Преобразователь постоянного напряжения игольникова ю. с.

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1788561 2 М 3/135 51 Е ИЗОБРЕТЕНИ ОПИ униве ть электриче : Энергия ННОГО ние м х для пр однопо яжение нного ж ляб ка. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТНАПРЯЖЕНИЯ ИГОЛЬНИКОВА Ю(57) Использование: изобретебыть использовано в устройстваразования постоянного тока в.ное или знакопеременное напр,промежуточного звена переме 2Сущность изобретения; устройство состоит из индуктивного элемента 1, на сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса которого намотана обмотка с отводом от ее средней точки, причем один вывод обмотки через конденсатор 2, а другой - через конденсатор 3 и нагрузку 6 подключены к входным выводам для подключения источника постоянного напряжения 7. Цепочка из конденсатора 2 и одной полуобмотки индуктивного элемента 1 зашунтирована тиристором 4. Цепочка из другой полуобмотки и конденсатора 3 эашунтирована тиристором 5, Индуктивный элемент 1 может быть снабжен дополнительной обмоткой 8 для питания дополнительной нагрузки 9 знакопеременным напряжением. В устройстве возможно по вышение частоты коммутации тиристоров и напряжения на нагрузке, 1 э.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение при непосредственном преобразовании постоянного тока (без промежуточного звена переменного тока) в однополярное или знакопеременное напряжение,Целью изобретения является расширение частотного диапазона преобразования и функциональных возможностей.На фиг. 1 показана схема преобразователя; на фиг. 2 а-г - диаграммы напряженийна конденсаторах и тиристорах.В схему входят индуктивный элемент 1,выполненный в виде обмотки, намотаннойна сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса с отводом от средней точки О, двух конденсаторов 2 и 3, каждый из которыхсоединен с одним из выводов индуктивного элемента 1, и двух тиристоров 4 и 5. Полуобмотки индуктивного элемента 1 в точке 0могут быть соединены как согласно, так и встречно, Тиристор 4 включен параллельно одной цепочке, состоящей из полуобмоткииндуктивного элемента 1 и конденсатора 2, а дополнительный тиристор 5 - параллельно другой цепочке, также состоящей из полуобмотки индуктивного элемента 1, соединенной с дополнительным конденсатором 3 (ввиду симметрии схемы возможно и наоборот, считать тиристор 5 и конденсатор 3 основными, а тиристор 4 и конденсатор 2 дополнительными). Нагрузка 6 получает питание от источника постоянногонапряжения 7. В случае необходимости иметь знакопеременное напряжение на другой нагрузке, индуктивный элемент 1 снабжен дополнительной обмоткой 8, выводы которой образуют выходные выводы для подключения дополнительной нагрузки 9, При этом полуобмотки индуктивного элемента 1 должны быть включены встречно.Работа устройства происходит следующим образом.После подключения устройства к источ 1015203035 40 нику питания 7 напряжение на каждом из 45 конденсаторов установится равным половине напряжения источника питания Е с полярностью, показанной на фиг, 1 без скобок. Затем после подачи управляющих импульсов от системы управления на тиристоры 4 и 5 и нескольких их переключений в схеме закончится переходный процесс, инаступит установившийся режим, при этомнапряжение на конденсаторах 2 и 3 будет изменяться в соответствии с кривыми фиг.2 а, б. На интервале 0-т напряжение на конденсаторах 2 и 3 будет положительным,причем начало отсчета времени выбрано так, что напряжение на конденсаторе 2 превышает напряжение на конденсаторе 3 и сумма их равна напряжению источника питания Е, Полярность напряжения на конденсаторах для этого интервала показана на фиг. 1 без скобок,В момент времени О подается управляющий импульс на тиристор 4, и конденсатор 2 начнет разряжаться на полуобмотку ао, а конденсатор 3 дозаряжаться через нагрузку 6;Поскольку ток разряда конденсатора 2 через полуобмотку ао индуктивного элемента 1 на большей части интервала 12-1 превышает ток заряда конденсатора 3, ограниченного сопротивлением нагрузки 6, то результирующая намагничивающая сила стремится перемагнитить сердечник индуктивного элемента 1 в состояние положительного насыщения, соответствующего индукции +В Во время перемагничивания обе обмотки ведут себя как автотрансформатор с коэффициентом трансформации, равным 1, Конденсатор 2, разрядившись к моменту времени 12 сразу же перезарядится с обратной полярностью, показанной на фиг, 1 в скобках. Как только перемагничивание заканчивается и индукция достигнет состояния, соответствующего +В напряжение на полуобмотке оа резко изменяется почти до нуля, и конденсатор 2 оказывается подключенным параллельно тиристору 4 с отрицательной полярностью, после чего тиристор 4 запирается (фиг. 2 в), С момента тз после запирания тиристора 4, оба конденсатора 2 и 3 будут заряжаться через нагрузку 6 от источника питания 7, причем конденсатор 2 будет заряжаться с нуля, а конденсатор 3 с имевшегося на нем напряжения, Сумма напряжений в конце процесса заряда будет равна напряжению Е источника питания 7. При этом происходит перемагничивание индуктивного элемента 1 до значения магнитной индукции -В,Существенной особенностью работы схемы является то, что конденсатор 3 получает возможность заряжаться на интервале разряда конденсатора 2, В момент 14 управляющим импульсом включается тири- стор 5, и конденсатор 3 начнет разряжаться через полуобмотку ох индуктивного элемента 1, аналогично вышеописанному. Одновременно через тиристор 5 и нагрузку 6 начнется перезаряд конденсатора 2, при этом магнитное состояние сердечника индуктивного элемента 1 будет опять стремиться к+В, поскольку размагничивающее действие тока заряда конденсатора 2 будет меньше тока разряда конденсатора 3 аналогично описанному выше, В момент времени 1 б по достижении состоянии +В резко меняется до нуля сопротивление полуобмоткиох, и конденсатор 3 оказывается подключенным параллельно тиристору 5 с отрицательной полярностью, показанной на фиг. 1в скобках, и тиристор 5 запирается фиг. 2 г). 5С момента св после запирания тиристора 5,конденсаторы 2 и 3 будут дозаряжаться отисточника питания 7 аналогично описанному, После окончания процесса дозарядасумма напряжений на конденсаторах 2 и 3 10также будет равна Е, а состояние сердечника -В. Таким образом, процессы, происходящие в схеме при управлении тиристорами4 и 5 протекают симметрично,Поскольку во время интервала разряда 15одного конденсатора, происходит заряддругого сокращается время на приведениесхемы в состояние, обеспечивающее надежную коммутацию тиристоров. В связи с этимобстоятельством возможно повышение частоты коммутации тиристоров и напряженияна нагрузке.При необходимости иметь на нагрузкезнакопеременное напряжение к дополнительной обмотке 8 подключают нагрузку 9, 25при этом в точке 0 должны быть соединеныодноименные зажимы полуобмоток индуктивного элемента 1, Такое соединение также обеспечивает перемагничиваниесердечника по полному циклу +ВБ до -В и 30может быть применено и для случая питания только одной нагрузки 6,При включении нагрузки 9 сопротивление нагрузки 6 при необходимости может35 быть взято достаточно малым, в том числе и равным нулю,Формула изобретения 1. Преобразователь постоянного напряжения, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника постоянного напряжения и нагрузки, цепь из последовательно соединенных конденсатора и индуктивного элемента, выполненного с отводом от середины витков его обмотки, а также тири- стор, причем свободная обмотка конденсатора соединена с входным (выходным) выводом, а через тиристор - с указанным отводом индуктивного элемента, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона преобразования и функциональных возможностей, введены дополнительные конденсатор и тиристор, причем дополнительный конденсатор одной обкладкой соединен со свободным выводом обмотки индуктивного элемента, а другой - с выходным (входным) выводом и через дополнительный тиристор, включенный в том же направлении, что и основной тиристор, с указанным отводом индуктивного элемента.2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й ся тем, что, с целью получения дополнительного знакопеременного выходного напряжения, индуктивный элемент снабжен дополнительной обмоткой, выводы которой образуют выходные выводы для подключения дополнительной нагрузки.1788561 акта роизводственно-из каз 76 ВНИИПИ ставитель Ю,Игольниковхред М,Моргентал Корректор С.Патруш Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101