Регулируемый преобразователь постоянного напряжения

(5) 5 Н 13 ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ институт(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕН (57) Изобретение относится вательной технике и может б вано в общепромышленно элекроприводе постоянног АЗОВАТЕЛЯ к преобразоыть использоФ М И ТЯ ГОВОМ о тока. Цель(56) Забродин Ю.С. Промышленника. М.: Высшая школа, 1982,Бирзниекс Л,В. Импусныеватели постоянного тока, М,: Энс. 254.Авторское свидетельство С1 Ф 1341766, кл, Н 02 М 3/135, 19 изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения при одновременном улучшении массогабаритных показателей. Преобразователь включает главный тиристор 1, зашунтированный коммутирующей цепочкой из конденсатора 4, тиристора 5, дросселя 7, цепочкой из дросселя 3, шунтирующего вентиля 2 и дополнительно введенным узлом из конденсатора 10, дросселя 11 и вентиля 12. Управляющий электрод тиристора 1 через токоограничивающий элемент 13 подключен к общей точке соединения конденсатора 10 и дросселя 11, Тиристор 5 зашунтирован диодом 6, включенным в обратном направлении, и через диод 8 обратного тока и конденсатор 4 включен между входными выводами. Введение дополнительного узла и указанное соединение элементов обеспечивают уменьшение времени выключения тиристора 1, 3 з. .ф-лы, 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к пребразовательной технике, в частности к преобразователям постоянного напряжения, и может быть использовано в общепромышленном и тяговом электроприводе постоянного тока,Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения при одновременном улучшении массогабаритных показателей.На фиг. 1 представлена схема преобразователя постоянного напряжения, катод вспомогательного вентиля соединен с анодом главного тиристора; на фиг. 2 - то же, катод вспомогательного вентиля соединен с общей точкой конденсатора и тиристора коммутирующей цепи; на фиг, 3 - временные диаграммы токов и напряжений в схеме по фиг. 1 на интервале коммутации, где Ои, 1 а 1 - напряжение и ток главного тиристора 1 у-обратный ток управляющего электрода главного тиристора, ОС 4 - напряжение на коммутирующем конденсаторе.Устройство (фиг, 1) состоит из главного тиристора 1, цепи, состоящей из последовательно соединенных шунтирующих вентиля 2 и дросселя 3, подключенный параллельно главному тиристору, коммутирующей цепи, подключенной параллельно главному тиристору, образованной последовательно соединенными коммутирующими конденсаторами 4, тиристором 5, шунтированным в обратном направлении диодом 6, дросселем 7, диода 8 обратного тока, включенного между точкой соединения тиристора 5 и дросселя 7 коммутирующей цепи и положительным входным выводом, зарядной цепи 9, один вывод которой подключен через коммутирующий конденсатор 4 к отрицательному входному выводу, а второй вывод служит для подключения положительного полюса источника постоянного напряжения, узла, содержащего вспомогательные конденсатор 10, дроссель 11, вентиль 12, токоограничительный элемент 13, причем катод главного тиристора и анод шунтирующего вентиля подключены к отрицательному входному выводу, катод диода обратного тока подключен к положительному входному выводу, катод коммутирующего тиристора через коммутирующий дроссель подключен к аноду главного тиристора, нагрузка 14 подключена к положительному входному выводу и катоду шунтирующего вентиля 2, одна обкладка вспомогательного конденсатора подключена к катоду главного тиристора, а другая обкладка через токоограничительный элемент соединена с управляющим электродом главного тиристора, вспомогательный вентиль анодом подключен через вспомогательный дроссель к точке соединения токо- ограничительного элемента и вспомогательного конденсатора, а катодом - к аноду главного тиристора либо к аноду коммутирующего тиристора (фиг. 2),Устройство (фиг, 1) работает следующим образом,К моменту подачи импульса управления на коммутирующий тиристор 5 коммутирующий конденсатор 4 заряжен (фиг, 3) до напряжения источника питания с определенной полярностью (фиг. 1). Конденсатор 4 заряжается по цепи 9 и по цепи, содержащей нагрузку 14, дроссели 3 и 7, диод 6, Отпирание коммутирующего тиристора 5 вызывает протекание тока подготовительного перезаряда конденсатора 4 по контуру: конденсатор 4 -тиристор 5 -дроссель 7 - тиристор 1 - конденсатор 4, Из-за наличия диода 6 сразу после окончания подготовительного перезаряда начинается процесс рабочего (коммутирующего) перезаряда конденсатора 4, На начальной стадии рабочего перезаряда ток конденсатора 4 протекает по контуру: конденсатор 4 - тиристор 1 - дроссель 7 - диод б - конденсатор 4, во встречном по отношению к току нагрузки направлении, вследствие чего происходит уменьшение тока тиристора 1 до нуля, В момент спада анодного тока тиристора 1 до нуля (фиг, 3) отпирается вентиль 2, образуя контур; конденсатор 4 - дроссель 3 - диод 2 - дроссель 7 - диод 6 - конденсатор 4, для дальнейшего перезаряда конденсатора 4. В процессе перезаряда напряжение конденсатора 4 прикладывается к дросселям 3 и 7, Напряжение на дросселе 3 является обратным для главного тиристора 1, что необходимо для восстановления его запирающих свойств, Одновременно с отпиранием вентиля 2 происходит отпирание вентиля 12 и конденсатор 10 начинает заряжаться по контуру; конденсатор 4 - конденсатор 10 - дроссель 11 - диод 12 - дроссель 7 - диод 6 - конденсатор 4, с полярностью, показанной на фиг. 1. Куправляющему электроду тиристора 1 прикладывается отрицательное напряжение. Обратный ток управляющего электрода тиристора 1 ограничивается вспомогательным резистором 13, Наличие дросселя 11 во вспомогательном узле преобразователя обеспечивает процесс колебательного перезадда конденсатора 10, при котором обратный ток управляющего электрода тиристора 1 имеет куполообразную форму (фиг.3). Емкость конденсатора,10 выбирается таким образом, чтобы обратный ток управляющего электрода тиристора 1 протекал и после окончания коммутацион 1631674ного процесса, что позволяет повысить устойчивость тиристора к скорости нарастания прямого анодного напряжения.Катод вспомогательного вентиля 12 мо-жет быть подключен к точке соединениякоммутирующего конденсатора и коммутирующего тиристора (фиг. 2), При этом вспомогательный вентиль выполняетсяуправляемым и отпирается, когда напряжение на конденсаторе 4 становится отрицательным (фиг, 3), после чего процессы всхеме протекают аналогично описаннымдля схемы фиг. 1.Шунтирующий вентиль 2 в преобразователе (фиг, 1, 2) может быть выполнен управляемым, В этом случае вентиль 2отпирается с временной задержкой послетого, как ток в цепи главного тиристора станет равным нулю, что позволяет задать время приложения обратного запирающегонапряжения независимо от параметровкоммутирующего контура. Это дает возможность, задавая одновременно запирающийобратный ток управляющего. электрода тиристора 1, дополнительно улучшить массогабаритные показатели элементов 4, 3, 7контура коммутации,Таким образом, изобретение позволяетрасширить диапазон регулирования выходного напряжения и улучшить массогабаритные показатели преобразователя за счетуменьшения времени выключения главноготиристора,Формула изобретения 1. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения, содержащий главный тиристор, цепь, состоящую из последовательно соединенных шунтирующих вентиля и дросселя, подключенную параллельно главному тиристору, коммутирующую цепь, подключенную параллельно главному тиристору, образованную последовательно соединенными коммутирующими конденсатором, тиристором, шунтированным в обратном направлении диодом, дросселем, диод обратного тока, включенный между точкой соединения тиристора и дросселя коммутирующей цепи и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 положительным входным выводом, заряд- .ную цепь, один вывод которой подключенчерез коммутирующий конденсатор к отрицательному входному выводу, а второйвывод служитдля подключения положительного полюса источника постоянного напряжения, причем катод главного тиристора ианод шунтирующего вентиля подключены котрицательному входному выводу, катод диода обратного тока подключен кположительному входному выводу, катодкоммутирующего тиристора через коммутирующий дроссель подключен к аноду главного тиристора, а цепь нагрузкиподключена между положительным входным выводом и катодом шунтирующего вен.тиля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона регулирования выходного напряжения при одновременномулучшении массогабаритных показателей,дополнительно введен узел, содержащийвспомогательные конденсатор, дроссель,вентиль и токоограничительный элемент,причем одна обкладка вспомогательногоконденсатора подключена к катоду главноготиристора, а другая обкладка через токоограничительный элемент соединена с управляющим электродом главного тиристора,вспомогательный вентиль анодом подключен через вспомогательный дроссель к точке соединения токоограничительногоэлемента и вспомогательного конденсатора, а катодом соединен с анодной цепьюглавного тиристора,2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а:ощ и й с я тем, что катод вспомогательноговентиля непосредственно подключен к аноду главного тиристооа,3. Преобразователь по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что катод вспомогательноговентиля подключен к точке соединения коммутирующих конденсатора и тиристора,причем вспомогательный вентиль выполненуправляемым,4. Преобразователь по и, 1 - 3, отл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью дополнительногоулучшения массагабаритных показателей,шунтирующий вентиль выполнен управляемым.1631674 Редактор М,Келе роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Составитель Т.ДоброволТехред М,Моргентал каз 553 Тираж 382 ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, РаушскаисКорректор В.Гирняк дписноеи открытиям при