Реверсивный преобразователь

Реверсивный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических.Республик

14608 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) За явлено19. 04. 76 (21) 23 50043/24-07 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано05.07,78.Бюллетень №25

М. Кл.

Н 02 М 7/515

Н 02 Р 7/28

Н 02 P 5/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нэооретеннй н открытий

ДК621.3 16, 22. 1 (088,8) (45) Дата опубликования описания 12.06.78 (72) Авторы изобретения

А, Н. Пискарев, А. И, Игнатченко, Г. С. Эздрин и А, М. Коровкин (71) Заявитель (54) PEBEPCHBHbJA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области регулирования напряжения электродвигателей постоянного тока и может быть использовано преимущественно в реверсивных электроприводах и следящих системах постоянного тока с широтно-импульсными регуляторами напряжения, Известны реверсивные тиристорные преобразователи, которые используются в ре версивных .регуляторах напряжения, систе- 1а мах электропривоца и следящих системах постоянного тока (11, j2l и f>l.

Наиболее близким к изобретению являет ся реверсивный тиристорный преобразователь, который содержит прямой тиристор- 1а ный и обратный диодный мосты,. образующие общую диагональ для включения нагрузки (обмотки якоря двигателя постоянного тока), источник питания и общий узел искусственной коммутации, состоящий из комму- 20 тирукицего конденсатора, коммутируютцего дросселя, двух TBpHGTopoB H импульсного двухобмоточного трансформатора 4). Коммутирующий конденсатор подключен к источ нику питания через вспомогательный диод 2S

2 и зарядный дроссель. Коммутирующий дрос-. сель включен между источником питания и обшей точкой соединения тиристоров катодной группы прямого моста и через первый вспомогательный тиристор подключен к коммутирующему конденсатору, Через второй вспомогательный тиристор коммутирующий конденсатор подключен к первой обмотке импульсного трансформатора, вторая обмотка которого включена между обшей точкой соединения тиристоров анодной группы прямого моста и положительным полюсом источника питания, Этот преобразователь имеет более высокое быстродействие, так как задержка при реверсе определяется практически скоростью изменения входного сигнала. Однако общий узел искусственной коммутации преобразователя содержит большое количество элементов со значительной установленной мощностью, габаритами и весом элементов.

Завышение установленных мощностей элемеитов является причиной значительной потери мощности и невысокого КПД преобразователя.

6 14508

1(ель изобретения - упрощение устройства и повышение КПД, реверсивного тиристорного преобразователя, Эта пель достигается тем, что в известном реверсивном тиристорном преобразователе, содержадпем связанные с выводами для источника питания прямой тиристорный и обратный диодный мосты с общей диагональю переменного тока, анодная группа тиристоров, и катодная группа диодов которых связаны менарду собой через одну обмотку двухобмоточного импульсного трансформатора, а также два последовательно соединенных дополнительных тиристора, к обшей точке которых подключена одна из обкладок коммутирующего конденсатора, дополнительные тиристоры включены параллельно TIpHMoM) тиристорному мосту, катодная группа ко-орого связана с анодной группой диодного моста через другую обмотку импульсного трансформатора, причем другая обкладка коммутирующего конденсатора соединена с дополнительно введенным выводом . для подключения средней точки источника питания.

На фиг. l представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого реверсивного преобразователя; на фиг, 2 (й-k)временные диаграммы переключений основных элемен-.ов преобразователя, Предлагаемый преобразователь со держит прямой мост па тирпсторах 1-4, обратный мост на диодах 5-8, общий узел искусственной коммутации, состоящий из коммутирующего конденсатора 9, тиристоров 10, 11 и импульсного трансформатора с сердечником 12 и обмотками 13, 14.

Питание преобразователя осуществляется от источника 15. Первые:диагонали тиристорного 1-4 и диодного 5-8 мостов образуют общую диагональ, в которую включена нагрузка 16 (обмотка якоря двигателя постоянного тока).

Тиристоры 10, 1 1 узла иску-сственной коммутации соединены между собой последовательно и включены в прямом направлении параллельно с тиристорным мостом

1-4. Точка соединения 17 тиристоров 10, 11 через коммутирующий конденсатор 9 подключена к среднему выводу источника питания 15.

Обмотка 13 импульсного трансформато. ра включена между общей точкой соедине . ния 18 тиристоров 1, 2 анодной группы моста 1-4 и положительным полюсом источника питания 15, а обмотка 14 — меж-. ду обшей точкой соецинения 19 тиристоров 3, 4 и отрицательным полюсом источника питания 15, а ТЭ«iв . r wv

Импульсы напряжения на нагрузке 16 преобразователя формируются одновременным переключением тиристоров 1, 3 и 2, 4 противоположных плеч моста 1-4, Предположим, что положительный импульс напряжения на нагрузке 16 формируется при открытых тиристорах 1,3, а отрицательный импульс напряжения - при открытых тиристорах 2,4.

Тиристоры моста 1-4 открываются длинными, а тиристоры 10, 11 узла искусственной коммутации короткими импульсами, при этом тиристоры 10, 11 гасятся естественно при токе перезаряда, равном нулю, а тиристоры моста 1-4 - принудительно, При входном сигнале, равнолл нулю() =О

Вх (фиг. 2, .) время открытого состояния тиристоров 1,3 равно времени открытого состояния тиристоров 2,4, 15

20 ся тиристоры 1,3. lIavee процессы повторяются. При этом средние значения тока в нагрузке 16 и напряжения на ней равны нулю.

При входном сигнале больше нуля U )О (фиг. 2, сГ) время открытого состояния тиристоров 1,3 больше времени открытого состояния тиристоров 2,4, Этому соответствует в квазиустановивщемся режиме работы положительное значение среднего на5g

S5 пряжения на нагрузке 16 ° В интервале положительного иМпульса противоэдс нагрузки 16 вычитается из напряжения источ(Л м

Предположим, что в интервале tc,-1, равном или более времени перезаряда конденсатора 9, тиристоры 1- 4 прямого моста заперты, и ток нагрузки течет по цепи

16-6-15-8-16, В моменг tg открываются тиристоры 1, 3, но ток нагрузки при этом продолжает течь по цепи 16-6-15-8-16 до момента t, В момент t ток нагрузки изменяет свое направление и назо чинает течь по цепи 15-13-1-16-3-14-15 до момента t,>, соответствующего запиранию тиристоров 1,3, С момента ф до з момента тиристоры 1-4 прямого моста заперты, и ток течет по цепи 16-6-15-8зз -16. В момент С4 (после окончания перезаряда конденсатора 9) открываются тиристоры 2,4. При BTDM ток нагрузки течет по пепи 16-6-15-8-16 до момента ь . В

5 момент 1 ток нагрузки изменяет свое

<о направление и начинает течь по цепи 151 3-2-1 6-4 14-1 5 до момента t, соответствующего запиранию тиристоров 2, 4.

В интервале 1 — ь тиристоры 1,4 закрыты, и ток нагрузки течет по пепи 16-6<5 -15-8-16. В момент 4 7 (после окончания перезаряда конденсатора 9) открывают6 14508

Предположим, что в момент 1 открылись тиристоры 1, 3, В таком состоянии они будут находиться до момента 1 (в интервале t„- -t ток течет по цепи 15-13-1-16-3-14-15). B момент 1 пода5 ча импульсов, отпираюших тиристоры 1,3, прекращается, и формируется импульс, отпираюший тиристор 10. При этом конденсатор 9 перезаряжается по цепи 9-15-13-10-9, и на обмотках 13, 14 трансформатора 12 формируется импульс напряжения, под действием которого протекает ток по цепям 13-15-18-1-13, 14-3-6-15-14 и гасит тиристоры 1,3, Тиристоры 2,4 включаются только после окончания перезаряда конденсатора 9 в момент 1 . Это необходимо для предотврашения срыва коммутации из-за образования замкнутых контуров

13-2-6-13, 14-8-4-14 (на интервале

1 -1 ток течет по цепи 16-6-15-8-16, о возврашая энергию, накопленную в индуктивности нагрузки, в источник питания 15), Включенное состояние тиристоров 2,4 будет продолжаться до момента t4 (в интервале1 -t< ток течет по цепи 15-13-2- 25

-16-4-14-15), В момент t4 формируется управляюший импульс, отпирающий тиристор

11. При этом срабатывает узел искусственной коммутации (гасяшее устройство), и гасятся тиристоры 2,4 токами, протекаю- зп шими поцепям 13-15-7-2-13 и 14-4-5-1514. После выключения тиристоров 2, 4 и завершения перезаряда в конденсаторе 9 в момент 1 -. включаются тиристоры l, 3 (в интервале 14 — 1 ток течет по цепи

16-6-15-8-16). Далее процессы повторяются.

При входном сигнале меньше нуля 0>><О (фиг. 2,3 ) время открытого. состояния тиристоров 1,3 меньше времени открытого 40 состояния тиристоров 2,4. В квазиустановившемся режиме работы этому соответствует отрицательное значение среднего на пряжения на нагрузке. При этом в интервале положительного импульса противоэдс нагрузки 16 складывается с напряжением источника питания 15, а в интервале отрицательного импульса - вычитается из него, Формула изобретения

Реверсивный преобразователь, содержаший связанные с выводами для источника питания прямой тиристорный и обратный диодный мосты с обшей диагональю переменl його тока, анодная группа тиристоров и катодная группа диодов которых рвязаны между собой через одну обмотку двухобмоточного импульсного трансформатора, а также два последовательно соединенных дополнительных тиристора, к общей точке которых подключена одна из обкладок коммутируюшего конденсатора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения и повышения KHQ, дополнительные тиристоры включены параллельно прямому тиристорному мосту, катодная группа которого связана с анодной группой диодного моста через другую обмотку импульсного трансформатора, причем другая обкладка коммутируюшего конденсатора соединена с допол-. нительно введенным выводом для подключения средней точки источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР № 221 1 18, кл. Н 02 Р 7/28, 1969.

2. Патент США № 329793 1, кл, 318-380, 1967.

3. Патент Великобритании ¹ 1294940, кл. Н 2 J 1972.

4, Авторское свидетельство СССР

Ло 284 1 13, кл, Н 02 9 5/16, 1970.

614508

РиВ.! игл> о

4Й,

®aa. 2

I I i

4 t

i И и

ЦНИИПИ Заказ 3706/45

ТЩиж 892 Подписное

Филиал ППП Патент, &Eh ул. Пэоек гняа