 5 и блока 7соответственно а через зарядное сопрот 1 влецие 6 - с ВхОдным 9 и вь 1 ходцым 11 выводами, Дополнительно ввепеццые элементы устройства и указанное их соедицецие позволяют цсключить перенапряжения ца элементах, обеспечить Одцовремециость включения дццисторов блока 3 без выравнивания их токов управления, а также снизить потери на перемагцичивание дросселя 2 и емкость конденсаторов.Изобретение относится к электро.технике и может быть применено ца электротранспортцых средствах с управляемым тяговым электроприводом.Цель изобретения - уменьшение потерь энергии, массы и габаритов преобразователя.На чертеже представлена блок-схема преобразователя.Преобразователь содержит блокдиодов рекуперации дроссель 2 насыщения, блок 3 коммутирующих конден. саторов, коммутирующий реактор 4, блок 5 коммутирующих тиристоров, зарядное сопротивление 6, блок 7 переэарядных тиристоров, шины 8 и 9 ис точника питания, блок 10 управления, выходные выводы 11 и 12 для подключения нагрузки, например, тягового двигателя, блок 13 реверсивно включаемых динисторов 1 РВД 1, диод 14, проходной конденсатор 15, импульсный повьппающий трансформатор 16, диффе. ренцирующий конденсатор 17.Дроссель 2 насыщения подключен одним выводом к плюсовой шине 8. Бторой вывод дросселя соединен с катодным выводом блока 1 диодов, ацодным выводом блока 13 дицисторов, концом вторичной повыша 1 ощей обмотки трацсфор матора 16,. началом первичной обмотки этого трансформатора, выводом кочденсатора 17 и с выводом реактора Второй вывод последнего соединен с выводом блока 3, другой вывод которого подключен к анодцому выводу блока 5, выводу зарядного сопротивленияб и катодному выводу блока 7, катодцый вывод блска 5 соединен с катодом диода 14, выводом 12 и аноднъмвыводом блока 1, Анод диода 14 подключен к катодцому выводу блока 13.Анодный вывод блокаподключен кконцу первичной обмотки трансформатора 6. Минусовая шина 9 подключена О к второму выводу сопротивления 6 ивыводу . Конденсатор 15 включенмежду началом вторичной обмоткитрансформатора 16 и катодным выводомблока 13. Блок 10 управления под-ключен к блокам 5 и 7. Прямая вольтамперная характеристика РВД аналогична прямой характеристики обычного тиристора, Обратная характеристика РВД аналогична прямой характе- ,20 ристике диода.Преобразователь работает следующим образом.По сигналу управления от блока 10включается блок 7 и конденсаторы 3и 17 начиняют разряжаться через первичную обмотку повышающего трансформатора 16, Прц разряде конденсатора 17 ца вторичной обмотке трансформатора 16 создается короткий импульснапряжения обратной для блока РВД13 полярности и через блок 13 проходит небольшой обратный ток, приводячщии к его последующему переключению, При прохождении через блок 13 импульса тока управления нарастание основного тока задерживается дросселем 2насыщения. В момент насыщения сердеч. ника дросселя 2 к блоку 13 вновь при. кладывается прямое напряжение, при этом он без задержки переключается и по цепи шина 8 - дроссель 2 - блок РВД 13 - диод 14 - выводы 2 и 1 шина 9 проходит быстронарастающий импульс основного тока. Одновременно с коммутацией основного тока происходит перезаряд кОнденсаторов блока 3 через реактор 4 и блок 7 тиристоров.После того, как на выводах для подключения нагрузки тягового двигателя сформирован импульс напряжения заданной длительности, блок 1 О управления выдает сигнал на включение блока 5 тиристоров, При этом. через реактор 4 к цепи, состоящей из последовательно. соединенных блока РВД 13 и диода 14, прикладывается обратное напряжение от блока 3 конденсаторов,приводящее к выключению блока РВД. Затем происходит подзаряд блока 3 конденсатора и конден= сатора 17 через зарядное сопротивление 6 и схема возвращатеся в исходное состояние.Введение блока РВД повышает надежность преобразователя, так как исключаются перенапряжения на элементах блока при их переключении и исчезает такое понятие, как критическая скорость нарастания тока. Одновременность включения всех элементов основного коммутатора создает возможность использования в блоке РВД большого количества последовательно соединенных приборов. При этом отпадает необходимость выравнивания токов управления между отдельнымидинисторами, так как они включаются общим для всего столба РВД импульсом обратного тока. В результате этого рабочее напряжение динисторов блока РВД может быть невелико (сотни вольт), а время выключения очень мало (единицы микросекунд), При этом, существенно уменьшается емкость блока 3 коммутирующих конденсаторов, так как она пропорциональна времени выключения основного коммутатора, Небольшая величина необходимой для переключения РВД задержки нарастания основного тока ( 1-2 мкс 7 позволяет значительно уменьшить массогабариты дросселя насьпцения и понизить поте. ри энергии на его перемагничивание.уменьшение потерь энергии в Лроссе - ле насьппения, в блоке РВД ( вследствие однородного переключения динисторон и при выключении блока РВД ( вследствие уменьшения времени выключения) позволяет снизить общие потери энергии в преобразователе.Переключение блока РВД осуществляется с помощью диода 14, проходного конденсатора 15, дифференцирующего конденсатора 17 и трансформатора 6. Диод 14 исключает прохождение через РВД обратного тока при их выключении .и тем самым создает возможность осуществления самого процесса выключения. Конденсатор 17 и трансформатор 16 формируют быстронарастающий импульс тока управления блока РВД. Конденсатор 15 служит для разделения силовой цепи и цепи управления РВД. 5 О 5 20 Формула изобретения 25 Преобразователь постоянного напря"кения в постоянное, содержащий основной полупроводниковый коммутатор,блок диодов рекуперации, дроссельнасьпцения, блок коммутирующих конЗ 0 денсаторов, коммутирующий реактор,блок коммутирующих тиристоров, зарядное сопротивление, блок управления,два выходных вывода.для подключениянагрузки, блок переэарядных тиристоров, и две шины источника питания,причем один вывод дросселя подключенк плюсовой шине источника, его второй вывод соединен с катодным выводом блока диодов рекуперации, анод ным выводом основного коммутатора ивыводом реактора, второй вывод которого соединен с одним выводом блокаконденсаторов, второй вывод которогосоединен с вьводом зарядного сопро тивления, анодным вьводом блока коммутирующих тиристоров и катодкым вы"водом блока перезарядных тиристоров,блок перезарядных тиристоров и блоккоммутирующих тиристоров соединены сблоком управления, второй вывод зарядного сопротивления соединен с минусовой шиной источника и одним извыходных выводов для подключениянагрузки, второй выходной вывод соединен с катодным выводом блока коммутирующих тиристоров и аиодным выводомблока диодов рекуперации, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения потерь энергии, массы и.5)ЕДДКтГ) р 11. ОЛ(наракрам .) 11 (.О 1);вето) 1) . уска ПОДНО 5, О Е Лакая 3ю./ .г 15 а:Ф Ь:) 9ВН)ГНИ 3 Осударстаенного км 1)т(-.тя С(,.)но де)ам (ЯОретецй и О(1;рь 1113 3 ЗО":ф.") москва м), 1 ай 1 с;(а-" 1)аб ", ч) ) Поиз(ОДСТ 5)е)1 О-ЯО)111.рФ(ческое (1)е,з) 1)11 "1 ие г, У.кго)О,:.). 15)роокт)Ял, 4 5ГабаР 15 Т 011, Дополн)(те)1 ИО Я ЯРДРИ(1 )ДИОД ПРОКОДЦОй КОИЦ(НСтра 1) )1 -. шающнй импульсный траОФОрматор и дифФеренцирук)(чий конденсатор) а (снояиой коммутатор яь(полн Рн я нид бЛОКа РЕЯРРСИЯН ЯКЛ)наРМ)гъ 111 л торов, аноднь 555 вывод 6.1 Ока дянистороя соединен с началом перв 511 ой Обмотки трансФорматора. с концсм его втори:. ной обмотки и выводом д)фФгренцирук)- щего конденсатора, второй вывод кото 1 Г)О "О Г ОГ Д)11(Р)1 С к а т ОД 111 1 М 1 Ь 55 Г) (ф 1 6;5 ка и(: р а)(.111111 Т Ирис Тс) )ОБа НГ); 11 Ь 1 Й 13 Ы Я О ПЛ О К а 15 Е 1) Е Э а Р Я Д 51 Ь)Х Т И Р и С т ОРОВ СОЕП)1 НЕН С КОННОМ 1 Р 1)5315 ЧНО) Обмотк)1 трансформа Гора, ачало ято- )15 ЧНО)5 01)МОТЯ) От)ОГО СОРДИНЕНО С яы 11дом 11 ро",Одного ко 1(денсатора ) Р ТОРО В 15)О 1 КОТ 01)01 О СОЕДИНЕНка ТО)115 1114 151)НОДО;1 бл)к(1 р(.1 е )С 55)НО ВКЛ)" т(аем 11)1 )1 иц)с со ров и а)н)дом диода ка Год которого со 1 днцен с в(орь(м вь(ходньи.