SU550739A1 - Тиристорный преобразователь с принудительной коммутацией - Google Patents

Description

1

Устройство предназначено дл  иреобразовани  электроэнергии и может быть использовано дл  отключени  нагрузки в цеп х посто нного и переменного тока.

Известен тиристорный преобразователь с принудительной коммутацией, содежащий тиристор или группу тиристоров, трансформатор , вторична  обмотка которого включена последовательно с силовым тиристором, а первична  - последовательно с транзистором , а также источник коммутирующей ЭДС. Такой преобразователь относительно сложен и имеет низкий КПД, что обусловлено эффектом накоплени  энергии в коммутируемых элементах.

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение его КПД. Это достигаетс  в предлагаемом преобразователе за счет того, что параллельно силовому тиристору и последовательно соединенной с ним цепи нагрузки подключен дополнительный транзистор, причем управл ющие входы основного и дополнительиого транзисторов св заны с соответствующими вспомогательными об.мотками трансфор.матора.

На фиг. 1 приведена схема преобразовател ; на фиг. 2 - диагра.мма работы ключевых элементов преобразовател ; на фиг. 3- характеристика перемагничивани  сердечника коммутируемого трансформатора.

Преобразователь содержит силовой тиристор 1, коммутируемый трансформатор 2 с первичной 3 « вторичной 4 об.мотками, основной транзистор 5, автономный источник 6

коммутирующей ЭДС, цепь нагрузки 7, конденсатор 8, дополнительный транзистор 9, дополнительные обмотки 10 и 11 трансформатора 2, св занные с управл ющим входом основного и дополнительного транзисторов

соответственно, диод 12, резистор 13, блок управлени  14 и перемычку 15, шунтирующую конденсатор 8. Диод 12 и резистор 13 предназначены дл  надежного пуска преобразовател  при работе его в автогенераторном режиме. Конденсатор 8 необходим лишь в то.м случае, если требуетс  предельно повысить частоту работы преобразовател .

Преобразователь рабогает следующим образом .

Предположим, что рабоча  точка сердечника трансформатора находитс  иа участке отрицательного насыщени  в точке а (см. фиг. 3). Транзистор 5 включен в соответствии с диаграм.мой, показанной на фиг. 2, напр жение источника 6 прикладываетс  к первичной обмотке 3 трансформатора, а напр жение обмотки 10 поддерживает транзистор 5 в открытом состо нии в течение времени включени  тиристора 1. При этом напр жение об .мотки 1 запирает транзистор 9, а напр же3

Hue вторичной обмотки 4 трансформатора направлено согласно с напр жением анодного источника питани . Рабоча  точка перемещаетс  по восход о ей линии и через транзистор 5 протекает ток холостого хода. После включени  тиристора 1 рабоча  точка продолжает смещатьс  вверх, но через транзистор 5 начинает протекать ток, амплитуда которого меньще амплитуды анодного тока тиристора в   раз (п-коэффициент трансформации). К нагрузке прикладываетс  напр жение, равное сумме напр жений анодного источника питани  и вторичной обмотки трансфоматора, величииа которого в п раз меньще, чем напр жение источника коммутирующей ЭДС. По достижении в конце периода рабочей точкой точки б петли гистерезиса начинает запиратьс  транзистор 5 и отпираетс  транзистор 9 и рабоча  точка начинает перемещатьс  вниз. После отпирани  транзистора 9 и запирани  транзистора 5 напр жение анодного источника питани  (при наличии конденсатора 8- сумма напр жений анодного источника питани  и конденсатора) прикладываетс  к втора-1чной обмотке трансформатора. Транзистор 9 шунтирует нагрузку 7 и тиристор 1. Тиристор выключаетс . В течение всего интервала коммутации через транзистор 9 практически протекает только ток холостого хода трансформатора, так как обмотки 3 и 10 отключены и трансформатор нагружен лищь мощностью, необходимой дл  поддержани  в открытом состо нии транзистора 9, масса и габариты которого в св зи с этим могут быть относительно небольшие.

По достижении рабочей точки в транзистор 9 начинает лавинообразно запиратьс , а транзистор 5 отпиратьс . Начинаетс  следующий период работы.

Дл  нормальной работы преобразовател  необходимо число витков вторичной обмотки выбирать так, чтобы при включении транзистора 9 трансформатор переключилс  за врем  к (СМ. фиг. 2), а число витков первичной обмотки - из услови , что трансформатор переключаетс  в противоположное положение за врем  /тр, равное

/ - т/

тр - к

к(Т-()

е. I

2SB,

U..i 2SB,

где UK - напр жение источника KOMMytiHpyющей ЭДС,

f/a - напр жеиие анодного питани  тиристора ,

Т - период работы преобразовател ,

к - врем  выключени  тиристора, величина которого должна быть больще времени запирани  тиристоров,

S - сечение сердечника транформатора ,

Вг индукци  насыщени  трансформатора . При этом

г7к()

(4)

Из выражени  (4) следует, что амплитуда тока, протекающего через транзистор 5, в л раз меньще, чем амплитуда тока нагрузки, и уменьщаетс  так же, как и в известном преобразователе с увеличением напр жени  автономного источника коммутирующей ЭДС.

В то же врем , как это следует из рассмотренного принципа работы преобразовател , коммутируемый трансформатор 2 перемагничиваетс  по предельному гистерезисному циклу и работает без посто нной составл ющей намагничивающей силы, что устран ет эффект накоплени  энергии, а следовательно , необходимость в элементах рассеивани  накапливаемой энергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тиристорный преобразователь с принудительной коммутацией, содержащий транзистор , силовой тиристор, коммутирующий конденсатор и трансформатор, первична  обмотка которого включена между коллектором упом нутого транзистора и одной из клемм дл  подключени  источника питани , а вторична  - в анодную цепь силового тиристора , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател  и повыщени  его КПД, параллельно цепи, состо щей из указанного тиристора и последовательно соединенной с ним цепи нагрузки, включена цепь,

   (1) (2) состо ща  из дополнительного транзистора и указанного конденсатора, причем управл ющие входы основного и дополнительного транзисторов св заны с соответствующими вспомогательными обмотками трансформатора .