Преобразователь однофазного переменного напряжения в переменное

публиковано 28,02.83. Бюллетень И 8 вккк вв йемтт етквмтк ата опубликования описания 02 0 якор иУ рэлементов це Изобрет преобразов быть исп мышленной регулировани таций перемение относитательной техниользовано в устлектроники дл к силов е и ствах простабилизации я, симметрир ания и коммунапряжений,оков и еннь Известны однофазные ства дпяеменныравленинного р гулирования и конапряжений, содержасиловой вентильныйтока, через которыйся к сети питания,ный ключ переменнопараллельно нагрузквентили и коммутитояшую из последов е ммутации пер шие схему уп ключ переме нагрузка по шунтирующий вентильго тока, включенный е, распределительные руюшую цепочку, сосательно соединенныхселя и коммутируюкоторая через распреподключается к сии 2. омм его дрос кон сатора, вентили елительнь овым тири ам Недостатком указанных устройств я яется завышенная установленная мош ность силовых вентилей и пикоммутации.Наиболее близок к предлагаемому потехнической сущности преобразовательоднофазного переменного напряжения в 5 переменное, содержащий демфируюшийдроссель, два силовых вентильных ключаиз встречно-параллельно соединенных тиристоров, каждый из которых включенпоследовательно между соответствующим 1 о входным и выходным выводами, шунтирующий вентильный ключ, выполненный в видедиодного моста, выводы переменного тока которого соединены с выходными выво- дами, а выводы постоянного тока зашунтированы тиристором, узел коммутации,содержащий один коммутируюший и двазарядных тиристора коммутирующую цепочку из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, включенную междуобщей точкой соединения катода первогоиз зарядных тиристоров и анода коммутирукицего тиристора и обшей точкой диодного моста, а также выпрямитепьный мост372 3 1001 со сглаживаюпим фильтром, выводы перс менного тока которого подключены к сети питания, а выводы постоянного тока через сглаживающий фильтр - к аноду первого из зарядных тиристоров и общей точке соединения катода коммутируюшего тиристора и катода второго зарядного тиристора, анод которого соединен с общей точкой катодов диодного моста 3,.В известном устройстве отключение нагрузки от сети питания производИтся путем принудительного гашения силовых тиристоров, входящих в состав двух вентильных ключей, включенных последовательно в цепь питания. При этом, с одной стороны, применение двух силовыхвентильных ключей, включенных последовательно с нагрузкой приводят к снижениюКПД устройства и увеличению установленной мощности силовых вентилей. С другой щостороны, протекание импульса тока коммутации одновременно по двум параллельным цепям, включающим последовательносоединенные диод выпрямительного моста,один из встречно-соединенных силовых дтиристоров и один из диодов диодногомоста, приводит к значительному завышению установленной мощности элементовцепи коммутации. Все это ухудшает технико-экономические показатели устройства массогабариты и стоимость. Устранение указанных недостатков было бывозможно при сокращении числа последовательно включенных силовых вентильных ключей,Цель изобретения - уменьшение массогабаритных показателей и стоимости.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе однофазного переменного напряжения в переменное, содер- О жащем демфируюший дроссель, включенный со стороны одного из входных выводов, силовой и шунтируюшие ключи, состоящие каждый из встречно-параллельно соединенных тиристоров, узел коммутации, ф 5 состоящий из двух распределительных мостов из коммутирующих тиристоров, к выходам постоянного тока которых подключена коммутируклцая цепочка из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, и блок управления тиристорами, причем другой из входных и один из выходных выводов объединены, распределительные мосты по выходу ссьединены встречно-параллельно, силовой и шунтирующий ключи соединены последовательно и включены один в диагональ переменного тока одного распределительного моста, а другой - в диагональ переменного тока второго распредмпгтель. ного моста, и дополнительно введены датчик тока, а также блоки логики и задержки, причем управляющие электроды тиристоров силовых и шунтируюцшх ключей соединены с выходами блока управления через соответствующие блоки задержки, а управляющие электроды коммутирующих тиристоров в каждом из распределительных мостов соединены с соответствующим выходом блока управления через один из блоков логики, управляющие входы которых соединены с выходом датчика тока, включенного между обцей точкой соединения силового и шунтирующего ключей и вторым выходным выводом.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры импульсов, действующих на выходах блока управления ( О , 02), датчика тока ( О ), блоков логики ( 04., О ) и блоков задержки ( 0, О - ) ( Последовательности импульсов, формируемых на выходах блоков логики, на эпюрах помечены в скобках, указывающими номера коммутирующих тиристоров, на которые они поступают) на фиг.З - эпюры напряжений питающей сети ( ОС ) и нагрузки (Он), поясняющие принцип работы преобразователя. Предлагаемое устройство содержит силовую цепь, включающую демфируюший дроссель, силовой ключ, составленный из встречно-параллельно соединенных тиристоров 2 и 3 .и включенный последовательно между одним из входных и одним из выходных выводов к которым подключается сеть питания и нагрузка соответственно, силовой ключ, составленный из встречно-параллельно соединенных тиристоров 4 и 5 и подключенный к выходным выводам, .узел коммутации, включающий два распределительных моста из коммутирующих тиристоров 6 - 9 и 10 - 13, выходы переменного тока которого подключены к силовым ключам из встречно-параллельно соединенных тиристоров 2,3 и 4,5 соответственно, а выходы постоянного тока соединены встречно-параллельно, коммутирующую цепочку, состоящую из последовательно соединенных дросселя 14 и конденсатора 15 и подключенную к выходам постоянного тока распределительных мостов, и цепь управления, включающую блок 16 управления, блски 17 и 18 задержки, через которые управляющие электроды силовых и комПреобразователь однофазного переменного напряжения в переменное, содержащий демфируюший дроссель, включенный со стороны одного из входных выводов, силовой и шунтируюшие клточи, состоящие каждый из встречно-параллельно соединенных тиристоров, узел коммутации, состоящий иэ двух распределительных мостов из коммутирующих тиристоров, к выходам постоянного тока которых подяпо% 1001 мутируюш х тиристоров связаны с выходами блока управления, блоки 19 и 20 логики, снабженные двумя выходами и обеспечивающие дополнительную связь управляющих электродов тиристоров каж дого из распределительных мостов с выходами блока управления, а также датчик .21 тока, включенный в цепь нагрузки, выходы которого подключены к управляюшим входам блоков логики, еУстройство работает следующим образом.Тиристоры 2 и 3 включаются одновременно, При их включении нагрузка оказыва гся подключенной к сети питания. Одновременно включаются тиристоры 10 - 13, обеспечивая заряд конденсатора 15 через распределительный мост до полярности, показанной на фиг.1 беэ скобок. Для принудительной коммутации ти астора 2 (или 3) к нему в обратном направлении прикладывается запирающее напряжение через коммутирующие тиристоры 6 и 9 (или 7 и 8). После комму тации цепь нагрузки шунтируется силовым 25 ключом натиристорах 4 и 5. Одновременно с этим включаются тиристоры 6 - 9 обеспечивая заряд конденсатора 15 через распределительный мост до полярности, показанной на фиг.1 в скобках. ЗО Для принудительной коммутации тиристора 4 (или 5) к нему в обратном направлении прикладывается запирающее напряжение через коммутирующие тиристоры 10 и 13 (или 11 и 12). Избирательная ком.55 мутация силовых тиристоров 2 - 5 обеспечивается с помощью датчика 21 тока и блоков 19 и 20 логики, которые дают разрешение на включение нужных коммутируюцих тиристоров, через которые импульс коммутации поступает лишь на тот силовой тиристор, который находится в проводяшем состоянии. Включение тиристоров 2 и 3 так же как и тиристоров 4 и 5 происходит периодически, через равные отрезки времени, определяемые частотой коммутвюпщ, При этом момент включения силовых тиристоров сдвинут относительно момента включения шунтируюших тиристоров на регулируемый отрезок времени.Принудительная коммутация силового тиристора происходит в результате приложения к нему напирающего напряжения через соответствующие коммутирующие55 тиристоры следующим образом. Пусть, например, в проводяшем состоянии находится тиристор 2 (или 3), тогда включаются коммутирующие тиристоры 6 и 9 372 Ф(или 7 и 8). При этом протекает импульс тока коммутации по цепи, вклточающей конденсатор 15, предварительнозаряженный до полярности, укаэанной нафиг.1 без скобок, тиристор 9 (или 7),цепь нагрузки, сеть питания, дроссель 1,тиристор 6 (или 8) и дроссель 14, Этотпроцесс длится время 1 к, соответствующее времени выключения тиристора, поистечении которого через блок 13 задержки включаются тиристоры 6 - 9 ишунтируюшие тиристоры 4 и 5, Э о приводит к началу послекоммутационногоперезаряда конденсатора 15 до полярности, указанной в скобках на фиг. 1, попепи; дроссепь 1 - силовые тиристоры2 и 3 - распределительный мост на тиристорах 10 - 13 - сеть питания.Очередность включения тиристоровпоясняется эпюрами импульсов в управления тиристоров, которые приведены нафп 2,При включении силового ключа нагрузка подключается к питающей сети, а приего выключении она отключается от сетии замыкается через шунтируюший ключ.В результате таких переключений, происходящих периодически, с частотой коммутации, а также путем регулирования относительной длительности включенного состояния силового ключа производится регулирование переменного напряжения навыходе преобразователя, На фиг.3 показаны эпюры напряжений питающей сети( Ос), поясняющие способ регулирования,реализуемый в преобразователе.Использование изобретения позволяетв 1,4 раза уменьшить суммарную установленную мощность узла коммутации,вдвое снизить мощность силовых тиристоров, повысить на 2-5% КПД устройства, в 1,5-2 раза повысить максимальнуюрабочую частоту, и за счет этого снизитьмассогабаритные показатели и стоимостьвсего устройства. Формула изобретения1001 чена коммутирующая цепочке из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, и блок управления тиристорами,причем другой из входных и один из выходных выводов Объединены,о т л и ч а ю- Зщ и й с я тем, что, с целью уменьшениямассогаберитных показателей и стоимости, указанные распределительные мостыпо выходу соединены встречно-параллельно, силовой и шунтирующий ключи соеди фиены последовательно и включены одинв диагональ перемнного тока одного распределительного моста, а другой - в диагональ переменного токе другого распределительного моста, и дополнительно вве-дены датчик тока, а также блоки логикии задержки, причем управляющие злектроды тиристоров, силовых и шунтирующихключей соединены с выходами блока уп 372 8рввления через соответствующие блоки задержки, е управляющие электроды коммутирующих тиристоров В каждом из распределительных мостов соединены с соответствующим выходом блока управления через один. из блоков логики, управляющие вхоцыкоторых соединены с выхоцом датчика тока, включенного между общей точкой соединения силового и шунтирующего ключей и другим выходным вывоДОМеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР334562, кл, 6 05 Р 1/20 1972.2. АвторсКое свидетельство СССР517122, кл. Н 02 М 5/257, 1967.3. Авторское свидетельство469962, кл.С 05 Р 1/20, 1975.1001372 Составитель Т, Добровольскисактор Л. Пчелинская Техред Ж.Кастелевич ректор Ю,Макарен Подписное аказ 1439/70 Тираж БНИИПИ Государстве по делам изобр 113035, Москва, Ж 8 омитета СССи открытийаушская наб.,ого к ени5,4/ фо фф 4(бУ тю/Ру ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4