SU877750A1

SU877750A1 - Dc voltage-to-dc voltage converter

Info

Publication number: SU877750A1
Application number: SU802881216A
Authority: SU
Inventors: Олег Георгиевич Булатов; Валерий Дмитриевич Поляков; Анатолий Иванович Царенко
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1981-10-30

Description

Изобретение относится к преобразова-; тельной технике и может быть использовано, например, в электроприводе переменного тока.The invention relates to conversion; This can be used, for example, in an AC electric drive.

Известны преобразователи частоты, прин цип действия которых основан на дозированной передаче энергии в нагрузку через кон- 5 дёнсатор, включенный в диагональ переменного тока тиристорного моста, формирование кривой тока нагрузки в таких преобразователях производится путем однопозиционного слежения за задающим сигналом (1] и [2].Frequency converters are known, the principle of action of which is based on dosed energy transfer to the load through a capacitor 5 included in the diagonal of the thyristor bridge ac current, the load current curve is generated in such converters by single-position tracking of the driving signal (1] and [2] .

Недостатком таких преобразователей является невысокий КПД, что объясняется значительным количеством полупроводниковых вентилей (пять-шесть), последовательно включенных по цепи тока нагрузки.The disadvantage of such converters is their low efficiency, which is explained by a significant number of semiconductor valves (five to six), connected in series along the load current circuit.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий тиристорный мост, подключенный между положительным входным выводом и выходным выводом, второй тиристорный мост, подключенный между упомянутым выходным, jo выводом и отрицательным входным выводом, конденсатор, включенный одновременно а диагональ переменного тока первого и вто2 рого тиристорных мостов, и два обратных тиристора, один из которых подсоединен анодом к отрицательному входному выводу, а катодом к упомянутому выходному выводу, а другой — анодом к тому же выходному выводу, а катодом к положительному входному выводу [3].Closest to the proposed one is a converter containing a thyristor bridge connected between the positive input terminal and the output terminal, a second thyristor bridge connected between the output terminal, jo terminal and the negative input terminal, a capacitor connected simultaneously and the diagonal of the alternating current of the first and second thyristor bridges , and two reverse thyristors, one of which is connected by the anode to the negative input terminal, and by the cathode to the mentioned output terminal, and the other by the anode to the same output one terminal, and the cathode to the positive input terminal [3].

Однако в таком преобразователе ограничен диапазон регулирования выходного тока вследствие ухудшения коммутационной способности преобразователя и значительного отличия кривой выходного тока от заданной величины в режиме малых токов нагрузки, а также неудовлетворительную форму кривой выходного напряжения, а именно значительное превышение мгновенного значения выходного напряжения по отношению к величине напряжения источника питания, что ведет в ряде случаев к недопустимым перенапряжениям на выгрузке.However, in such a converter, the range of regulation of the output current is limited due to a deterioration in the switching ability of the converter and a significant difference in the output current curve from the set value in the mode of low load currents, as well as an unsatisfactory shape of the output voltage curve, namely, a significant excess of the instantaneous value of the output voltage relative to the voltage value power source, which in some cases leads to unacceptable overvoltages at unloading.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования и улучшение формы кривой выходного напряжения.The purpose of the invention is the expansion of the control range and the improvement of the shape of the output voltage curve.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в переменное, содержащий первый тиристорный мост, анодный вывод которого соединен с положительным входным выводом, а катодный вывод через первый обратный вентиль соединен с отрицательным входным выводом и связан с выходным выводом, второй тиристорный мост, катодный вывод которого соединен с отрицательным входным выводом, а анодный вывод соединен через второй обратный вентиль с положительным входным выводом и связан с выходным выводом, и коммутирующий конденсатор, подключенный к объединенным выводам диагоналей переменного тока обоих мостов, введены два дросселя, через которые соответственно катодный вывод первого тиристорного моста и анодный вывод второго тиристорного моста соединены с выходным выводом, причем выходной вывод соединен с входными выводами через дополнительные обратные диоды.This goal is achieved by the fact that in the DC-to-AC converter containing the first thyristor bridge, the anode terminal of which is connected to the positive input terminal, and the cathode terminal through the first check valve is connected to the negative input terminal and connected to the output terminal, the second thyristor bridge, cathode the output of which is connected to a negative input terminal, and the anode terminal is connected through a second check valve to a positive input terminal and is connected to the output terminal, and a switching cond The sensor connected to the combined terminals of the AC diagonals of both bridges has two chokes introduced, through which respectively the cathode terminal of the first thyristor bridge and the anode terminal of the second thyristor bridge are connected to the output terminal, the output terminal being connected to the input terminals through additional reverse diodes.

На фиг. 1 показана прйНципиЭЛьййя сХ6ма преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.In FIG. 1 shows a PRINCIPLE ELXYX SCXMA converter; in FIG. 2 is a timing diagram explaining its operation.

Преобразователь содержит включенный между входными .выводами мост,, на тиристорах 1—4 с конденсатором 5 в диагонали, два тиристора 6 и 7, катоды которых объединены и подключены к катоду обратного вентиля 8, а анод каждого из них подсоединен к одному из выводов конденсатора 5, два тиристора 9 и 10, аноды которых объединены и подключены к · аноду обратного вентиля 11, а катод каждого из них подсоединен к одному из выводов конденсатора б, дроссель 12, включенный между катодом обратного вентиля 8 и выходным выводом, дроссель 13, включенный между упомянутым выходным выводом и анодом обратного вентиля 11, два дополнительных обратных диода 14 и 15, соединяющих выходной вывод с входными выводами. Нагрузка 16 включена между выходным выводом и нулевым выводом источника питания.The converter contains a bridge connected between the input outputs, on thyristors 1–4 with a capacitor 5 in the diagonal, two thyristors 6 and 7, the cathodes of which are combined and connected to the cathode of the check valve 8, and the anode of each of them is connected to one of the terminals of the capacitor 5 , two thyristors 9 and 10, the anodes of which are combined and connected to the anode of the non-return valve 11, and the cathode of each of them is connected to one of the terminals of the capacitor b, a choke 12 connected between the cathode of the check valve 8 and the output terminal, a choke 13 connected between mentioned m output terminal and the anode of the check valve 11, two additional return diodes 14 and 15, connecting the output terminal to the input terminals. A load 16 is connected between the output terminal and the zero terminal of the power source.

Допустим, к моменту t₍ конденсатор 5 заряжен до напряжений источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1 без скобок. В момент t| включаются тиристоры 1 и 7. При этом образуются два контура перезаряда конденсатора. Первый включает в себя источник напряжения, включенный' между плюсовым выводом и нулевым выводом, тиристор 1, конденсатор 5, тиристор 7, дроссель 12, нагрузку 16, второй — тиристор 1, конденсатор 5, тиристор 7, дроссель 12 диод 14. При этом ток перезаряда .конденсатора 5 (ток дросселя ΐ,ρ на этапе ti —) равен сумме токов, протекающих через нагрузку 16 и диод 14 ΐ> . В момент tt ток конденсатора 5 становится равным току нагрузки, диод 14 запирается и конденсатор 5 продолжает перезаряжаться лишь током нагрузки 16 i_H. В момент t₃ конденсатор 5 перезаряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1 в скобках. С диода 8 снимается отрицательное напряжение, он открывается и замыкаёт на себя ток нагрузки, который начинает протекать ЭДС источника питания. Ток нагрузки ΐ_Η спадает и в момент I». достигает величины задающего сигнала i₄ , отпирается следующая пара тиристоров 2 и 6 и процесс повторяется. Преобразователь работает в таком режиме вплоть до момента t_n, соответствующего окончанию формирования положительной полуволны тока. Интервал времени .Ц—t_nn предоставляется для восстановления управляющих свойств тиристоров, проводивших ток последними на этом участке. С'момента tn_+l начинается формирование отрицательной полуволны тока нагрузки. При этом в работе участвует второй мост на тиристорах 3, 4, 9, 10 и обратный вентиль 11 и диод 15. Электромагнитные процессы, протекающие в преобразователе на этапе формирования отрицательной полуволны тока аналогичны рассмотренным выше.Suppose, at time t _(the capacitor 5 is charged to the voltage of the power supply with the polarity shown in Fig. 1 without brackets. At time t |, thyristors 1 and 7 are turned on. In this case, two capacitor overcharging circuits are formed. The first includes a voltage source included 'between the positive terminal and the zero terminal, thyristor 1, capacitor 5, thyristor 7, inductor 12, load 16, the second - thyristor 1, capacitor 5, thyristor 7, inductor 12 diode 14. In this case, the overcharge current of the capacitor 5 (inductor current ΐ , ρ at the stage ti -) is equal to the sum of the currents flowing through at load 16 and the diode 14 ΐ>. At time tt, the current of the capacitor 5 becomes equal to the load current, the diode 14 is closed and the capacitor 5 continues to be recharged only by the load current 16 i _H. At time t _{3, the} capacitor 5 is recharged to the voltage of the power source with the polarity shown on Fig. 1 in parentheses. A negative voltage is removed from diode 8. It opens and closes the load current, which starts to flow the EMF of the power source. The load current ΐ _Η decreases at the moment I ”. reaches the value of the reference signal i ₄ , the next pair of thyristors 2 and 6 is unlocked and the process is repeated. The converter operates in this mode until the moment t _n corresponding to the end of the formation of a positive half-wave of current. The time interval .C — t _{nn is} provided to restore the control properties of the thyristors that conducted the current last in this section. With tn _{+ l} moment, the formation of a negative half-wave of the load current begins. In this case, a second bridge with thyristors 3, 4, 9, 10 and a non-return valve 11 and diode 15 are involved in the process. The electromagnetic processes that occur in the converter during the formation of the negative half-wave current are similar to those discussed above.

Как видно из фиг. 2, в области малых токов перезаряд конденсатора в значительной мере определяется дополнительными током, замыкающимся через диод 14 (15), что с одной стороны ведет к улучшению коммутационной способности преобразователя, а с другой — к уменьшению отклонения кривой выходного тока от заданного значения. Напряжение на выходе преобразователя за счет открытого диода 14 (15) ограничивается на уровне напряжения источника питания.As can be seen from FIG. 2, in the region of low currents, the capacitor overcharging is largely determined by the additional current closing through the diode 14 (15), which on the one hand leads to an improvement in the switching ability of the converter, and on the other hand, to a decrease in the deviation of the output current curve from a given value. The voltage at the converter output due to the open diode 14 (15) is limited at the voltage level of the power source.

Таким образом, изобретение расширяет диапазон регулирования преобразователя за счет улучшения коммутационной способности преобразователя и улучшает форму выходного напряжения. Кроме того, на базе предлагаемого преобразователя может быть легко построен многофазный преобразователь. Это достигается путем, параллельного подключения к входным выводам необходимого количества таких устройств.Thus, the invention extends the range of regulation of the Converter by improving the switching ability of the Converter and improves the shape of the output voltage. In addition, on the basis of the proposed Converter can be easily built multiphase Converter. This is achieved by parallel connection to the input terminals of the required number of such devices.

Claims

1. USSR author's certificate number 474088, cl. H 02 M 7/515, 1972.

2. USSR author's certificate number 606786, cl. H 02 M 7/757, 1975,

3. USSR author's certificate for application number 2756585, cl. H 02 M 7 / 5g15, 1979.