SU1086529A1 - Преобразователь посто нного напр жени в переменное - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содер жащий подключенный к положительному входному выводу анодной группой однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, соединенный с мостовым тиристорным реверсором тока,, катодна  группа которого подключена к отрицательному входному выводу, а в диагональ переменного тока включена цепь нагрузки, а также два диода, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных пока эателей путем уменьшени  установленной мощности полупроводниковых элементов , к обкладкам конденсат.ора подсоединены катоды двух указанных диодов, аноды которых соединены с отрицательным входным выводом. ь

Description

00

о: сд

tsD

ФигА

2. Преобразователь no п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, каждый тиристор катодной группы однофазного тиристорного моста подключен катодом Изобретение относитс  к электрот нике и может быть использовано в преобразовательной технике. Известны устройства, содержащие тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, реверсо тока цепи нагрузки, представл ющий также тиристорный мост и буферный диод tin и C2J. Недостатком указанных устройств  вл етс  относительно больша  установленна  мощность полупроводниковы приборов, обусловленна  тем, что в моменты включени  тиристорного мост с конденсатором тиристоры реверсора и буферный диод подвержены воздействию удвоенного по сравнению с уровнем источника напр жени . Это требует установки вентилей более высокого класса, а в высоковольтных установках.- удвоенного количества последовательно соединенных вентилей . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, содержащее подключенный к положительному входному зажиму од нофазный мост на тиристорах с дозирующим конденсатором в диагонали переменного тока, мостовой тиристор ный инвертор тока, анодами подсоединенный к катодам моста с конденса тором, а катодами - к отрицательном входному зажиму, и с нагрузкой в ди гонали, а также буферный диод, подключенный анодом к отрицательному входному зажиму и катодом - к точке соединенид мостов Сз J. Недостатком известного устройств  вл етс  завышенна  установленна  мощность полупроводниковых приборов ввиду воздействи  на тиристоры мост реверсора и буферного диода удвоенного {2S) напр жени . Цель изобретени  - улучшение мас согабаритных показателей путем умен шени  установленной мощности полупр водниковых приборов, Указанна  цель достигаетс  тем, что преобразователь посто нного напр женин в переменное, содержащий подключенный к положительному входному выводу анодной группой однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, соедик .одному из выводов цепи нагрузки и шунтирует последовательную цепочку из конденсатора и одного из тиристоров анодной группы мостового тиристорного реверсора тока. ненный с мостовым тиристорным реверсором тока, катодна  группа которого подключена к отрицательному входному выводу, а в диагональ переменного тока включена цепь нагрузки, а также два диода, к обкладкамдозирующего конденсатора подсоединены катоды двух буферных диодов, аноды которых соединены с отрицательным входным выводом . Дл  повышени  КПД устройства путем уменьшени  количества одновременно провод идах вентилей, включенных последовательно в цепь нагрузки в интервалах нарастани  и спадани  тока, каждый тиристор катодной группы однофазного тиристорного моста г одключен катодом к одному из вывходов цепи нагрузки и шунтирует последовательную цепочку из конденсатора и одного из тиристоров анодной группы мостового тиристорного реверсора тока. На фиг. 1 показана принципиальна  схема устройства дл  преобразовани  посто нного напр жени  в переменное; на фиг, 2 временные диаграммы, по сн ющие работу устройства на фиг. 3 - принципиальна  схема устрой ства с повышенным значением КПД; на фиг. .4 - временные диаграммы (дл  второго варианта). Устройство дл  преобразовани  посто нного напр жени  в переменное содержит подключенный к положительному входному зажиму однофазный мост на тиристорах 1-4. с конденсатором 5 в диагонали переменного тока и мостовой тирис торный реверсор тока на тиристорах 6-9 с нагрузкой 10 в диагонали Ьеременного 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 12. Катоды указанных диодов соединены с соответствующими обкладками дозирующего конденсатора 5. На диаграммах а,-5 , 6 иг (фиг. 2) показаны отпирающие импульсы тока i,j , посылаемые на управл ющие электроды тиристоров 1-4 однофазного моста

с доз-ирующим конденсатором. Диаграммы в и е (.фиг.2)представл ют отпирающие импульсы тока i , посылаемые на управл ющие электроды тиристоров 6, 8 и 7, 9 мостового реверсора тока. Изменение напр жени  на обкладках дозь; ующего конденсатора 5 представлено диаграммой ж (фиг. 2). На диаграммах з ни (фиг.2 показаны соответственно кривые напр жени  и тока IQ нагрузки 10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче в момент, t.., (фиг. 2) отпирающих импульсов на тиристоры 1, 3, б и 8 начинаетс  зар д дозирующего конденсатора 5 положительной пол рностью и на нагрузке 10 формируетс  импульс напр жени  амплитудой Е равной напр жению на входных зажимах источника посто нного напр жени . Нарастающий ток при этом замыкаетс  по цепи: тиристор 1 - конг .енсатор 5 - тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8 - (Е). В момент t , когда напр жение на зажимах дозирующего конденсатора 5 достигает величины Е, равной напр жению на входных зажимах источника, а на нагрузке напр жение становитс  нулевым , в работу вступает буферный диод 12 и структура цепи измен етс . Спадающий ток при этом замыкаетс  по контуру: тиристоры 3 и б - нагруз ка 10 - тиристор 8 - диод 12. В момент tg поступает отпирающий импульс на тиристор 4, и дозирующий, конденсатор 5 начинает разр жатьс  по цепи конденсатор 5 - тиристоры 4 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 12, формиру  на нагрузке 10 импульс напр жени  амплитудой S. В результате в этом интервале () происходит нарастание тока нагрузки 10. После полного разр да дозирующего конденсатора 5 в момент t . с вступлением в работу буферного диода 11 измен етс  структура цепи. Спадающий ток нагрузки замыкаетс  по контуру: тиристоры 4 и 6 - нагруз ка 10 - тиристор 8 - диод 11. В момент tg поступает отпирающий импульс на тиристор 2, в результате чего начинаетс  зар д дозирующего конденсатора 5 обратной пол рностью а на нагрузке 10 формируетс  импульс напр жени  прежней пол рности с амплитудой Е. Нарастающий ток этого интервала (tg-tj,) замыкаетс  по контуру: (+Е) -тиристор 2 - конденсатор 5 - тиристоры 4 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - (-Е). В момент t при достижении напр жени  на обкладках конденсатора 5 величины Е происходит изменение структуры цепи Спадающий ток нагрузки интервала tg,-t7 замыкаетс  по контуру: тиристоры 4 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 11. В момент t отпирающий импульс на тиристор 3 приводит к разр ду дозирующего конденсатора по цепи: конденсатор 5 - тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8, формиру  на нагрузке 10 в интервале импульс напр жени  и нарастающий ток. В момент tg полного разр да дозирующего конденсатора 5 измен етс  структура цепи. В интервале tg-tg .спадающий ток нагрузки замыкаетс  по контуру: тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 тиристоров

диод 12. В дальнейшем с момента tg процессы повтор ютс  аналогично пёри оду перезар да дозирующего конденсатора 5. Количество периодов перезар да дoзиpsющeгp конденсатора в полупериоде переменного тока нагрузки

может быть различным и определ етс  требуемыми конкретными значени ми частоты и действующей величины выходного напр жени  переменного тока нагрузки.Каждый период перезар да

дозирующего конденсатора состоит

из восьми интервалов. Поэтому в полу периоде переменного тока нагрузки в общем случае может быть п интервалов (не показаны ). В конце положительного полупериода после спадани  тока нагрузки до нул  следует интервал времени дл  восстановлени  вентильных свойств тиристоров б и 8 реверсивного моста, В момент

времени t поступают отпирающие импульсы на тиристоры 1, 3, 7 и 9 и таким образом начинаетс  формирование кривой тока нагрузки отрицательного полупериода. Зар д конденсатора 5 формирует на нагрузке 10 отрицательный импульс напр жени  Е. Нарастающий ток замыкаетс  по контуру: (+Е) - тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристоры 3 и 7 - нагрузка 10 тиристор 9 - (-Е). Электромагнитные процессы в устройстве в последующие интервалы этого полупериода аналогичны процессам предыдущего положительного полупериода. Вместо тиристоров б и 8 мостового реверсора тока

в данном полупериоде открыты тиристо ры 7 и 9. Таким образом, в процессе преобразовани посто нного напр жени  источника в переменное напр жение на зажимах нагрузки тиристоры.

мостового реверсора тока и буферные диоды, также как и тиристоры однофазного моста с дозирующим конденсатором , подвергаютс  воздействию не удвоенной, а только одинарной величи

ны входного напр жени .Следовательно, установленна  мощность полупроводниковых приборов может быть уменьшена.

На фиг. 3 катоды тиристоров 3 и 4 катодной группы подсоединены, мину 

плечо реверсора тока непосредствен-но к одному из выводов нагрузки 10 На фиг. 4 с( - 3 показаны диаграммы отпирающих импульсов i , посылаемые на управл ющие электроды тиристоров 1 - 4 и 6 - 9 устройства. Напр жение Ug на обкладках дозирующего конденсатора 5 представлено кривой на фиг. 4 и . Напр жение U и ток 1 нагрузки 10 изображены соответственно на фиг. 4 к ил..

При подаче отпирающих импульсов в момент i на тиристоры 1, 3 и 8 начинаетс  формирование положительного полупериода переменного тока нагрузки 10. Зар д дозирующего конденсатора 5 обеспечивает импульс напр жени  на нагрузке амплитудой Б. Нарастающий ток интервала згмыкаетс  по контуру: (+Е -; тиристор 1 конденсатор 5 - тиристор 3 - нагрузка 10 - тиристор 8 - (-ЕК В момент t2,. когдд напр жение на обкладках конденсатора. 5 достигает величины Е, измен етс  структура цепи. Спадающий ток в интервале t2-ta замыкаетс  по контуру: тиристор 3 - на грузка 10 - тиристор 8 - диод 12. Открытие тиристора 6 в момент tj создает импульс напр жени  на нагрузке 10,обеспечива  разр д дозирующего конденсатора 5 в пределах интервала ЬзЧ нарастающим током по контуру: конденсатор 5 - тиристор 6 нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 12. Окончание разр да конденсатора 5 в

момент ц приводит к изменению стру ттуры цепи и протеканию спадающего тока в интервале t, -t -по контуру: тиристор 6 - нагрузка 10 - тиристор 8 диод 11. Описанные процессы в указанных интервалах и последующих аналогичны процессам в схеме первого варианта устройства (фиг.1/ . Отличительной особенностью  вл етс  прохождение тока с тиристоров 3 и 4 не

О посредственно в нагрузку без прохождени  его через тиристор анодной группы мостового реверсора. При формировании отрицательного полупериода тока нагрузки в момент tp. вмесS то тиристоров 3 и б в работе участвуют тиристоры 4 и 7, и прохождение тока в нагрузку обеспечиваетс  непое /)едственно без второго тиристора анодной группы мостового реверсора.

0 Общее количество вентилей в устройст ве,изображенном на фиг. 3, такое же как- и в устройстве на фиг. 1. Однако в каждый интервал ток проходит по трем вентил м (трем тиристорам

5 или двум тиристорам и диоду ) в отличие от схемы на фиг. 1, в которой ток в каждый интервал проходит по четырем вентил м (четырем тиристорам или трем тиристорам и диодуЦ

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет снизить потери в полупроводниковых приборах и повы- сить КПД;.

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содер жащий подключенный к положительному входному выводу анодной группой однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, соединенный с мостовым тиристорным реверсором тока,, катодная группа которого подключена к отрицательному входному выводу, а в диагональ переменного тока включена цепь нагрузки, а также два диода, отличающийся 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 отрицательным входным выводом.

о

Q0 да СП ю

С©

2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, каждый тиристор катодной группы однофазного тиристорного моста подключен катодом к одному из выводов цепи нагрузки и шунтирует последовательную цепочку из конденсатора и одного из тиристоров анодной группы мостового тиристорного реверсора тока.