Управляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1984 года по МПК H02M7/17 H02P13/24 

Изобретение относится к электро технике, в частности- к преобразовательной технике, и может найти широкое применение при проектировании вы Ьокочастотных источников для Электротермии. Известен управляемый выпрямитель, СОСТОЯ1ЦИЙ из силового управляемого многофазного вентильного моста, вспомогательного многофазного вентильного моста и двух узлов принуди-г тельной коммутации, каяздый из которы содержит цепь из последовательно сое диненных дросселя и перезарядного тиристора, включенную между одноимен ными полюсами мостов, при этом точка соединения дросселя и перезарядного тиристора, включенных между отрицательными полюсами мостов, связана с отрицательным полюсом силового моста а точка соединения дросселя и перезарядного тиристора, включенных между полозкительными полюсами мостов, связана с положительным ключом с илового моста через диод L1 JНедостатками данной схемы выпрями теля являются пониженные надежность работы и КПД, вызванные тем, что для надежного включения тиристоров/ используют пачку импульсов или импульсы управления, длительность кото 1ЯЛХ больше требзгемой длительности проводящего состояния тиристоров, приводящие к возрастанию тока утечки и рассеиваемой мопрюсти, при приложении к ним отрицательного напряяюния. Известен также управляемый выпрямитель, состояний из силового управляемого МНОГОФАЗНОГО вентильного моста и систем управления, подключенной к вентилям выпрямителя через устройство согласования, причем выход выпрямителя связан с источником управляющего напряжения ГЗ. Недостатки данного устройства заключаются в слотсности системы упр вления, надшчии дополнительных устройств согласования и источника управляющего напряжения, а также невозможности осуществления регулиро вания выходного напряжнения. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уп-; равляемый преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор, вторичной обмоткой подклоченный к входу трехфазного мостового выпрямителя с тиристорами в плечах, при зтом переход катод - управляниций злектрод каждого тиристора зашунтирован цепочкой последовательно соединенных резистора, диода, обмотки управляющего трансформатора, а также блок управления Сз 3. Недостатки известного устройства состоят в том, что при управлении выпрямителем пачками импульсов или импульсами управления, длительность которьрс больше требуемой длительности проводящего состояния тиристоров, возрастает ток утечки, увеличивается рассеиваемая мощность, снижая КПД и надежность его работы, так как импульсы управления поступают на управляющие электроды закрытых тиристоров и при отрицательных напряжениях на их анодах, снижая сопротивление переходов анод - катод. Целью изобретения является повыщение надежности и КПД. Эта цель достигается тем, что в управляемом преобразователе переменного напряжения в постоянное, содержащем трехфазный трансформатор, вторичной обмоткой подключенный к входу трехфазного мостового выпрямителя, каждое плечо которого образовано первой тиристорной ячейкой, при зтом управлякиций электрод основного тиристора в ячейке соединен с одним выводом первого резистора, а также блок управления, в Каждое плечо выпрямителя дополнительно введена вторая тиристорная ячейка, последовательно соединенная с первой, в каждую из ячеек введен оптрон, светодиод которого катодом подключен к аноду основного тирйстора, а анодом - к второму и третьему введенным резистораг, соединенным последовательно, общей точкой подключенным к введенному стабилитрону, анодом соединенному с анодом основного тиристора, а сво бодный вывод второго и трет1 его резисторо 9 подключен к катоду тиристора, другому выводу первого резистора и катоду фототиристора оптрона, анод которого подключен к управляющему электроду введенного дополнительного тиристора, подключенного катодом к управляющему электроду основного ти-, ристора, ввёдённ четвертый резистор шунтирует переход анод - управляющий электрод дополнительного тиристора. при этом анод дополнительного тирис тора и катод фототиристора подключе ны к блоку управления. На чертеже представлена принципиал ная схема управляемого преобразователя. Устройство содержит блок 1 управ ления и трехфазный мостовой выпрями тель 2, вход которого подключен к вторичной обмотке трехфазного транс форматора 3. Каждое плечо мостового выпрямителя 2, образовано последова тельно соединенными тиристорными ячейками 4-15 с основным тиристором в Каждой из них. Управляющий электрод тиристора 16 подключен к первом резистору 17, соединенному также с тодом тиристора 16. Светодиод оптро на 18 катодом подключен к аноду тиIpHCTOpa 16, а анодом - к второму ре QiHCTopy 19, соединенному с третьим резистором 20 и со стабилитроном 21 анодом соединенным с анодом тиристора 16. Вывод резистора 20 подключен к катоду тиристора 16 и катоду фототиристора оптрона 18, анод которого подключен к управляющему злектроду дополнительного тиристора 22, подключенного катодом к управляющему электроду тиристора 16. Четвертый резистор 23 шунтирует переход анод -управляющий электрод тиристора 22. Анод тиристора 22 и катод фототиристора оптрона 18 подключены к блоку 1 управления. Устройство работает следукщим образом. В любой момент времени в трех.фазном мостовом выпрямителе работают тиристоры 16 двух плеч. Блок 1 управления формирует пачки высокоча тотных импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров 16 ячеек 4-15. После того как тиристоры 16 ячее поочередно отработав, .выключаются, к ним прикладывается отрицательное напряжениеi И если при этом к ним будут поступать импульсы управления то сопротивление переходов анод катод этих тиристоров 16 снижается,чт приводит к увёли1|ению тока утечки и рассеиваемой мощности, снижая надежность работы и К1Щ преобразовате Для исключения указанных недоста ков при выключении тиристоров 16 и при приложении к ним отрицательного напряжения включается оптрон 18, выход которого с четвертым резистором 23 образует последовательную цепочку, которая шунтирует переход ка- , тод - управляющий электрод тиристора 1 6 , снимая импульсы управления с тиристоров 16. При приложении же к тйриеторам 16 положительного напряжения оптрон 18 выключается, а импульсы управления от блока 1 управления по аноду вклю чают тиристор 22 и поступают на катод - управляющий электрод тиристора, 16, включая его, осуществляя тем самым нормальный режим работы управ-. ляемото выпрямителя. Кроме того, следует заметить, что велвсчина. сопротивления перехода анод - катод закрытого тиристора составляет 500-2000 кОм. Поэтому вьфавнивание обратного напряжения на тиристорах производится с помощью резисторов с величиной сопротивления порядка 50 кОм. Однако из-за того, что ктиристорам выпрямителя импульсы управления подводятся непрерывно, т.е. и тогда, когда к ним приложено отрицательное напряжеЫие, сопротивление перехода $нод - , катод тиристора снижается до величины 10-20 кОм и выравнивающие резисторы приходится выбирать зелкчикой 1-2 кОм. На практике для снижения потерь в выр ниваювсих цепях их обычно выбирают величиной 5-6 кОм, мирясь с ухудшением выравнивания. В предлагаемом техническомрешении за счет того, что импульсы управления на включение тиристоров не поступают при приложении к ним отрицательного напряжения, величина сопротивления перехода анод - катод не уменьшается. Это приводит к , что ток утечки и мощнос;гь рассеивания не увеличиваются и, крометого, это позволяет применять высокоомные резисторы для выравнивания отрица.тельного напряжения, что Дополнительно уменьшает поте1Ж. в выравнйваюпщх цепях. Таким образом, удается снизить токи утечки, мощность рассеиваний и потери в выравнивакяра цепях, что повышает надежность работы и ЩЦ управляемого преобразователя.

УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий трехфазньй трансформатор, вторичной обмоткой подключенный к входу трехфазного мостового выпрямителя, каждое плечо которого образовано первой тиристорной ячейкой, при этом управляющий электрод основного тиристора в ячейке соединен с одним выводом первого резистора, a также блок управления, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности и КЦД, в каждое плечо вьтрямителя дополнительно введена вторая тиристориая ячейка, последовательно соединенная с первой, в каждую ячейку введен оптрои, светодиод которого катодом подключен к аноду основного тиристора, a анодом - к второму и третьему введенньм резисторам, соединенньо4 последовательно, общей точкой подключенньв4 к введенному стабилитрону, анодом соединенному с анодом основного тиристора, a свободный вывод второго и третьего резисторов подключен к катоду тиристора, дру гому выводу первого резистора и катоду фототиристора оптроиа, анод (f которого подключен к управляющему электроду введенного дополнительного тиристора, подключенного катодом к управляняцему электроду основного тиа ристора, введенный четвертый резистор шунтирует переход анод - управляющий электрод дополнительного тиристора, при этом анод допЬлнительного тиристора и ка1од фототиристора подключены к влоку управления. СО