Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электротранспортных средствах с управляемым тяговым электроприводом. Цель изобретения - уменьшение потерь энергии, массы и габаритов. Устройство содержит подключенный через дроссель насыщения 2 к входному 8 и выходному 12 выводам блох 1 диодов рекуперации. Параллельно блоку 1 .включена цепь из дополнительно введенных блока 13, реверсивно включаемых динисторов и диода 4. Блок 13 i (Л с ;i; 13 15 i Sfe -Чй V/ А :о о сд Од 00 DO ю 9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) (51) 4

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н А9ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

4 \

\В

\Ф

МЮ (2! ) 3937001/31-07 (22) 02.08.85 (46) 23,07.8?.Бюл. В 27 (71) Физико-технический институт ик.А.Ф.Иоффе (?2) И.В.Грехов, В.В.Зумберов, С.В.Коротков, В.Л.Кузьмин, В.A.Ìàðòûíåíêî и В.С.Смирнов (53) 621,341.1 (088.8) (56) Ситник Н.Х.Силовая полупроводниковая техника; — М.: Энергия, 1968, с.226.

Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава./Под ред. Ю.М.Инькова . М.: Транспорт, 1982, с.ЯЗ (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСХОЯННОЕ (57) Изобретение относится к элект.ротехнике и может быть использовано на электротранспортных средствах с управляемым тяговым электроприводом.

Цель изобретения — уменьшение потерь энергии, массы и габаритов. Устройство содержит подключенный через дрос" сель насыщения 2 к входному 8 и выходному 12 1 диодов рекуперации. Параллельно блоку I .включена цепь из дополнительно введенных блока 13, реверсивно включаемых динисторов и диода 14. Блок 13

1325 зашунтироваи цепью из одной из обмоток дополнительно введенного.импульсного повышающего трансформатора

16 и дополнительного проходного конденсатора 15. Цепь иэ дру"ой обмотки трансформатора !6 и блока 7 псрезарядных тиристоров через блок 5 коммутирующих тиристоров включена параллельно блоку 1. Общая точка соединения встречна включенных обмоток трансформатора 16 соединена с одной иэ обкладок дополнительно введенного дифференцирующего конден атора 17, а через коммутирующий pàà:<тор 4 — с одним иэ выводon блока 3

633 коммутирующих конденсаторов. Д,)угая обкладка конденсатора !7 и другой вывод блока 3 соединены с анодным и кятoi(ным выводами блокQ 5 и блока 7 соответственно„ я через зарядное сопротивление 6 — с входным 9 и выходным 11 выводачи, Дополнительно введенные лементы устройства и указанное их соедине <не позволяют исклю. чить перенапряжения на элементах, обеспечить одновременность включения динисторов блока !3 без выравнивания их токов управления, а также снизить потери на перемагничинание дросселя 2 и емкость конденсаторов.

Изобретение относится к электро.технике и может быть применено па электротранспорткых средствах с управляемым тяговым электроприводом.

Цель изобретения — уменьшение потерь энергии, массы и габаритов преобразователя.

На чертеже представлена блох-схема преобразователя.

Преобразователь содержит блок диодов рекуперации, дроссель 2 насыщения, блок 3 коммутирующих конденсаторов, коммутирующий реактор 4, блок 5 коммутирующих тиристоров, зарядное сопротивление 6, блок 7 переэарядных тиристоров, шины 8 и 9 ис. точника питания, блок 10 управления, выходные выводы 11 и 12 для подключения нагрузки, например, тягового двигателя, блок 13 реверсивно включаемых динисторов РВД), диод !4, проходной конденсатор 15, импульсный повышающий трансформатор !6 дифференцирующий конденсатор 17.

Дроссель 2 насыщения подключен одним выводам к плюсовой шине 8. Бторой вывод,цросселя соединен с катодным выводом блока 1 диодов. анадным выводом блока 13 динисторов, концом вторичной повышающей обмотки трансфор матора 16,. началом первичной обмотки этого трансформатора, выводом кочденсатора 17 и с выводом реактора

Второй вывод последнего соединен с выводом блока 3, другой вывод которого подключен к анодному выводу блака 5, выводу зарядного сопротивления

6 и кятодному выводу блока 7. Катодный вывод блска 5 соединен с катодом диода !4, выводом 12 и аноднъм выводом блока i. Анод диода 1ч подключен к катодному выводу блока !3.

Анодный вывод блока ? подключен к концу первичной обмотки трансформатора 16. Минусовая шина 9 подключена !

О к второму выводу сопротивления 6 и выводу !!. Конденсатор 15 включен между началом вторичной обмотки трансформатора 16 и катодным выводом блока !3. Блок 10 управления подключен к блокам 5 и 7. Прямая вольтамперная характеристика РВД аналогична прямой характеристики обычного тиристора. Обратная характеристика РВД аналогична прямой характеристике диода.

Преобразователь работает следующим образом.

По сигналу управления от блока 10 включается блок 7 и конденсаторы 3 и 17 начиняют разряжаться через первичную обмотку повьппающего трансформатора !6. При разряде конденсатора 17 па вторичной обмотке трансформатора 16 саэдае"ся короткий импульс . напряжения обратной для блока РВД

13 полярности и через блок 13 проходит небольшой обратный ток, приводящии к его последующему переключению.

При прохождении через блок 13 импульса тока управления нарастание основного тока задерживается дросселем 2!

325633 насыщения. В момент насыщения сердечника дросселя 2 к блоку 13 вновь прикладывается прямое напряжение, при этом он без задержки переключается и по цепи шина 8 — дроссель 2 — блок

РВД 13 — диод 14 — выводы !2 и !1 шина 9 проходит быстронарастающий импульс основного тока. Одновременно с коммутацией основного тока происходит перезаряд кОнденсаторов блока 3 через реактор 4 и блок 7 тиристоров.

После того, как на выводах для подключения нагрузки тягового двигателя сформирован импульс напряжения заданной длительности, блок 10 управления выдает сигнал на включение блока 5 тиристоров. При этомчерез реактор 4 к цепи, состоящей из последовательно. соединенных блока

РВД 13 и диода 14, прикладывается обратное напряжение от блока 3 конденсаторов,приводящее к выключению блока РВД. Затем происходит подзаряд блока 3 конденсатора и конден= сатора 17 через зарядное сопротивление 6 и схема возвращатеся в исходное состояние.

Введение блока РВД повышает надежность преобразователя, так как исключаются перенапряжения на элементах блока при их переключении и исчезает такое понятие, как критическая скорость нарастания тока. Одновременность включения всех элементов основного коммутатора создает возможность использования в блоке РВД большого количества последовательно соединенных приборов. При этом отпадает необходимость выравнивания токов управления между отдельными динисторами, так как они включаются общим для всего столба РВД импульсом обратного тока. В результате этого рабочее напряжение динисторов блока

РВД может быть невелико (сотни вольт), а время выключения очень мало (единицы микросекунд). При этом, существенно уменьшается емкость блока 3 коммутирующих конденсаторов, так как она пропорциональна времени выключения основного коммутатора.

Небольшая величина необходимой для переключения РВД задержки нарастания основного тока (1-2 мкс) позволяет значительно уменьшить массогабариты дросселя насьпцения и понизить потери энергии на его перемагничивание. уменьшение потерь энергии в дроссе— ле насьппения, в блоке РВД (вследствие однородного переключения динисторон) и при выключении блока РВД (вследствие уменьшения времени выключения) позволяет снизить общие потери энергии в преобразователе.

Переключение блока РВД осуществляется с помощью диода 14, проходного конденсатора 15, дифференцирующего конденсатора 17 и трансформатора 16.

Диод 14 исключает прохождение через

РВД обратного тока при их выключении .и тем самым создает возможность осуществления самого процесса выключения. Конденсатор 17 и трансформатор 16 формируют быстронарастающий импульс тока управления блока РВД.

Конденсатор !5 служит для разделения силовой цепи и цепи управления РВД.

5 10 !

20

Формула изобретения

Z5 Преобразователь постоянного напря" кения в постоянное, содеркащий основной полупроводниковый коммутатор, блок диодов рекуперации, дроссель насьпцения, блок коммутирующих конЗ0 денсаторов, коммутирующий реактор, блок коммутирующих тиристоров, зарядное сопротивление, блок управления, два выходных вывода.для подключения нагрузки, блок переэарядных тиристо35 ров, и две шины источника питания, причем один вывод дросселя подключен к плюсовой шине источника, его второй вывод соединен с катодным выводом блока диодов рекуперации, анод40 ным выводом основного коммутатора и выводом реактора, второй вывод которо. го соединен с одним выводом блока конденсаторов, второй вывод которого соединен с выводом зарядного сопро45 тивления, анодным выводом блока коммутирующих тиристоров и катодкым выводом блока перезарядных тиристоров, блок перезарядных тиристоров и блок коммутирующих тиристоров соединены с

50 блоком управления, второй вывод з& рядного сопротивления соединен с минусовой шиной источника и одним из выходных выводов для подключения нагрузки, второй выходной вывод сое55 динен с катодным выводом блока коммутирующих тиристоров и анодным выводом блока диодов рекуперации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии, массы и

Ка Н(1(<"..".<Д(!Н<.. (i(i 1 : ТНРИ(:Т<1POН, ННОД

11ь1Й 13МРОд Г>лО ка не pi(. эа ряднь(х тирис (0

poip (()piiftHp!! с концом 1(е

0((мотки трансформатора, начало нторичной 0(<моти!! T< От() p0t соединенО с

Состазнте((ь Т.,<(0((иозольс((1",с

ГЕДаКтОр 1-(<.БЛаияр Te;tpej; Fi, ((;111 1 <.ОР PЕТО(! (.i 1У(Ка

) i()<..il < ИС ii 00

Закаэ 3) i/5? 1 и 1Р а:Ф t„-1 9

ВН(ЬПИ < c сударст(аенног0 комнт(-.тя СС(. Р

ttO;.it.ЛаМ 3 0 6 РЕ < (- 1! Вi (!1 О - « !.«"1 1(<() ) 3035, м<.ос((яа, ((.-35, 1 ау(11-;(a-i (!аб., д,4/ . .<

ЦРО((аНОД(Ст((Е((НО-Н;;(-1!(-Рафн<((1,-КОЕ;<Р, „"-,;P<(H; «Е „< . У<<;! О РОД,: 1 (100ЕКТННН 4

5 ! абарита!1, дополнительно ннеде:! i

Диод НРО «О((но!(((OH(I(! н иид( бЛОКtt РЕНЕРСНННО jjt<.((((1Ч<аЕ;.<Н«ъ j(Hit И 1 О"ров, анодн!(й нынод (и(ока дннистороа соединен с началом перви (!!Ой Обм,;((H трансформатора. с концом его втори:ной обмотки и ньиодом д((р!<еренцирувщего конденсатора, второй вывод кота

Г<Сът О ГО< 1(1(1(Р(« . КН ТО (1(1 (1! Н(

» тOp0(! 1(((г<оц кот(<ро(0 соединен

К Я Т 011 Н Ь(М Н ЫН ОД < и<1 ДЛ; ) T(;j p(< Н Е (1С НН 1! 0 В К ХПО—

<1(1Е!1;,,(1(j(HH t:. «РОН И аи(!ДО!! ЦИОДа Катод ! (О (<) P(! 0 i.