Преобразователь постоянного напряжения в переменное

СОВЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСГУБЛИН 3(59 Н 02 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС О делАм изОБРетений и ОтнРыти ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) Г.М.Чиликин и В.В.Побережный (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта им, М.И,Калинина(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 514381, кл. Н 02 М 7/505, 1973,2, Авторское свидетельство СССР 9 576646, кл, Н 02 М 7/515, 1972.3, Авторское свидетельство СССР 9 902175, кл. Н 02 М 7/515, 1980. (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содер 801086529 А жащий подключенный к положительному входному выводу анодной группой однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, соединенный с мостовым тирис" торным реверсором тока, катодная группа которого подключена к отрицательному входному выводу, а в диаго" наль переменного тока включена цепь нагрузки, а также два диода, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных пока зателей путем уменьшения установленной мощности полупроводниковых элементов, к обкладкам конденсатора подсоединены катоды двух указанных диодов, аноды которых соединены с Е отрицательным входным выводом.1086529 ЗО 35 40 45 50 2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, каждый тиристор катодной группы однофаэного тиристорного моста подключен катодом Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано впреобразовательной технике,Известны устройства, содержащиетиристорный мост с конденсатором в,диагонали переменного тока, реверсортока цепи нагрузки, представляющийтакже тиристорный мост и буферныйдиод Г 13 и Г 23Недостатком указанных устройствявляется относительно большая установленная мощность полупроводниковыхприборов, обусловленная тем, что вмоменты включения тиристорного мостас конденсатором тиристоры реверсора и буферный диод подвержены воздействию удвоенного по сравнению суровнем источника напряжения, Этотребует установки вентилей болеевысокого класса, а в высоковольтныхустановках - удвоенного количествапоследовательно соединенных вентилей,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяустройство, содержащее подключенныйк положительному входному зажиму однофаэный мост на тиристорах с дозирующим конденсатором в диагоналипеременного тока, мостовой тиристорный инвертор тока, анодами подсоединенный к катодам моста с конденсатором, а катодами - к отрицательномувходному зажиму, и с нагрузкой в диа,гонали, а также буферный диод, подключенный анодом к отрицательномувходному зажиму и катодом - к точкесоединения мостов 3 3Недостатком известного устройстваявляется завышенная установленнаямощность полупроводниковых приборовввиду воздействия на тиристоры мостареверсора и буферного диода удвоенного (2 Е) напряжения.Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей путем умень"шения установленной мощности полупро"водниковых приборов.Указанная цель достигается тем,что преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий подключенный к положительному входномувыводу анодной группой однофазныйтиристорный мост с конденсаторомв диагонали переменного тока, соедик одному иэ выводов цепи нагрузкии шунтирует последовательную цепочку из конденсатора и одного иэ тиристоров анодной группы мостовоготиристорного реверсора тока. ненный с мостовым тиристорным реверсором тока, катодная группа которогоподключена к отрицательному входномувыводу, а в диагональ переменного 5 тока включена цепь нагрузки, а такжедва диода, к обкладкамдозирующегоконденсатора подсоединены катоды двухбуферных диодов, аноды которых соединены с отрицательным входным вы водом.Для повышения КПД устройства путем уменьшения количества одновременно проводящих вентилей, включенных последовательно в цепь нагрузки 15 в интервалах нарастания и спаданиятока, каждый тиристор катодной группы однофазного тиристорного мостаподключен катодом к одному иэ вывходов цепи нагрузки и шунтирует последовательную цепочку из конденса тора и одного иэ тиристоров аноднойгруппы мостового тиристорного реверсора тока.На фиг. 1 показана принципиальнаясхема устройства для преобразования 25 постоянного напряжения в переменное;на Фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; нафиг. 3 - принципиальная схема устройства с повышенным значением КПД; на фиг, 4 - временные диаграммы (для второго варианта).Устройство для преобразования постоянного напряжения в переменное содержит подключенный к положительному входному зажиму однофазный мост на тиристорах 1-4,с конденсатором 5 в диагонали переменного тока и мостовой тиристорный реверсор тока на тиристорах бс нагрузкой 10 в диагонали переменного тока (на фиг.1 катоды тиристоров 3 и 4 одного моста и аноды тиристоров б и 7 второго моста соединены в обшую точку). Катоды тиристоров 8 и 9 моста реверса тока соединены с отрицательным входным зажимом, к которому подсоединены аноды двух буферных диодов 11 и 12Катоды указанных диодов соединены с соответствующими обкладками дозирующего конденсатора 5, На диаграммах а,:б, в и ъ ( фиг.2) показаны отпирающие импульсы тока 1 , посылаемые на управляющие электроды тиристоров 1 - 4 однофаэного мостас дозирующим конденсатором. Диаграммы д и е (фиг.2)представляют отпирающие импульсы тока 1 , посылаемые на управляющие электроды тиристоров б, 8 и 7, 9 мостового реверсора тока. Изменение напряженияна обкладках доз:, ующего конденсатора 5 представлено диаграммой( фиг. 2). Иа диаграммах з и и (фиг,2)показаны соответственно кривые напряжения О и тока 10 нагрузки 10,Устройство работает следующимобразом,При подаче в момент. С (фиг,2)отпирающих импульсов на тиристоры 1,3, б и 8 начинается заряд дозирующе"го конденсатора 5 положительнойполярностью и на нагрузке 10 формируется импульс напряжения амплитудой Е равной напряжению на входныхзажимах источника постоянного напряжения. Нарастающий ток при этом замыкается по цепи: тиристор 1 " кон-,енсатор 5 - тиристоры 3 и б " нагрузка 10 - тиристор 8 - ( Е ), В момент С, когда напряжение на зажимахдозирующего конденсатора 5 достигаетвеличины Е, равной напряжению навходных зажимах источника, а на нагрузке напряжение становится нулевым, в работу вступает буферный диод 12 и структура цепи изменяется.Спадающий ток при этом замыкаетсяпо контуру: тиристоры 3 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 12, В мо"мент с поступает отпирающий им 3пульс на тиристор 4, и дозирующий,конденсатор 5 начинает разряжатьсяпо цепи конденсатор 5 - тиристары 4и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 12, формируя на нагрузке 10 импульс напряжения амплитудой Е. В результате в этом интервале (СЗ-С,происходит нарастание тока нагрузки10. После полного разряда дозирую"щего конденсатора 5 в момент сс вступлением в работу буферного ди"ода 11 изменяется структура цепи.Спадающий ток нагрузки замыкаетсяпо контуру: тиристоры 4 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 11. В момент С поступает отпирающий импульс на тиристор 2, в результатечего начинается заряд дозирующегоконденсатора 5 обратной полярностью,а на нагрузке 10 формируется импульснапряжения прежней полярности самплитудой Е. Нарастающий ток этогоинтервала (С 5-Сб ) замыкается по кон.туру: (+Е) - тиристор 2 - конденсатор 5 - тиристоры 4 и б - нагрузка10 - тиристор 8 - (-Е), В моментСЬ при достижении напряжения на обкладках конденсатора 5 величины Епроисходит изменение структуры цепиСпадающий ток нагрузки интервалазамыкается по контуру: тирискоры 4 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 11, В момент С отпирающий импульс на тиристор 3 приводит к разряду доэирующего конденсатора по цепи: конденсатор 5 - тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8, формируя на нагрузке 10 вИНтЕРВаЛЕ С-Св ИМПУЛЬС НаПРЯжЕНИЯи нарастающйй ток. В момент СЗ полного разряда дозирующего конденсатора 5 изменяется структура цепи.В ИНтЕРВаЛЕ Сз-Сз .СПаДаЮЩИй тОК Нагрузки замыкается по контуру: тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 тиристоров ,)5 диод 12. В дальнейшем с момента Сзпроцессы повторяются аналогично периоду перезаряда дозирующего конденсатора 5. Количество периодов перезаряда дозирующего конденсатора в полупериоде переменного тока нагрузкиможет быть различным и определяетсятребуемыми конкретными значениямичастоты и действующей величины выходного напряжения переменного токанагрузки, Каждый период перезарядадозирующего конденсатора состоитиз восьми интервалов. Поэтому в полупериоде переменного тока нагрузки вобщем случае может быть и интервалов (не показаны ). В конце положи тельного полупериода после спаданиятока нагрузки до нуля следует интервал времени С -Сп для восстановИ П 1ления вентильных свойств тиристоровб и 8 реверсивного моста, В момент 35 времени с + поступают отпирающиеимпульсы на тиристоры 1, 3, 7 и 9и таким образом начинается формирование кривой тока нагрузки отрицательного полупериода, Заряд конден сатора 5 Формирует на нагрузке 10отрицательный импульс напряжения Е.Нарастающий ток замыкается го контуру: (+Е) - тиристор 1 - конденсатор5 - тиристоры 3 и 7 - нагрузка 10 45 тиристор 9 - (-Е). Электромагнитныепроцессы в устройстве в последующиеинтервалы этого полупериода аналогичны процессам предыдущего положительного полупериода. Вместо тиристоров б и 8 мостового реверсора токав данном полупериоде открыты тиристоры 7 и 9. Таким образом, в процессе преобразованияпостоянного напряжения источника в переменное напряжение на зажимах нагрузки тиристоры.55 мостового реверсора тока и буферныедиоды, также как и тиристоры однофазного моста с дозирующим конденсатором, подвергаются воздействию неудвоенной, а только одинарной величи 60 ны входного напряжения. Следовательно,у становленная мощность прлупроводниковых приборов может быть уменьшена,На фиг. 3 катоды тиристоров 3 и 4катодной группы подсоединены, минуя 65 плечо реверсора тока непосредствен 1086529но к одному из выводов нагрузки 10 На фиг. 4 ц - э показаны диаграммы отпирающнх импульсов 1, посы- лаемые на управляющие электроды тиристоров 1 - 4 и 6 - 9 устройства. Напряжение О на обкладках дозирую- щего конденсатора 5 представлено кривой на фиг. 4 и . Напряжение Оз и ток 1 нагрузки 10 изображены соответственно на фиг. 4 к и лПри подаче отпирающих импульсов в момент 1 на тиристоры 1, 3 и 8 начинается формирование положительного полупериода переменного тока нагрузки 10, Заряд дозирующего конденсатора 5 обеспечивает импульс напряжения на нагрузке амплитудой Е. Нарастающий ток интервала 1-Ф 2 замыкается по контуру (+Е ) -. тйристор 1 конденсатор 5 - тиристор 3 - нагрузка 10 - тиристор 8 - (-Е), В момент 2, когда напряжение на обкладках конденсатора, 5 достигает величины Е, изменяется структура цепи, Спадающий ток в интервале 2-с замыкается по контуру: тиристор 3 - на груэка 10 - тиристор 8 - диод 12. Открытие тиристора 6 в момент с создает импульс напряжения на нагруз ке 10,обеспечивая разряд дозирую" щего конденсатора 5 в пределах интер вала й 9 -Ф 4 нарастающим током по контуру конденсатор 5 - тиристор 6- нагрузка 1 О - тиристор 8 - диод 12. Окончание разряда конденсатора 5 в. момент с приводит к изменению структуры цепи и протеканию спадающего тока в интервале-с по контуру тиристор 6 - нагрузка 10 - тиристор 85диод 11, Описанные процессы в указан.ных интервалах н последующих аналогичны процессам в схеме первого ва" рианта устройства (фиг,1) . Отличительной особенностью является прохождение тока с тиристоров 3 и 4 не" )О посредственно в нагрузку беэ прохождения его через тиристор анодной группы мостового реверсора. При формировании отрицательного полупериода тока нагрузки в момент йп+ вмес то тиристоров 3 и 6 в работе участвуют тнристоры 4 и 7, н прохождение тока в нагрузку обеспечивается непос ,бедственно беэ второго тирнстора анодной группы мостового реверсора.20 Общее количество вентилей в устройстве,изображенном на фиг. 3, такое же как и в устройстве на фиг. 1. Однако в каждый интервал ток проходит по трем вентилям трем тиристорам 25 или двум тиристорам и диоду ) в отличие от схема на фиг, 1, в которой ток в каждый интервал проходит по четырем вентилям (четырем тиристорам или трем тиристорам и диоду).Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить потери в полупроводниковых приборах и повысить КПД.Составитель И.ЖеребинаРедактор Л.Повхан Техред Т.Фанта Корректор С. 1 ЛекЬ е Фее264 Вака но илиал ППП "Патент",г. Ужгород ,ул. Проектная, 4 1 Тираж КИПИ Государ по делам из 3035, Москва 667твеннобретенЖ-.35,Подпискомитета СССРи открытийушская наб., д