Преобразователь переменного напряжения в постоянный ток

Преобразователь переменного напряжения в постоянный ток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к преобразовательной технике , и предназначено для использования в системах электропитания. Цель изобретения - повышение надежности. Эффект достигается за счет ограничения напряжения на элементах схемы на нужном уровне, а при определенных соотношениях емкостей конденсаторов 8 и 5 практически исключается. Выход преобразователя организован с цепочки последовательно соединенных диодов 3, 4 и 9, через которые совместно с тиристорами 1, 2 осушествляется разряд конденсаторов 8 и 5. Эффект снижения напряжения на них объясняется тем, что для вывода накопленной энергии из индуктивностей 16 фаз сети используется соответствующее их подключение через диоды 10-15 неуправляемого выпрямительного моста. 1 3. п. ф-лы, 3 ил. С р (Л 00 о со ьс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1 (511 4 Н 02 М 7/155

/ с

/ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3999675/31-07 (22) 02.01.86 (46) 15.05.87. Бюл. № 18 (71) Московский энергетический институт (72) О. Г. Булатов, H. Н. Петросян и В. А. Шитов (53) 621.314.632 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 665414, кл. Н 02 М 7/155, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 760347, кл. Н 02 М 7/12, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 752685, кл. Н 02 М 7/12, 1974.

Силантьев Ю. А., Ll,àðåíêî А. И. Источник знакопеременного напряжения для электротехнологических установок. Труды МЭИ. вып. 613, 1983, с. 15. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННЫЙ ТОК (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для использования в системах электропитания. Цель изобретения — повышение надежности. Эффект достигается за счет ограничения напряжения на элементах схемы на нужном уровне, а при определенных соотношениях емкостей конденсаторов 8 и 5 практически исключается.

Выход преобразователя организован с цепочки последовательно соединенных диодов 3, 4 и 9, через которые совместно с тиристорами 1, 2 осуществляется разряд конденсаторов 8 и 5. Эффект снижения напряжения на них объясняется тем, что для вывода накопленной энергии из индуктивностей 16 фаз сети используется соответствую- д щее их подключение через диоды 10 — 15 неуправляемого выпрямительного моста.

1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1 1k)972

Изобретение 0!носи;<. я к >л(к г; Отс.никс. в частности к llр(обр;)з<>вят(льной T(.xникс и предназначено для н(пользования в cli(теме электропитания.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 предсг(<в<)с)3; liðli! цппklàëьHHÿ электрическая схема прс0(>;)L).,(»<;)TL 15!; Ii(3 фиг. 2 — — временные диаграммы, поясl!HK)lll.ис принцип сг0 работы; ня фпг., : приii!IHпи kl.зов(IT(. 151 (;10!10,1н и тел ь п О Й У l I P d 13. 53 (м 0 Й 3(Я т Од и 0 5! I ",> 3113 () Й .

Г!реобр()зоватег)ь сод(рж)г) Il(. рвуlo Ll(3!о IKV ИЗ, ID> Х IIOC. I(.ДОВЯТСЛ Ы!0 COC.LH HPI I! II/I X комм> ти рх юп(3)х ун ря в. 15)сы ы х Бснтнл H (тиристоров1 1 и 2, вторук> цепо IKy из двух пос 1(.",(Ов:)Т<. .

Коммутир; ющпй конденсатор 5 вклкгчсll

>1СЖ/1 v С<)С,l,ill!V:!l 1 ОЧК)1 МИ > К(3ЗЯН!)ЫХ Цеil0 ÑK !

1ервяя LL(по IK;i вк.почепа согля(íî IIO(,.)едоватсльпо с кя>однои вснти I)>IIOLI Гръ/ИИОЙ 6 неуправлясмого выпрямителя, анодная вептильная группа 7 которого образует о.грицательный выходной вывод. ДО)3(>лни fc. Ihный конденсатор 8 положителы)ым выводом подключен к общей точке катодной груilllkl 6, а отрицательным — к катоду .30330 )нительного диода 9 и входу второй цепочки ня .!иодах 3 и 4, выход которой, об.ьc

18- 20.

Ня фиг. 1 .--3 ВвсдpIIhl Ооозначсни51: U;/, напряжение на коммутирующем конденсаторе 5; Uk; -- напряжение на Lni!oлнитсльном конденсаторе 8; 4 — — сглаженный ток нагрузки; 1 Toh фазы сети в тече IIHc периода раооты; А, В, С вЂ” фазы питающс и сети;

UH: линсинос напряжение сети; Ux< максимальное напряжение llki э;)смс!).г()х.

Устройство работает следую)цим образом.

Коммутация .!окя Осуп)сствляется за счет в кл ю и (. н и я к О ъ1 < v T !1 p v K> Ll l (. г Î т и р и ."1 О р () 1 и диода 3. Первый такт процесса коммутации заканчивается по Оконч lkIHH заря)а коммутирую)пего конденсатора 5 до напряжения U после чего подается импульс управления на коммутирующий тиристор 2, вследствие чего конденсатор 5 разряжается L0 нуля, этим заканчивается второй такт процесса коммутации, в дальнейшем процссС Ы I I O B T O P 53 )0 T C 53 .

Пусть к моменту t() фаза Л наибог)сс положительна, а напряжение фазы С наиболее отрицательно и в момент k<) (фиг. 2) пода)отея отпира)ощие импульсы управления на коммутирующий тиристор 1. Допустим, 5

1О !

l!/l )я lbllhl(I-3(iilp51)KC )<а кон:LCIICdTOpdX 5 и 8 таковы, что U :, UМL =О. Полярность показана ня фиг. 1. Ток нагрузки до момента

4 замыкался 110 нул BOv!контуру>

ТoK нагрузки с момента k<) мгновенно переходит с нулевого контура на контур: дополните )ьн)351 конденсатор 8 — коммутирующий

rHpI cT0p 1 — коммутирующий конденсатор 5 - диод 3 --- нагрузка — диод 9 -- конlciicaтор 8. При этом конденсатор 5 заряжается, а кон TeilcdTop 8 частично разряжается. В момент ti напряжение на конденсатОре 8 (U,,) снижается до уровня U»<: диоды 10 и 15 с момента tl плавно открываются и ток фазы плавно растет (фиг. 2).

В момент 4 ток фазы достигает величины тока нагрузки, а ток в конденсаторе становится равным нулю. С момента /> конденсатор 5 продолжает линейно заряжаться по контуру: фаза /(— индуктивность 16 — — диод 10 — тиристор 1 конденсатор 5 — диод 3 -- нагрузка диод 15 фаза С, а напряжение 3)d конденсаторе 8 остается 110cTo51klIIhIvI благодаря запертому диоду 9.

В момсIIT /1 напряжение коммутирующего конденсатора сравнивается с напря/кениеvl допол нитсл ьногÎ конденсатора (<,;= — (l«(<), вследствие чего отпирается диод 4 и конденсатор 8 подключается Ildpdc!.

Далее на интервале !.< — 3<-, происходит переход тока нагрузки на нулевой контур через диоды 3, 4 и 9. !1оскольку в цепи имеется индуктивность, то этот переход происходит плавно и напряжение на оооих конденсаторах возрастает до величины

U. =U <-<,

Снижение напряжения на конденсаторах об.ьясняется тем, что для вывода накопленной энергии из индуктивностей фаз сети используется второй — - дополнительный конденсатор, который подключается с помощью дополнительного диода и выпрямительного моста. В момс IT 4 подаются импульсы управле))ия па KOMMóTHpóю!ций тиристор 2, ъ результате тиристор 2 открывается « по образовавшемуся контуру: конденсатор 5 — тиристор 2 --- нагрузка — диод 9-диод 4 — конденсатор 5, разряжается до пуля. В момент (/ тиристор 2 закрывается и ток нагрузки переходит в нулевой контур.

В момент lg подаются очередные импульсы управления на коммутирующий тиристор

131(Ю72 и в дальнейшем электромагнитные процессы в преобразователе повторяются, лишь с той разницей, что в работу могут вступить и другие фазы питающей сети.

Рассмотренный режим работы не единственный. Так, с ростом тока Id нагрузки заряд коммутирующего конденсатора 5 и разряд — дозаряд дополнительного конденсатора 8 ускоряются, в результате коммутационные интервалы l,) — tl, tq — tl и 1.) — t.) сокращаются. При определенном значении тока нагрузки момент tz совпадает с моментом 4, а при дальнейшем увеличении тока нагрузки конденсатор 5 успевает перезарядиться до напряжения конденсатора 8 ра lbше, чем ток фазы становится равным току нагрузки (фиг. 2, пунктир). В этом случае ток фазы, так и не достигая тока нагрузки, колебательно уменьшается до нуля. B этом режиме возникаю)цие перенапряжения на элементах схемь1 можно оценивать выражением (1), так как на этапе вывода накопленной энергии конденсаторы 5 и 8 подключены параллельно.

Для облегчения режимов работы выпрямительного моста в преобразователь введена дополнительная управляемая катодная группа, что позволяет отделить цепь вывода накопленной энергии из индуктивностей фаз сети. При подаче импульсов управления на коммутирующий тиристор 1 и на тиристоры группы 17 процессы, начиная с момента 4 до 4, протекают аналогично, как и в предыдущем случае. С момента 4 до момента t;I открыты диоды 10, 3, 15 и тиристор 8.

В момент t> диод 10 запирается, а ток нагрузки переходит в контур: фаза А — тиристор !8 — конденсатор 5 — диод 3 — нагрузка — диод 15 — фаза С. Как только напряжение на конденсаторе 5 сравнивается с напряжением конденсатора 8, тиристор 18 запирается, а диоды 10 и 4 открываются, и с подачей импульса управления на комму- тирующий тиристор 1 энергия с фаз сети выводится в параллельно соединенные конденсаторы по цепи: фаза А — диод !О—

holi 1е саторы 8, 5 диод 3 -- нагрузка диод 15 фаза С. В дальнейшем процессы п))отекак)т ана.lol II III() про. I bi;lx llioxiv.

Выбирая емкость допол интел ьпогo кон5 дснсатора 8, можно напряжение на элементах схемы ограничить на нужном уровпс.

Расчеты показали, что при ooTíîlucíèè емкостей конденсаторов С;/С,-,=З -6 перенапряжения н» элемеIIT.lx схемы практически отсутствуют.

Формула изоб)ретения

1. Преобразователь переменного папря15 жения в постоянный ток, содержащий неуправляемый выпрямитель, выход allo;I ilo)I вентильной группы которого образует отрицательный выходной вывод, первую цепочку из двух последовательно соединенных коммутирующих управляемых вентилей. вкл1оченную согласно последовательно с катодной вентильной группой неуправляемого выпрямителя, вторую цепочку из двух последовательно соединенных коммутируK)lllllx вентилей, причем свободные катоды вентц.)ей этих цепочек объединены и ооразукгг положительный выходной вывод, коммутируK)щий конденсатор, включенный Mc æ;Ió сре 1ними точками указанных вентиль ых цеlloчек, дополнительный конденсатор, положительный вывод которого подключен к общей

3Q точке катодной группы неуправляемого выпрямителя, дополнительный диод, llo1Ksiioченный анодом к общей точке анодной группы неуправляемого выпрямителя, отличаюcquucsI тем, что, с целью повышения надежности, коммутирующие вентили второй цс35 почки выполнены неуправляемыми и свободные выводы этой цепочки, дополнительного конденсатора и дополнительного диода объединены.

2. Преобразователь по и. 1, отличак)щиися тем, что дополнительно введена управ4О ляемая катодная группа, выход которои подключен к средней точке первой цепочки.

1310972 б7

Составитель Е.Мельникова

Реда кто р М. Кел ем е ш Техред И. Верес Корректор Л. Латай

Заказ l 764/53 Тираж 66l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4