Преобразователь переменного тока в постоянный

Преобразователь переменного тока в постоянный

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республнк

ОП ИСАНИЕ 7487З6

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)М. Кл.

Н 02 М 7/12 (22) Заявлено 27,06,78 (21)2635642/24-07 с присоединением заявки K3Ъоудерстееиный комитет

СССР (23 ) Приоритет йо делам изобретений и открытий

Опубликовано15.07.80. бюллетень ¹26

Дата опубликования описания 17. 07.80, (53) УДK 621.314.. 6 (088.8) В. А. Набойщиков, А. Н. Пискарев и Б. Ф. Дмитриев (72) Авторы . изобретения (7!) Заявитель

l (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ

Изобретение относится к области пре. образования энергии переменного тока в постоянный и может найти применение в схемах электропривода.

Известны преобразователи переменного тока в постоянньй (1 и (2J . .Недостатками одного из них являются большие пульсации выходного тока и низкий КПД, а другого » низкий диапазон регулирования.

Известен также преобразователь пере менного тока в постоянный, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель, диагонали переменного тока которого подключены к фазным входным зажимам, а общие точки катодной и анодной групп вентилей через управляемые ключи - к каждбму выходному зажиму (3 .

Недостатком извесч ного преобразова- -20 теля являются плохие энергетические ха-, рактеристики при глубоком регулировании.

Бель изобретения — улучшение энергетических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен двумя дополнительными управляемыми ключами, кото- рые включены последовательно между выходными зажимами, а их общая точка соединена с нулевым входным зажимом.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема управляемого выпрямителя с искусственной коммутацией; на фиг. 2 — эпюры токов и напряжений основных элементов при регулировании и ре версировании выходного напряжения.

Управляемый выпрямитель с принудительной коммутацией содержит диоды 1-6, стабилитрон 7 и 8, резисторы 9 и 10, шесть .полупроводниковых ключей 1 -16 например транзисторных, и нагрузку 17, например обмотку якоря двигателя посто янного тока. Диоды 1-3 образуют первый нулевой выпрямитель, выходом которого являются общая точка 18 соединения диодов и нулевой вывод 19, а диоды 4-6 образуют второй нулевой выпрямитель, выхо3 7487 дом которого являются нулевой вывод 19 и общая точка 20 соединения диодов.

Аноды диодов 1 3 совместно с катодами диодов 4-6 подключены попарно к сати переменного тока. Два нулевых вый- .;рямителя на диодах 1 3 и 4 6 образуют мостовой выпрямитель, выходом которого являются точки 18 и 20, к которым подключена цепочка иэ последоватепьно соединенных диода, стабилитрона 7 и резис- 10 тора 9. Первый выходной зажим 21 через ключ 11 подключен к точке 18, через ключ 12 — к точке 20, а через ключ 13к нулевому выводу 19. Второй выходной зажим, 22 через ключ 14 подключен к 15 нулевому выводу 19, через ключ 15 — к точке 18, а через ключ 16 - к точке 20.

К выходным зажимам подключена нагрузка - якорь 17 двигателя постоянного тока, шунтировайнйй цейочкой из йоследо - 20 вательно соединенных стабилитрона 8 и резистора 10;

Работа предлагаемого выпрямителя осуществляется следующим образом (см. фиг. 2, где номера графиков соответсч 25 вуют позициям элементов выпрямителя на схеме) °

В зависимости от относительной величины управляющего сйгнала U > работу предлагаемого выпрямителя можно услов- 30 но разделить на два этапа с двумя зонами регулирования вью.одного напряжения: первая эона при 0- 0,5 и вторая эона при 0,5 U> и 1..

При работе в первой зоне и положи- 35 тельном управляющем сигнале (интервал

t. -,). ключи 12 и 15 разомкнуты, а о 6

I ключи 11, 13 и 14, 16 переключаются в противофазе с относительной продолжительностью замкнутого состояния ключей 1 1 40 и 16, пропорциональной величине управляющего сигнала U (фиг. 2) . При этом ключи 1 1 и 13 работают поочередно с ключами 14 н 16, подключая к нагрузке то первый, то второй нулевой выпрямители. При замкну- 45 тых ключах 11 и 14 и разомкнутых клю-чах 1 3 и 1 6 (интервал t - t 2 ) к выходным зажимам 21 и 22 подключек первый нулевой выпрямитель 1-3 н под . действием выпрямленного фазного напря- 50 женин на его выходах 18 и 19 ток те чет по цепи 1,2,3-18-21-22-17-14-19

1,2,3 в нагрузку 17. При замкнутых ключах 13 и 16 и разомкнутых ключах 11 н 14 (интервал t 1.4. ) к выходным зажи-55 мам 21 и 22 подключен второй нулевой выпрямитель 4-6 и под действием abmрямпенного фазного напряжения на его

36 4 выходах 19 и 20 ток течет по цепи 4,5, 6-1 9-13-21-1 7-22-1 6-20-4,5,6 в наг рузку 17. При разомкнутых ключах 11 и

16 и замкнутых ключах 13 и 14 (интервалы t — $, 4 4 — t 5 ) первый и Вто

3 рой нулевой выпрямители отключены от входных зажимов 21 и 22 и напряжение, прикладываемое к нагрузке, равно нулю

Ток нагрузки при этом замыкается либо по цепи 17-22-14-13-21-17 под действием энергии накопленной в индуктивности нагрузки, либо по цепи 17-21-13-14-2217 под действием ЭДС вращения нагрузки. Далее процессы повторяются до момента реверса напряжения, который в предлагаемом выпрямителе совершается практически без задержки.

При работе в первой зоне и отрица- тельном управляющем сигнале (интервал

) ключи 1 1 и l 6 разомкнуты, а ключи 12,13 и 14,15 переключаются .в противофазе с относительной продолжительностью замкнутого состояния ключей

12 и 15, пропорциональной величине управляющего сигнала U (фиг. 2). При этом ключи 12, 13 и 14, 15 работают поочередно, подключая ч нагрузке то первый, то второй нулевой выпрямители. При замкнутых ключах 13 и 15 и разомкнутых ключах 12 и 14 (интервал 1 - 1.g ) к выходным зажимам 21 и 22 подключен первый нулевой выпрямитель 1-3 и под действием выпрямленного фазного напряжения на его выходах 18 и 19 ток течет по цепи 1,2,3-18-15-22- 17-21-, :13-19-1 2 3 в нагрузку 17. При разомкнутых ключах 13 и 15 и замкнутых ключах L2 и 14 (интервал t9 - tI0) к выходным зажимам 21 и 22 подключен.второй нулевой выпрямитель 4-6 и под действием выпрямленного фазного напряжения на его выходах 19 и 20 ток течет по цепи 4,5,6-19-14-22-17-21-20-4,5,6 в нагрузку 17. При разомкнутых ключах 12 и L5 и замкнутых, ключах 13 и 14 (интервалы18 99

Дапее .процессы -повторяются до момента, t, GocJie чего выпрямитель начинает рабатать во второй зоне.

При работе во второй зоне и положительном управляющем сигнале (интервал

,,2 1 7 ) ключи 12 и 15 разомкнуты, 5. 748736 и 16 переключают фазного напряжения на его выходах 18 и носительной продол- 19 ток течет по цепи 1,2,3-18-15 22/ ого состояния клю- 17-21-13-19-1,2,3 в нагрузку 17. При нормальной величине замкнутых ключах 12 и 15 и раэомкнуУу (фиг, 2), Клю- 5 тых ключах 13 и 14 (интервал -120) в этом случае TBK к BbIKoIIHbIM зажимам 21 и 22 подклюе, поочередно с клю- чены одновременно первый 1-3 и второй этом ключи 11 и 4-6 нулевые выпрямители, образующие крытиями, обеспе- мостовой выпрямитель, под действием выгрузке то первого, IO прямленного линейного напряжения на его одновременно, то выходах 18 и 20 ток течет по цепи 1,2, ого и второго нуле- 3-18-15-22-17-22-12-20-4,5,6 в наг.д При замкнутых рузку 17, При замкнутых ключах 12 и эомкнутых ключах 14 и разомкнутых ключах 13 и 15 (инэ - t, l4 ) K выход- 15 тервал 20 t2l ) к выходным зажимам

2 подключен первый 21 и 22 подключен второй нулевой вып-3 и под действи-. Рямитель 4- 6 и под действием вылрямного. напряжения на ленного фазного напряжения на его ab>. ток течет по цепи ходах 19 и 20 ток течет по цепи 4,5,622-14-19-1,2,3 в 2о 19-22-14-17-21-12-20-4,5,6 в нагрузнутых ключах 11 ку 17. чах 13 и 14 Установка дополнительных ключей 13 к выходным зажи«и 14 позволяет во время работы в первой ены одновременно . и второй зонах при положительиом и отри6 нулев е вып- 5 цательном управляющих сигналах поочемостовой выпрями- редно подключать нулевые выпрямители к йствием выпРЯмлен- нагрузке. При этом на входе нулевых выпения на его выхо- рямителей ток нагрузки в каждой фазе по цепй 1,2,3- имеет форму импульса, симметричного

20-4,5,6. При ЗО относительно амплитуды фазного напря.и 16 и разомкну- жения, что обеспечивает в цепи перемен(интервап t >- t ) ного тока отсутствие постоянной составляодключен второй ющей и сдвига по фазе между фазным нап6 и под действи- ряжением и первой гармонической составляного напряжения íà gg ющей тока нагрузки. Установка дополниток течет по цепи тельных ключей 13 и 14 и их замкнутое

22-16-20-4,5,6 в состояние в интервалы пауз обеспечивают оцессы повторяют при Работе в первой зоне двустороннее

l7 " протекание тока в нагрузке, т.е. непрерыв О ный ток к нагрузке, и лучшие механичеой зоне и отрица-., ские характеристики. а ключи 11 и 13, 14 ся в противофазе е от жительностью замкнут чей 11 и 16, пропорц управляющего сигнала чи 13 и 11 работают же,как и в первой зон чами 14 и 16, но при

16 замыкаются с пере чивая подключение к на то первого и второго второго, то снова перв вых выпрямителей и т ключах 11 и 14 и,ра

13 и 16 (интервал1, ным зажимам 21 и 2 нулевой выпрямитель 1 ем выпрямленного фаэ его выходах 18 и 19

1,2,3-18-1 1-2 1-17нагрузку 17. При замк и 16 и разомкнутых клю (иитервал t I< - т,l> ) мам 21 и 22 подключ первый 1-3 и второй 4рямители, образующие тель При этом под де ного линейного напряж дах 18 и 20 ток течет

18-1 1-2 1-1 7-22-1 6замкнутых ключах 13 тых ключах 11 и 14 к выходным зажимам и нулевой выпрямитель 4ем выпрямленного фаз его выходах 19 и 20

4, 5, 6-10-1 3-2 1-1 7нагрузку 17. Далее пр ся до момента реверса

При работе во втор тельном уйравляющем сигнале (интервал ф.ц t 22 ) ключи 1 1 и 16 разомкнуты а ключи 12 и 13, 14 и 15 переключаются в противофазе с относительной продол«45

° жительностью замкнутого состояния "ключей 12 и 15, пропорциональной величине управляющего сигнала ц (фиг. 2). При этом ключи 12,13 и 14,15 работают поочередно, причем ключи 12 и 15 замыкаются с перекрытиями, подключая к нагрузке то первый и второй одновременно, то второй, то снова одновременно первый и второй нулевые выпрямители и т.д. При замкнутых ключах 13 и 15 и разомкнутых ключах 12 и 14 (интервал

K )g -" 6 lq ) к выходным зажимам 21 и 2 подключен первый нулевой выпрямитель 1- 3 и под действием выпрямленного

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в ° постоянный, содержащий трехфазный мостовой выпрямитель, диагонали переменного тока которого подкпючены к фазным входным зажимам, а общие точки катодной и анодной групп вентилей через управляемые ключи — к каждому выходному зажиму, о т л и ч-а ю шийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, он снабжен двумя дополнительными управляемыми ключами, которые включены последовательно между выходными зажимами, а их общая точка соединена с нулевым входным зажимом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 243017, лл. 21с 59/1Î, 1969, 74S 736

2. Японский патент Ио 13043, кл. 56 01, 1969.

3. Следящие приводы. Под ред.

Б, К. Чемоданова. М., "Энергия, 1976, 748736 м ъ е ю4

ЦНИИПИ Заказ 4381/19 Тираж 783 Подписное

Финал ППП Патент", v. Ужгород, ул. Проектная, 4