Способ управления тиристорным преобразователем

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03.01,78 (21) 2563877 1) М. Кл. 02 оелинением заявки,% -Гасударственные комитет СССР ио делан изобретений и открытийриори Опубликовано 15.06,80, Бюллетень2 ДК 621.316727( 088,8) 5 ата опубликования описания 1 8.06.8 Авторзобретен Б, З.Ку енинградский электротехнический институт связи им. М. А, Бонч-Бруевича(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМротехобразо нный нике, а именно квания постоянного ток низкой часто испольного Изобретение относится к элекустройствам пр , тока в перем ты и может быт овано в качестве источника реэе питания аппаратуры связи,.Известен способ формирования тока низкой частоты из высокочастотных им пульсов тока, применяемый для управления инвертором, содержащий две пары1 о тиристоров, высокочастотный коммутирующий контур и низкочастотный трансформа- тор, состоящий в том, что генерируют последовательность узких высокочастотных импульсов, генерируют низкочастот 15 ные импульсы синусоидальной трапецеидальной или прямоугольной формы, в течение каждого полупериода тока низкой частоты высокочастотные сигналы управления подают поочередно только на одну пару тиристоров, а низкочастотное выходное напряжение формируют из двухполярных импульсов напряжения трансформатора Я. Недостатком данного способа является формирование тока низкой частоты на выходном низкочастотном трансформаторе, имеющем значительные габариты и массу,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления преобразователем , содержащим высокочастотный инвертор и делитель частоты, состоящий в том, что генерируют последовательность узких высокочастотных импульсов и поочередно подают их на тиристоры инвертора, генерируют низкочастотные им пульсы длительностью в полпериода тока низкой частоты; последовательность узких высокочастотных импульсов сдвигают по фазе; в течение каждого полупериода тока низкой частоты сдвинутые по фазе высокочастотные импульсы управления подают на тиристоры двух или нескольЪких плеч делителя частоты; выходной ток низкой частоты формируют из двух полярных импульсов тока вторичной обмотки трансформатора и фильтруют. фор20 3 7414 му выходного напряжения таких преобразователей улучшают амплитудно-импульсной модуляцией напряжения. Для ее осуществления целитель частоты выполняют многоплечевым. Для улучшения формы5 выходного тока преобразователя с двух- плечевым делителем частоты фаэовые сдвиги сигналов управления тиристорами делителя частоты или частоту сигналов управления тиристорами инвертора изме О няют по синусоидальному закону 2.Недостатком этого способа является сложность формирования низкочастотного выходного напряжения, заключающаяся в преобразовании постоянного напряжения 15 в высокочастотное переменное и его -последующего преобразования в низкочастотное переменное напряжение и низкая надежность устройств, реализующих способ,, Цель изобретения - упрощение формирования низкочастотного тока и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в способе управления тиристорным преобразователем, содержащим высокочастотный последовательный инвертор с узлом рекуперации избыточной энергии дросселя и с отделеннымот нагрузки узлом коммутации и подключенный ко вторичной обмотке дросселя двуплечевой де литель частоты с выходным фильтром, состоящий в том, что генерируют и сдвигают по фазе последовательность высокочастотных импульсов управления тиристорами, преобразователя, формируют на выходе инвертора импульсы тока низкой частоты из высокочастотных импульсов тока, подают в течение каждого полупериода тока низкой частоты сдвинутые высокочастотные импульсы управления тиристора-. О ми делителя частОты на тиристор только одного плеча делителя и формируют выходной ток низкой частоты из протекающих во вторичной обмотке дросселя однополярных высокочастотных импульсов тока уд- .45 военной частоты коммутации тиристоров инвертора.На фиг. 1 схематически изображено устройство в котором, реализуется предложенный способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, на которых приведены формы токов плеч делителя частоты (1 14 ), а также ток нагрузки при; отсутствии выходного фильтра ( 144 ) и напряжение на нагрузке при наличий конденсатора, шунтирующего нагрузку ( О)Силовая часть преобразователя (фиг, 1) состоит из тиристоров 1-4, диода 5, дрос 07 4селя 6 с обмотками 7-11, коммутирую щих конденсаторов 12-13, нагрузки 14, шунтированной конденсатором выходного фильтра 1 5,Элементы 1, 2, 5, 7-9, 1 2-1 5 входят в состав инвертора, а элементы 3, 4, 10 н 11- в состав делителя частоты.При необходимости формирования на выходе преобразователя тока синусои-. дальной формы модулируют по синусоидальному закону частоту последователь. ности импульсов управления тиристорами инвертора, либо фазовый сдвиг последовательности импульсов управления тиристорами делителя частоты относительно первой последовательности. Изменением частоты первой посЛедовательности высокочастотных импульсов или фазового сдвига второй последовательности импульсов относительно первой регулируют величину выходного низкочастотного тока.При отсутствии конденсатора 15 в установившемся режиме работы на номинальную нагрузку наблюдаются четыре существенно различных этапа. В течение первого этапа открыт один из тиристоров инвертора 1 или 2. При этом происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов 12 и 13 и накоппение энергии в магнитном поле дросселя 6.Заканчивается первый и начинается второй этап, когда напряжение на обмотке 9 дросселя 6 становится равным напряжению питания и открывается диод 5, При этом прекращается протекание тока через тиристор инвертора и первичную обмотку дросселя, а энергия, накопленная в дросселе, возвращается в источник питания. Ток обмотки,9 снижается по линейному закону, Через интервал времени равный с , после начала второго этапа подается сигнал управления на один из тиристоров делителя частоты, например 3. Через обмотку 1 0 начинает протекать ток, создающий падение напряжения на нагрузке 14, При этом ЭДС, приходящаяся на виток обмотки 10, меньше чем на виток обмотки 9, что приводит к запиранию диода 5, прекращению тока через обмотку 9 и началу третьего этапа, Заканчивается третий этап в момент снижения до нуля тока обмотки 1 0 дросселя.На 4-ом этапе отсутствует токво всех элементах преобразователя.Из рассмотрения работы преобразователя следует, что при неизменном сопротивлении нагрузки (В, = сотэ) увеличение интервалат приводит к уменьшению амплитуды импульса тока нагрузки изза5 7414 увелйчения длительности второго этапа работы. Следовательно, фазовое регулирование интервала с приводит к амплитудно фазоимпульсному регулированию тока (напряжения) нагрузки, Данное свойство преобразователя упрощает формирование выходного тока синусоидальной формы.При шунтировании резистора 14 конденсатором 15 длительности третьего 10 этапа работы изменяются от одного высокочастотного полупериода к другому, а на четвертом этапе конденсатор 15 разряжается на нагрузку 14,Технико-экономические преимущества 15 предлагаемого способа управления рассматриваемым преобразователем постоянного тока в переменный низкой частоты заключаются в упрощении формирования низкочастотного тока за счет подачи в 20 течение каждого полупериода тока низкой частоты сигналов управления на тиристор только одного плеча делителя частоты и в повышении надежности преобразователя за. счет исключения необходимости в че тырехплечевом делителе частоты. Формула изобретенияСпособ управления тиристорным преоб- о разователем, содержащим высокочастотный 07 6последовательный инвертор с узлом рекуперации избыточной энергии дросселя и сотделенным от нагрузки узлом коммутациии подключенный ко вторичной обмоткедросселя двуплечевой делитель частоты свыходным фильтром, состояший в том, чтогенерируют и сдвигают по фазе последовательность высокочастотных импульсов управления тиристорами преобразователя,формируют на выходе инвертора импульсытока высокой частоты, формируют импульсы тока низкой частоты из высокочастотных импульсов тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощенияформирования низкочастотного тока и повышения надежности, подают в течениекаждого полупериода тока низкой частотысдвинутые высокочастотные импульсы управления тиристорами делителя частотына тиристор только одного плеча делителя частоты и формируют выходной токнизкой частоты из протекающих во вторичной обмотке дросселя однополярных высокочастотных импульсов тока удвоеннойчастоты коммутации тиристоров инвертора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 356739, кл. Н 02 М 5/421968,2, Тиристоры . Технический справочник.М., Энергия", 1971, с, 303, рис,11/36.7414 О 7 Составитель О, НаказнаяПатрушеваТехредЖ,Кастелевич Корректор Н игорук дак ака илиал ППП ф Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 3333/9 Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5