Реверсивный преобразователь

зток нагрузки, гем больше напряжение на зле.ментах, 1 ок в ннх и установленная мощностьгасящих устройств. Перенапряжения на элементах снижают надежность схемы, а завышенная их мощность приводит к росту потерьн занижению КПД преобразователя.Цель изобретенияповысить надежностьработы и КПД преобразователя.Достигается она тем, что в реверсивныйпреобразователь введены два дополнительныхтиристора и четыре разделительных диода, соединенных попарно-встречно и подключенныхпараллельно каждой из вторичных обмотоктрансформаторов, первичные обмотки которыхподсоединены к выходам двух генераторов сразнополярными гасящими импульсами; вторичные обмотки выполнены со средними точками,соединенными со входными выводами, с обратным вентильным мостом на тиристорах и содними электродами дополнительных тиристоров, другой электрод каждого нэ последнихсоединен с общей точкой соответствующей пары разделительных диодов,В предложенном решении используется ограничение эффекта накопления энергии в элементах гасящих устройств путем возврата энергии в источник без специальных обмоток, чтопозволяет защитить преобразователь от пере.напряжений и перегрузок по току и благодаряэтому повысить его надежность, Сокращениевдвое числа гасящих устройств н уменьшениеустановленной мощности каждого из них позволяет уменьшить общие потери в преобразователе и значительно повысить его КПД,На фиг. 1 представлена принципиальнаяэлектрическая схема реверсивного тиристорного преобразователя, на фиг, 2 - электрическая схема гасящих генераторов реверсивного тиристорного. преобразователя и на фиг. 3 -временная диаграмма переключения основныхэлементов преобразоватеЛя.Предлагаемый реверснвный тирнсторныйпреобразователь содержит:два прямых мостана тиристорах 1 - 8, два гасящих генератора9, 10 с импульсными трансформаторами 11,12, обратный мост на тиристорах 13 - 16, двадополнительных тиристора 17, 18, две парыразделительных диодов 19 - 22, нагрузку (якорьдвигателя) 23 и источник питания 24.Гасящие генераторы с разнополярными импульсами тока иа выходе (фиг. 2) содержатисточник питания 25; тиристоры 26 - 29, конденсаторы 30, 31 емкостного делителя напряжения, коммутирующие конденсаторы 32, 33.Трансформаторы 11, 12 имеют первичные обмотки 34, 35 и вторичные обмотки 36, 37,Прямые тиристорные мосты включены меж.ду собой параллельно, Вторичные обмотки импульсных трансформаторов 11 и 12 гасящихгенераторов 9 и 10 являются коммутирующими, Каждая коммутирующая обмотка имеетсредний вывод сб и два крайних выводаа и в, Коммутирующая обмотка трансформатора 11 гасящего генератора 9 выводамиа и в включена между общими точкамитиристоров 1, 2 и 5, 6, а выводом б подключена к выводу положительной полярностиисточника питания 24, Коммутнруюгцая обмот протекающий по цепи 11 (в - б) - 24 - 15 - 1 -59 11 (в - б), под действием ЭДС коммутирующей обмотки трансформатора 1 запирает ти.ристор 1. После эапирания тиристора 1 в выходном напряжении преобразователя появляется первая пауза. В интервале первой паузыток якоря замыкается по цепи 23 - 4 - 12 (а - б) - 15 - 23, Затем включается тиристор 5, и на нагрузке 23 появляется второй импульс напряжения. В интервале второго им пул ьса ток в нагрузку течет по цепи 241 (б - а) - 5 - 23 - 4 - 12 (а - б) - 24. Далее в конце второго управляющего импульса сигнал поступа. 5 10 15 20 25 3035 4045 4ка трансформатора 12 гасящего генератора О выволами а и в включена межлу общими точками тиристоров 3, 4 и 7, 8 катодных групп мостов, а выволом б подключена к выводу отрицательной полярности источника питания 24, Обратный тиристорный мост и лва пря. мых тиристорных моста образуют общий мост, одна диагональ которого подключена к источнику питания, другая - к нагрузке 23, Тиристор 17 одним электродом подключен к выводу б коммутирующей ббмотки трансформатора 11 гасящего генератора 9, а другая электродом подключена через пару разделительных диодов 21 и 22 к выводам а н в коммутирующей обмотки трансформатора 2 гасящего генератора 10. Тиристор 18 одним электродом подключен к выводу б коммутирующей обмотки трансформатора 12 гасящего генератора 10, а другим электродом подключен через вторую пару разделительных диодов 19 и 20 к выводам а и в коммутирующей обмотки трансформатора 1 генератора 9.В гасящих генераторах последовательно соединенные тиристоры 26 и 27, 28 и 29, а также последовательно соединенные конденсаторы 30 и 31 емкостного делителя включены параллельно источнику питания 25. Первичная обмотка 34 трансформатора 11 через коммутирующий конденсатор 32 подключена между точкой соединения тиристоров 26 и 27 и средней точкой емкостного делителя напряжения, а первичная обмотка 35 трансформатора 12 через коммутирующий конденсатор 33 - между точкой соединения тиристоров 28 н 29 и средней точкой емкостного делителя напряжения,Работает.реверсивный преобразователь следующим образом.Положим, что входной сигнал имеет такую полярность, когда тиристоры 14, 15 открыты, а тиристоры 13, 16 закрыты, и управляющие импульсы поступают на входы тиристоров 1, 4 и 5, 8, Включение и запирание тиристоров происходят поочередно с неизменным временным сдвигом Травным четверти периода Т модуляции преобразователя (фиг. 3). Пусть первым включается тиристор 1. Затем включается тиристор 4, на нагрузке 23 появляется первый импульс напряжения, и по цепи 24 - 1, (б - в) - 1 в 23 в 12 (а в ) - 24 течет ток нагрузки, Далее в конце первого управляющего импульса сигнал поступает на тиристор26 и запускает гасящий генератор 9. Ток,610267 формула июбретения 5ет на тиристор 29 и зяпускает гасящий генера. тор 10. Под действием ЭДС коммутирующей обмотки (б - а) трансформатора 12 ток течет по цепи 2 (б- а) - 414 в 24 12 (б- а) и запирает тиристор 4.Запирание тиристора 4 приводит к появлению второй паузы в выходном напряжении преобразователя. В интервале второй паузы ток замыкается ло цепи 23 - 14 - 11 (б - а)5- - 23. Затем включается тиристор 8, и на нагрузке формируется третий импульс напряжения. В третьем интервале ток в нагрузку те. чет по цепи 24 в 11 (б - а) - 5 - 23 - 8 - 12 (в.-б) - 24. В конце третьего управляющего импульса сигнал поступает на тиристор 27 и запускает гасящий генератор 9, Под действием ЭДС коммутирующей обмотки (а - б) трансформатора 11 ток течет по цепи а - б - 24 -- 15 - 5 - 11 а - б и запирает тиристор 5, обеспечивая тем самым появление в выходном напряжении преобразователя третьей паузы. В интервале третьей паузы ток замыкается по цепи 23 - 8 - 12 - (в - б) - 15 - 23, Затем второй раз включается тиристор 1, и на нагрузке 23 появляется четвертый импулвс напряжения. В интервале четвертого импульса ток в нагрузку течет по цепи 24 - 11 (б - в) - 1 - 23 - 8- - 12 (в - б) - 24. В конце четвертого импульса сигнал поступает на тиристор 28 и запускает гасящий генератор 10. Под действием ЗДС коммутирующей обмотки (б - в) трансформатора 12 ток течет по цепи 12 (б - в) - 8 - 14 -- 24 - 12 (6 в ) и запирает тиристор 8, С этого момента начинается четвертый интервал паузы в выходном напряжении. В четвертом интервале паузы ток замыкается по цепи 23 - 14 -1 (б - в) - 1 - 23; Далее процессы повторяютсяя.С изменением полярности входного сигнала сначала гасятся тиристоры 1, 4, 5, 8, а затем открываются тиристоры 13 и 16. Одновременно с поступлением управляющих импульсов на входы тиристоров 13 и 16 управляющие импульсы со входов тиристоров 14 и 15 снимаются.При относительной продолжительности включения нагрузки, равной единице, тиристор 5 включается при открытом тиристоре (а тиристорвключается при открытом тиристоре 6). При этом тиристоргасится при включенном тиристоре 5 током, протекающим по цепям 11 (в - б) - 24 - 15 - 1 - 11 (в - б) и 11 (в - б - а) - 5 - 1 - 11 (в - б - а) поддействием ЭДС коммутирующей обмотки трансформатора 1. Тиристор 5 гасится после включения тиристора 1 током, протекающим по це. пям 11 (а - б) - 24 - 15 - 5 - 11 (а - б) и 11 (а в 6 в) - 1 - 5 - 11 (а в 6 в) под действием ЭДС коммутирующей обмотки трансформатора 11, Закрытое состояние тиристора 3 предотвращает образование короткозамкнутых контуров 11 (б - а) в 5 в 3 - 11 (б - а) и 1 (6 в ) в 1 в11 (б - в). Аналогично тиристорам 1 и 5 переключаются тиристоры 4 и 8, 2 и 6, 3 и 7.Для ограничения эффекта накопления энергии, вызывающего рост установленных мощ. ностей элементов гяенп.лх и силиных лелей,и уменьшения потерь моино 1 и и коммутирующих целях в преобразователе имеются тирис.торы 17, 18 и разделителыл,н диоды 9, 20и 21, 22, В преобразователе отсугствуют специальныеобмотки для возвратя энергии в ис.точник питания, а их функции выполняют коммутирующие обмотки.Если, например, при залирании тирнстораЗДС обратной лолуволны коммутирующей обмотки а - б трансформатора 1достигаетопределенной наперед заданной величины,включается тиристор 18, и часть энергии, на.копленной в коммутирующей обмотке 11 (аб)возвращается по цепи 11 (а- б) 24 - 18 - 19 - 11 (а - б) в источник питания 24. Если жеЭДС обратной полуволны коммутирующей обмотки (в - б) трансформатора 11 достигаетопределенной величины при заппрании тнристора 5, включается тиристор 8, и часть энер.гии, накопленной в обмотке 11 (в - б), воз 20вращается по цепи 11 (в - б) - 24 - 18 - 20 - 11(в - б) в источник питания 24. В обоих слу.чаях тиристор 8 гасится естественно, когданапряжение на обмотке 11 (зб) ИЛИ 11(б - в) достигает значения напряжения истсчника питания, и ток в тиристоре становится25 равным нулю. Аналогично работает цепь возврата энергии в источник литания, содержащаякоммутирующую обмотку импульсного транс.форматора 12, тиристор 17 и разделительныедиоды 21, 22,30Описанный реверсивный тиристорный пре.образователь по сравнению с прототипом имеет вместо четырех два гасящих генератора стоансформаторным выходом. Сердечники этихтрансформаторов перемагничиваются в процес.се работы. Это позволяет .уменьшить объем35 магнитопровода и меди импульсных трансфор.маторов, Сокращейие вдвое общего количествагасящих устройств, а также уменьшение мас.сы и габаритов установленных импульсныхтрансформаторов позволяет уменьшить потерив гасящих устройствах.Ограничения по току и напряжению настрого заданном уровне позволяют уменьшитьгабаритную мощность силового каскада и гасящих устройств и за счет этого ограничитьвеличину потерь в преобразователе.4 Использование коммутирующих обмотокдля возврата энергии в источник позволяетисключить специальные обмотки и за счет этого дополнительно уменьшить массу, габаритыи мощность потерь в преобразователе.Сокращение потерь в гасящих устройствахв выходном силовом каскаде позволявт ловы.сить КПД преобразователя.Ограничение эффекта накопления в коммутирующих элементах путем возврата энергиив источник питания позволяет защитить преобу разователь от возможных перенапряжений лотоку и за счет этого повысить его надежность. Реверсивиый преобразователь, содержащийдва прямых тиристорных и обратный вентиль610267 гне Саста в и тел екред О. Луираж 892 Редактор Б. ФедотовЗаказ 303146Го Совета Министров Си открьпнйкан наб. д. 4/5род, ул. Проектная,сударственного комитета по делам изобретений 5, Москва, Ж 35 Раун ППП сПатент, г. Ужго фил 7ный мосты с общей диагональю переменного тока, гасящие импульсные генераторы, к выходам которых подсоединены первичные обмотки трансформаторов, каждая из вторичных обмоток которых связана с обратным вентильным мостом, со входными выводами и соединена с .одноименными группами тирнсторных мос. тов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, в него введены два дополнительных тиристора и четыре разделительных диода, соединенных попарно-встречно и подключенных параллельно каждой из вторичных обмоток, выполненных со средними точками, соединенными со входными выво 8дами, с обратным вентильным мостом на тнристора х н .с одним и электрода ми дополнительных тиристоров, причем другой электрод каждого из последних соединен с общей точкой 5 соответствующей пары разделительных диодов,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР221118,Н 02 Р 5/16, 1969.2. Патент СШЛ3297931, 318 - 380. 1967.3. Патент США3701938, 32 - 11, 972, 4. Патент Франции2129562 з Н 02 Р 13/00.5. Авторское свидетельство СССР2999 7,Н 02 М 7/55, 1970. И. Галиевавая Корректор А. ГриденПодписное