SU1676028A1 - Тиристорный двухъ чейковый преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  - уменьшение устаЯ новленной мощности элементов. Устр-во содержит две мостовых  чейки, состо щие из тиристоров 1-8 и диодов 9-18 встречного тока. К диагонали переменного тока каждого моста подключены параллельно коммутирующа  последовательна  колебательна  цепь 17-20 и первична  обмотка одного тр- ра. Вторичные обмотки обоих трансформаторов через выпр мители 27 и 28 подключены параллельно к общей нагрузке, Дополнительные встречно-лараллельнО - соединенные тиристоры 21-24 включены в диагональ переменного тока каждого моста и отпираютс  блоком управлени  в каждом полупериоде инверторного напр жени  дл  пропускани  третьей и частично второй полуволн тока последовательной колебательной цепи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с о а о ю со

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  преобразовани  посто нного электрического напр жени  в посто нное с высокочастотным звеном и может быть применено дл  выпр мительных устройств с бестрансформаторным входом.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение установленной мощности элементов.

На фиг.1 представлена схема преобразовател  ; на фиг. 2-временные диаграммы.

Преобразователь содержит две  чейки, в которые вход т основные тиристоры 1-4 и 5-8, включенные по мостовой схеме, диоды встречного тока 9-12 и 13-16, включённые встречно-параллельно тиристорам, две последовательные колебательные цепи, состо щие из дросселей 17, 18 и конденсаторов 19, 20. Кажда  последовательна  колебательна  цепь подключена к диагонали переменного тока мостовой цепи  чейки. К диагонали переменного тока мостовой цепи каждой  чейки подключены также встречно- параллельно соединенные дополнительные тиристоры 21-24, а также первичные обмотки выходных трансформаторов 25 и 26, вторичные обмотки которых через выпр мители 27 и 28 подключены параллельно к общей нагрузке 29. Параллельно нагрузке может быть включен сглаживающий емкостный фильтр 30, В блок управлени  вход т трансформаторы 31, 32 тока, включенные в диагонали переменного тока мостовых цепей . Вторичные обмотки трансформаторов тока св заны с компараторами 33 и 34, выход которых соединен с входами логических элементов И 35 и.Зб. Другой вход элементов И соединен с выходом одновибраторовЗ и 38, соединенных через распределитель 39 импульсов с задающим генератором 40 частоты . Выход элементов И 35 и 36 св зан с формировател ми 41, 42 импульсов. Формирователи импульсов управлени  основными тиристорами 43-46 соединены с распределителем 39 импульсов.

На диаграммах дл  одной  чейки преобразовател  обозначены ток 47 С-ветви, ток I

48первичной обмотки трансформатора, ток

49первичной обмотки трансформатора с обратным знаком, ток 50 через основные тиристоры моста, ток 51 через диоды встречного тока, ток 52 в диагонали переменного тока моста, ток 53 через встречно- параллельные тиристоры, напр жение 54 на первичной обмотке трансформатора, уровень 55 напр жени  источника питани .

Алгоритм работы тиристоров следующий .

До момента $1 все тиристоры  чейки заперты , напр жение на первичной обмотке

трансформатора отсутствует. В момент в от задающего генератора 40 через распределитель 39 и формирователи 43 и 44 на основные тиристоры 1 и 4 поступают импульсы,

тиристоры отпираютс , и к первичной обмотке трансформатора 25 будет приложено напр жение, равное напр жению источника , подключенного «диагонали посто нного тока мостовой цепи. Одновременно от распределител  39 импульсов подаетс  сигнал на вход одновибратора 37. Длительность уровн  О на выходе одновибратора 37 составл ет около 1,5 полупериодов колебани  тока в колебательном контуре. При каждом

переходе тока в диагонали переменного тока мостовой цепи через ноль на выходе компаратора 33, подключенного к вторичной обмотке трансформатора 31 тока, возникает импульс напр жени , который поступает на

вход элемента И 35. При отпирании тиристоров 1,4 в обмотках трансформатора 31 тока возникает ток, на компараторе 33 возникает импульс напр жени , но он не приводит к изменению состо ни  элемента И 35, так

как на выходе одновибратора 37 установилс  уровень О, и тиристоры 21 и 22 в диагонали мостовой цепи остаютс  запертыми. В момент времени ft, когда мгновенный ток колебательной цепи во второй полуволне

станет равен току первичной обмотки трансформатора 25, ток с открытых тиристоров 1 и 4 перейдет на обратные диоды 9 и 12, а ток в обмотках трансформатора 31 тока переходит через ноль. На компараторе 33 возникает импульс напр жени , но он оп ть не приводит к изменению состо ни  элемента И 35, так как на выходе одновибратора 37 по-прежнему уровень О, и тиристоры 21 и 22 в диагонали мостовой цепи остаютс  запертыми .

Начина  с этого момента тиристоры 1 и 4 закрыты и к ним приложено обратное напр жение . Вблизи момента времени, когда ток колебательной цепи во второй полуволне проходит через амплитуду, уровень напр жени  на выходе одновибратора 37 становитс  1, так как одновибраторы 37 и 38 настроены на длительность выходного сигнала с уровнем О, составл ющую приблизительно полтора полупериода тока колебательной цепи. После прохождени  через амплитуду тока колебательной цепи, р момент времени бз, когда ток колебательной ветви во второй полуволне оп ть сравн етс  с током первичной обмотки трансформатора 25, обратные диоды запираютс , ток в первичной обмотке трансформатора 31 тока спадает до нул . На компараторе 33 возникает импульс напрпжени , который через элемент И 35 и формирователь 41 отпирает один из тиристоров 21 или 22. С момента времени бз колебание тока в колебательной цепи продолжаетс  по контуру через тиристор 21 или 22. Напр жение на обмотках выходного трансформатора 25  чейки 1 становитс  равным нулю.

Длительность импульса на выходе формировател  41 составл ет около четверти периода собственных колебаний колебательной ветви. Поэтому при переходе тока колебательной ветви через ноль в третью полуволну в момент времени и} за счет наличи  сигнала формировател  41 открываетс  запертый тиристор 22 или 21. Колебание тока в колебательной цепи продолжаетс  до конца третьего полупериода, после чего все тиристоры первой  чейки останутс  закрытыми с момента в$ до момента 06 до по влени  следующего импульса от распределител  39, при котором откроетс  друга  пара основных тиристоров 2 и 3, и процессы в преобразователе будут продолжатьс  в следующем полупериоде инверти- рованного напр жени  аналогично рассмотренным.

На основные тиристоры, например 5 и 8, второй  чейки импульсы от распределител  39 через формирователи 45 и 46 поступают со сдвигом на четверть периода инвертированного напр жени  относительно управл ющих импульсов тиристоров 1 и 4  чейки 1. Процессы во второй  чейке протекают аналогично рассмотренным дл  первой  чейки. При условии, что управл ющие импульсы на основные тиристоры второй  чейки подаютс  раньше, чем закончитс  треть  полуволна тока колебательной ветви первой  чейки, диоды выпр мител  27 будут заперты напр жением выпр мител  28. Поэтому не может возникнуть четверта  полуволна тока колебательной ветви, св занна  с разр дом конденсатора 19 через выпр митель 27 и нагрузку. При значительном уменьшении частоты инвертировани  с целью регулировани  величины напр жени  на нагрузке необходим емкостный фильтр 30. Напр жение на емкостном фильтре запирает диоды выпр мителей 27, 28 в промежутки времени, когда заперты все тиристоры  чеек, поэтому не возникает

четверта  полуволна тока колебательных ветвей.

Б св зи с тем, что колебани  тока ограничены трем  полупериодэми в колебательных ветв х в течение каждого полупериода инвертированного напр жени , устойчива  работа преобразовател  сохран етс  при больших диапазонах изменени  параметров нагрузки и частоты задающего генератора , что позвол ет регулировать уровень напр жени  на выходе преобразовател  Преобразователь позвол ет обойтись без индуктивностей в сглаживающем фильтре, а при небольшой глубине регулировани  напр жени  (менее 1,5} - совсем без фильтра Внешн   характеристика преобразовател  жестка . В номинальном режиме пульсации выпр мленного напр жени  на нагрузке невелики даже при отсутствии сглаживающего

фильтра.

Claims (2)

1.Тиристорный двухъ чейковый преобразователь посто нного напр жени  в посто нное , содержащий два мостовых

инвертора на тиристорах, зашунтирован- ных встречными диодами, блок управлени  тиристорами, причем диагональ посто нного тока каждого моста подключена к выводам источника посто нного напр жени , а в

диагональ переменного тока каждого моста включены параллельно коммутирующа  последовательна  колебательна  LC-цепь и первична  обмотка одного трансформатора , причем вторичные обмотки обоих трансформаторов соединены с выпр мител ми, подключенными параллельно к общей цепи нагрузки, а также встречно-параллельно соединенные пары дополнительных тиристоров , отличающийс  тем, что, с целью

уменьшени  установленной мощности элементов , кажда  пара дополнительных тиристоров включена в диагональ переменного тока соответствующего моста параллельно LC-цепи, а блок управлени  выполнен обеспечивающим отпирание этих тиристоров в момент спадани  тока через встречные диоды моста до нулевого уровн  дл  пропуска- ни  второй и третьей полуволн тока колебательной цепи в каждом полупериоде

инвертированного напр жени .

2.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что введен емкостный фильтр, включенный параллельно цепи нагрузки.

Риг. 2