SU1697219A1 - Широтно-импульсный преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питани , Цель изобретени  - расширение области применени  а режиме коротких замыканий и повышение надежности путем ограничени  пусковых токов нагрузки. Устройство содержит входной реактор 1, полностью управл емый вентиль 2, тиристор 3, зашунти- рованный цепью из токоограничивающего элемента 6 и диода 7. Вентиль 2 включен параллельно цепи нагрузки, а тиристор 3 - последовательно. Указанное выполнение устройства обеспечивает его работоспособность при коротких замыкани х в цеп х нагрузки и ограничение токов короткого замыкани  и пусковых токов. Дл  этого последовательно в цепь нагрузки вместо диода 7 включаетс  тиристор 3. Это включение обеспечиваетс  при достижении током определенного значени  включением полностью управл емого вентил  2. Рассе ние энергии, накопленной в реакторе 1 при выключенном вентиле 2, обеспечиваетс  то- коограничивающим элементом б и диодом 7. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питани .

Цель изобретени  - расширение области применени  в режиме коротких замыканий и повышение надежности путем ограничени  пусковых токов нагрузки.

На фиг. 1 приведена схема широтно-им- пульсного преобразовател  посто нного напр жени ; нз фиг. 2 и 3 даны диаграммы токов и напр жений, характеризующие режимы его работы.

Преобразователь (фиг. 1) содержит входной реактор 1, который соединен последовательно с полностью управл емым вентилем 2 (например, транзистор), образу  цепочку, включенную между входным и общим выводами дл  подключени  источника посто нного напр жени . Тиристор 3 включен между общей точкой соединени  реактора 1 с полностью управл емым вентилем 2 и выходным выводом дл  подключени  нагрузки 4. Между выходным и общим выводами включен емкостный фильтр 5, например конденсатор. Параллельно тиристору 3

ч ю

включена цепочка из последовательно соединенных токоограничивающего элемента 6 (например, активное сопротивление) и диода 7.

На фиг. 2 и 3 прин ты следующие обозначени : н - ток нагрузки, кз - ток короткого замыкани , 12, з, i токи на соответствующих элементах схемы на фиг. 1, Щ - напр жение нагрузки. При этом на фиг. 2 представлен режим работы преобразовател  при металлическом коротком замыкании в цепи нагрузки (), а на фиг. 3 - при удаленном коротком замыкании в цепи нагрузки (Ккз О).

Преобразователь работает следующим образом.

При включении транзистора 2 ток входного реактора 1 линейно нарастает до заданной величины, конденсатор фильтра 5 в это врем  разр жаетс  на нагрузку 4, тиристор 3 выключен, так как к нему приложено обратное напр жени  (напр жение на включенном транзисторе близко к нулю, а на конденсаторе близко к номинальному напр жению нагрузки). При наличии импульса управлени  на тиристоре 3 и выключении транзистора 2 происходит включение тиристора 3 за ЭДС самоиндукции, возникающей во входном реакторе 1.

Происходит питание нагрузки 4 по цепи: источник питани  - входной реактор 1 - тиристор 3. Так как напр жение источника питани  ниже напр жени  на нагрузке, то ток во входном реакторе 1 уменьшаетс , напр жение на конденсаторе фильтра 5увеличиваетс , так как часть энергии, накопленной во входном реакторе 1, расходуетс  на зар д конденсатора, а часть - на питание нагрузки 4. При снижении тока нагрузки до заданной величины включаетс  транзистор 2 и процесс, повтор етс .

Вообще при коротком замыкании в схеме может быть обеспечено два режима. Ток короткого замыкани  определ етс  только величиной активного сопротивлени  (фиг. 2) на заданном уровне. Реализаци  режима возможна только при металлическом (R«3- О) коротком замыкании и активном сопротивлении в качестве ограничивающего элемента.

Ток короткого замыкани  определ етс  заданной установкой и обеспечиваетс  работой схемы по приведенному на фиг. 3 алгоритму. Ограничение пусковых токов нагрузки осуществл етс  аналогично ограничению токов при коротком замыкании в цепи нагрузки, т. е. активным сопротивлением при выключенном тиристоре или принудительном выключении тиристора по

достижении током заданной величины (выключение тиристора обеспечиваетс  включением полностью управл емого вентил ). Отличие от режима короткого замыкани  состоит в том, что по мере зар да конденсатора фильтра пусковой ток уменьшаетс .

При этом токоограничение по фиг. 2 не требует по снений, так как ток в установившемс  режиме перегрузки или короткого за0 мыкани  через диод (I) определ етс 

у II

выражением 1 , где DBX - напр - к

жеиие на входе преобразовател ; UH - напр жение на нагрузке;-R - величина

5 сопротивлени .

На фиг. 3 приведен более универсальный способ ограничени  аварийного или пускового тока, позвол ющий выбирать ограничивающее сопротивление, при ко0 тором установившеес  значение тока через диод (I) может быть менее номинального даже при глухом коротком замыкании, но ограничение тока в нагрузке осуществл етс  на уровне, превышающем номинальный.

5 В этом случае ограничение тока нагрузки, как и в варианте по фиг. 2, осуществл етс  переводом тока нагрузки в полностью управл емый вентиль 2 (12) с одновременным сн тием импульсов управлени  с тиристора

0 3, ток тиристора 3 (з) становитс  равным нулю. Выключение полностью управл емого вентил  2 (2 становитс  равным нулю) производитс  через интервал времени, достаточный дл  восстановлени  запира5 ющих свойств тиристора 3. После выключени  полностью управл емого вентил  2 ток в нагрузку начинает поступать через то- коограиичивающий элемент 6 и диод 7 (i) и начинает уменьшатьс  до заданной величины , так как 1 Чом, где IHOM номинальное значение тока нагрузки. После спада тока до заданной величины включаетс  тиристор 3, ток 1з возрастает, по достиже5 нии заданного значени  включаетс  полностью управл емый вентиль 2 и процесс повтор етс  до устранени  перегрузки или короткого замыкани . Если после включени  тиристора 3 ток 1з не возрастает выше

0 заданного значени , значит перегрузка устранена и преобразователь работает без обтекани  диода 7 током (), т. е. как в режиме до перегрузки,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Широтно-импульсный преобразователь. посто нного напр жени , содержащий входной, выходной и общий выводы дл  подключени  соответственно источника посто нного напр жени  и нагрузки, цепочку,

   включенную между входным и общим выводами и состо щую из последовательно соединенных входного реактора и полностью управл емого вентил , вентиль, включенный между общей точкой соединени  входного реактора с полностью управл емым вентилем и выходным выводом, а также емкостный фильтр, включенный между выходным и общим выводами, отличающийс   тем, что, с целью расширени  области применени  в режиме коротких замыканий и повышени  надежности путем ограничени  пусковых токов нагрузки, в качестве указанного вентил  использован тиристор, параллельно которому включена введенна  цепочка, состо ща  из последовательно соединенных токоограничивающего элемента и диода. 3

   к

   ГГ

   ч

   Фиг.1

   А З

   .

   J

   У

   ЪтЗ