Преобразователь постоянного тока в постоянный Советский патент 1985 года по МПК H02M3/137 

Oi GO 4 СО Oi Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования постоянного напряжения в постоянное стабильной величины и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. № 561264. Целью изобретения является увеличение КПД при обеспечении стабилизации выходного напряжения. На чертеже приведена принципиальная схема тиристорного преобразователя. Преобразователь содержит автономный инвертор 1 постоянного напряжения в переменное повышенной частоты, отпирание тиристоров которого осуществляется с постоянной частотой импульсами тока, формируемыми блоком 2 управления, выпрямитель 3, выполненный по мостовой схеме на неуправляемых диодах, вольтодобавочный блок 4, выполненный на тиристорах, отпираемых с задержкой относительно импульсов инвертированного напряжения короткими импуль сами тока, формируемыми дополнительным блоком 5, коммутирующие элементы которого соединены с выходами фазосдвигающего узла 6, один вход которого присоединен к выходу блока 2 управления, а второй - к выходу аналогового компаратора 7, инвертирующий вход которого соединен с выходом выпрямителя 3, а неинвертирующий вход - с выходом источника 8 опорного напряжения. Питание блока 4 осуществляется переменным напряжением с выхода инвертора 1 через изолировочный трансформатор 9. Вход выпрямителя 3 подключен к выходу инвертора 1 через трансформатор 10 и конденсатор 11. Благодаря последовательному подключению выхода блока 4 к входным клеммам инвертора обеспечивается увеличение напряжения на его входе, а при наличии от-рицательной обратной связи в предлагаемом преобразователе по отклонению напряжения на выходе последнего от заданной величины, определяемой источником 8 опорного напряжения, обеспечивается стабилизация напряжения на выходе на заданном уровне. При этом напряжение на входе инвертора преобразователя может увеличиваться с изменением тока нагрузки на некоторую величину ли из-за наклона нагрузочной характеристики. Однако максимальное изменение напряжения на входе преобразователя при выполнении его на основе инвертора напряжения со встречными диодами на выходит за пределы 8% от напряжения на входе при номинальном режиме. Поскольку напряжение на входе инвертора преобразователя практически постоянно, то благодаря этому в нем имеется возможность реализовать соединение выхода инвертора со входом выпрямителя через конденсатор, емкость которого выбирается из условия при котором длительность импульса нагрузочной составляющей тока через вентили преобразователя, обусловленная собственными колебаниями тока в контуре, включающем индуктивность рассеяния трансформатора и указанный конденсатор, меньще периода собственных, колебаний контура LC, подключенного на выходе инвертора, на величину времени восстановления запирающей способности тиристоров. При этом в предлагаемом преобразователе установленная мощность контура коммутации на выходе инвертора, обеспечивающая устойчивую его работу во всем диапазоне изменения напряжения на входе преобразователя, определяться соотношением с D / 1 иакс., V 5к.усг РН(-77---1), -номинальное значение мощности нагрузки; Ui MiH,liw4bc-минимальное и максимальное значения напряжений на входе преобразователя. Отношение установленной мощности контура коммутации предлагаемого преобразователя к указанному параметру известного преобразователя получается равным JJ UL/ У : i 5к.. .с Ui М1я и для электрифицированных железных дорог, у которых UIKIH 2200 В и UiMgKc 4000 В, не превышает 0,25. Установленная мощность конденсатора, включенного последовательно в цепь входа выпрямителя, определяется напряжением короткого замыкания трансформатора и максимальной мощностью нагрузки и равна sk.vc -j-:-, где ЕК -напряжение короткого замыкания трансформатора в относительных единицах; РН - номинальная мощность нагрузки; Тд -период собственных колебаний контура коммутации; в - время восстановления запирающей способности тиристоров. Величина мощности при напряжении короткого замыкания трансформатора, равном 0,1 периода собственных колебаний контура коммутации 500 мкс и времени восстановления запирающей способности тиристоров 100 МКС, не превышает 19,6% от номинальной мощности нагрузки. Суммарная установленная мощность конденсаторов предлагаемого преобразователя составляет 99% от номинальной мощности нагрузки и в 3,33 раз меньше, чем для стабилизированных тиристорных преобразователей, выполненных по обычной схеме с фазным регулированием. 34

Таким образом, преимущества изобре- ров коммутации тока и благодаря этому снитения заключаются в уменьшении установ- жении потерь и расхода электроэнергии на ленной мощности оборудования конту- вспомогательные нужды.

1163435

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ по авт. св. № 561264, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД при обеспечении стабилизации выходного напряжения, в него введены тиристорный вольтодобавочный блок, вход которого подключен к выходу автономного инвертора напряжения, а выход - последовательно в цепь входа инвертора, дополнительный блок управления с фазосдвигающим узлом, выходы которого соединены с управляющими переходами соответствующих тиристоров выпрямителя вольтодобавочного блока, а вход подключен к выходу введенного аналогового компаратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом выпрямителя преобразователя, а неинвертирующий вход - с выходом введенного источника опорного напряжения.