Преобразователь тока

ОП И САН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ полнительное к авт. свид-ву -3) Прнорите Опублико ллетень 40 вано 30,10.(53) УДК 621.314 .572 (088,8) в девам нзебретеннй и открытийДат исания 05.11,8 бликовани 72) Ав тов, В, Д, Поляков и нко нэобретени осковский ордена Ленина энергетический институт(54) ОБРАЗОВАТЕЛЪ ТО 3Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания активно-индуктивной нагрузки и нагрузки, включающей индуктивность, активное сопротивление и ЭДС и, кроме того, может найти применение в электротехнологии, электроприводе и других областях.Известен преобразователь тока, принцип действия которого основан на дозированной передаче энергии от источника питания в нагрузку через конденсатор, включенный в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста. Смена полярности тока в таком преобразователе обеспечивается прй помощи отдельного реверсора. Рекуперация энергии осуществляется при помощи тирис- ториого моста, подключенного на входе преобразователя 111.. Недостатком преобразователя является низкий КПД, что объясняется значительным количеством вентилей, включенных последовательно по цепи тока нагрузки.Известен также преобразователь тока, содержащий подключенный между положи-: тельным входным выводом и одним из выходных выводов одиофазный мост на тиристорах с конденсатором в диагонали переменного тока, буферный вентиль, подключенный между общими катодами тнристоров одно- фазного моста и отрицательным входным выводом, диод, соединяющий второй выходной вывод, противоположный упомянутому, с положительным входнь.м.выводом, тиристор, подключенный между вторым выходным выводом и отрицательным входным выводом, и узел коммутации, предназначенный для занирания этого тиристора йри переходе к режиму рекуперации. Изменение направления протекания тока в нагрузке обеспечивается путем подключения к выходным выводам преобразователя отдельного реверса, который может быть любым из известных 121.Недостатком данного преобразователя 15. является его сложность, которая объясняется наличием дополнительного узла коммутации.Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что зтт преобразователь тока, содержащий однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональю постоянного тока через буферныи вентильвключенной между силовыми входными выводами преобразователя, причем точка соединения катода этого вентиля с катодами тиристоров этого моста связана с первым выходным выводом преобразователя, второйввыходнои вывод которого подключен к точке соединения анодов тиристоров моста и к аноду буферного вентиля соответственно через диод и через тиристор в проводящем направлении, снабжен дополнительным тиристором, катодом подключенным к катоду бу- о ферного вентиля, а анодом - ко второму.выходному выводу преобразователя.В одной модификации упомянутая точка соединения буферного вентиля и моста подключена к первому выходному выводу преобразователя непосредственно.15Во второй модификации преобразователь снабжен дросселем, включенным между упомянутой точкой соединения буферного вентиля н моста и первым выходным выводом преобразователя, причем последний через введенный дополнительный диод в проводящем направлении соединен с точкой соединения анодов тиристоров моста.На фнг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие его работу.Преобразователь (фиг. 1 а) содержит подключенный к положительному входному выводу однофазный мост на тиристорах 1 - 4 с конденсатором 5 в диагонали, буферный вентиль 6, подключенный катодом к выходзо ному выводу. Другой выходной вывод через, , диод 7 соединяется с положительным входным выводом, а через тиристор 8 - с отрицательным входным выводом, Преобразователь содержит также тиристор 9, подключен- З 5 ный между анодом тиристора 8 и катодом буферного вентиля б. К выходным выводам преобразователя может быть подсоединен реверсор 10 тока, Предполагается, что на выходе реверсора 10 в этом случае находится активно-индуктивная нагрузка перемен Оно;о тока.Преобразователь работает по принципу однопозиционного слежения за задающим, сигналом 1, В момент 1 включают тиристоры 1, 2 и 8 и конденсатор 5, предваритель но заряженный до напряжения источника питания, указанной на фиг. 1, и полярности, начинает перезаряжаться выходным током 1,ц, протекающим по контуру: плюс источника питания - тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристор 2 - реверсор 10 - тирис тор 8 - минус источника питания. В момент 1 г напряжение на конденсаторе 5 достигает величины .напряжения источника питания, открывается тиристор 9 н ток 1 а , замыкаясь через него, начинает уменьшаться. Ток тирис. торов 1, 2 и 8 становится равным нулю и они 55 запираются. В момент 1 з, когда выходной ток 1 сравнивается по величине с задающим сйгиалом 1 (фиг. 2); включают тиристоры 3, 4 и 8, реверсор 1 О попадает под обратное напряжение н запирается, а ток 1, начинает протекать по контуру: плюс источника питания - тнристор 3 - конденсатор 5 - тиристор 4 - реверсор 1 О - тиристор 8 - минус источника питания. В момент 1 напряжение на конденсаторе 5 становится равным по величине напряжению источника питания, открывают тирнстор 9 н ток 18, замыкаясь через него, начинает уменьшаться.Тиристоры 3, 4 и 8 обесточиваются н. восстанавливают свои управляющие свойства. В таком режиме преобразователь работает до момента 11 з начиная с которого преобразователь переходит в режим рекуперацнн энергии, В момент 11 з включают тнристоры 1 и 2, к проводнвшему.тиристору 9 прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе, и он запирается. Выходной ток 1,начинает протекать по контуру: тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристор 2 - реверсор 1 О диод 7, К ранее запертому тиристору 8 (для запирания тиристора 8 представляется промежуток времени 1 з, - 6 з) прикладывается напряжение источника питания. В момент 1 напряжение на конденсаторе 5 достигает величины напряжения питания, открывается буферный вентиль б и ток 1 начинает протекать навстречу источнику питания, замыкаясь по контуру: минус источника питания Е - буферный вентиль 6 - реверсор О - диод 7 - плюс источника питания, Происходит процесс возврата энергии, накопленной нагрузкон, в источник питания, В момент 15, когда ток 1 становится равным по величине .задающему сигналу 1 включаются тирнсторы 3 н 4 н ток 1 протекает по контуру: тиристор 3 - конденсатор 5 - тнристор 4 - реверсор 1 О - диод 7, В момент 11 в напряжение на конденсаторе 5 становится равным напряжению источника литания, открывается буферный вентиль б и выходной ток начинает протекать навстречу источнику питания.В таком режиме преобразователь работает,при формировании спадающей части синусоиды. Количество энергии, возвращаемой источнику литания, определяется крутизйой спадающего участка синусоиды (частотой выходного тока), а также добротностью контура нагрузки. При этом возможны режимы, когда рекуперация энергии на спадающей части синусоиды отсутствует (мала добротность контура нагрузки, низкая частота выходного сигнала), В этом случае целесообразно не переводить преобразователь в режим рекуперамни. Тогда преобразователь - будет иметь лучшую коммутационную устойчивость, так как конденсатор всегда будет перезаряжаться до напряжения источника питания.,877762 формула изобретения 7 При формировании отрицательной полу- волны синусоиды процессы в преобразова теле аналогичны рассмотренным. Изменение направления протекания тока осуществляется реверсом 10.На фиг. 1,6 изображен преобразователь"тока, который с целью расширения диапазона регулирования "выходного тока дополнительно снабжен дросселем 11, подключен- ным с одной стороны к общей точке соединения катодов тиристоров катодной группы однофазного моста и катода буферного венти ля, а с другой - к первому выходному выводу, и диодом 12, соединяющим упомянутый выходной вывод, к которому он подключен анодом, с положительным входным выводом. Расширение диапазона регулирования 1 достигается за счет улучшения коммутационной способности в режиме малых токов, а также за счет улучшения формы кривой выходного тока. При этом значительно уменьшается отклонение выходного тока от заданного сигнала, 20Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить принципиальную схему известного преобразователя тока,.что оказалось возможным благодаря исключению из него отдельного узла коммутации, необходимого для перевода преобразователя в режим рекуперации, и введению всего одного дополнительного. тиристора. При этом . переход к режиму рекуперации осуществляется достаточно просто: снимают управляющие импульсы с ранее проводивших тирис- зо торов и после необходимой выдержки времени подают на тиристор, вступающий в работ.у.Упрощение силовой схемы преобразователя приводит к уменьшению на 10 - 20% (в зависимости от выполнения исключаемо го узла коммутации) его массогабаритных показателей.Диапазон регулирования предлагаемого. устройства расширяется благодаря введе 6нию дополнительных элементов: дросселяи диода. 1. Преобразователь тока,. содержащийоднофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональю постоянного тока через буферныйвентиль включенной между силовыми выводами преобразователя, причем точка соединения катода этого вентиля с катодами тиристоров моста связана с первым выходнымвыводом преобразователя, второй выходнойвывод которого подключен к точке соединения анодов тиристоров моста и к аноду буферного вентиля соответственно через диоди через тиристор в проводящем направлении,отличающийся тем, что, с целью упрощения,он снабжен дополнительным тиристором, катодом подключенным к катоду буферноговентиля, а анодом - ко второму выходномувыводу преобразователя.2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что упомянутан точка соединениябуферного вентиля и моста подключена кпервому выходному выводу преобразователя непосредственно.3, Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с цель 1 о расширения диапазонарегулирования, он снабжен дросселем, включенным между упомянутой точкой соединения буферного вентиля и моста и первымвыходным выводом преобразователя, причемпоследний через введенный дополнительныйдиод в проводящем направлении соединен сточкой соединения анодов тиристоров мостаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР474088, кл; Н 02 М /52, 1975.,2, Авторское свидетельство СССР60068, кл. Н 02 М 7/57; 1978,акаренко актор С.аз 9638/84 раненк Составитель Г. Мыцо Техред А. БойкасТираж 733ВНИИ ПИ Государственного компо делам изобретений и о 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушска лиал ППП Патентэ, г. Ужгород,ыкКорректор ЮПодписноетета СССРткрытийнаб., д. 4/ул Проектна