Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1985 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано на электровозах и электропоездах.

Цель изобретения - повышение КПД и коэффициента мощности, улучшения массогабаритных показателей.

На чертеже приведена схема устройства.

Полууправляемый выпрямительный мост выполнен на тиристорах 1 и 2, диодах 3 и 4 и питается от трансформатора 5. Нагрузка 6 t последовательно включенным cгJJaживaюш,им реактором 7 подключена к выходным выводам полууправляемого выпрямительного моста. Конденсатор 8 подключен на стороне постоянного тока диодного моста, образованного диодами 9 и 10 и диодами 3 и 4 полууправляемого моста. Узел принудительной коммутации из последовательно соединенных полностью управляемого вентиля 11 и источника 12 смещения подключен к общей точке тиристоров 1 и 2 и общей точке диодов 9 и 10.

Источник 12 смещения может быть выполнен в виде коммутирующего конденсатора 13, к которому подключен источник 14 подзаряда.

Устройство работает следующим образом.

Ток нагрузки 6 протекает по вторичной обмотке трансформатора 5 через открытый тиристор 1, реактор 7 и диод 4. Полярность напряжения указана на схеме. Конденсатор 8 заряжен через диодный мост от вторичной обмотки трансформатора 5, а коммутирующий конденсатор 13 - от источника 14 подзаряда. Полностью управляемый вентиль 11 заперт.

Для принудительной коммутации вентилей силовой мостовой схемы открывают полностью управляемый вентиль 11. Напряжение последовательно соединенных конденсаторов 8 и 13 прикладывается к выходным выводам мостовой схемы. Ток открытого ранее тиристора 1 снижается до нуля, к нему в обратном направлении прикладывается напряжение источника 12 смещения, а ток нагрузки б начинает протекать по цепям диод 4 - вторичная обмотка трансформатора 5 - диод 9 - вентиль 11 -

источник 12 смещения - реактор 7, и конденсатор 8 - вентиль 11 - источник 12 смещения - реактор 7. Ток вторичной обмотки трансформатора 5 уменьшается, а конденсатор 8 разряжается током, равным разности тока нагрузки и мгновенного значения тока вентильной обмотки трансформатора 5.

После восстановления запирающих свойств тиристора 1 и разряда конденсатора 8 до

заданного значения, запирают полностью управляемый вентиль 11 и отпирают тиристор 2. Энергия, запасенная в индуктивности рассеяния трансформатора 5, через диоды 4 и 9 отдается конденсатору 8, подзаряжая его до исходного напряжения. По окончании переходного процесса ток нагрузки 6 протекает по цепи диод 4 - тиристор 2 - реактор 7.

При повторном отпирании тиристора 1, тиристор 2 запирается напряжением обмотки. Ток нагрузки проходит по цепи диод 4 - обмотка трансформатора 5 - тиристор 1 - реактор 7. Для уменьшения установленной мощности управляемых вентилей и повышения надежности, зажимы для подключения нагрузки зашунтированы диодом 15. Преобразователь может работать как с двухсторонним фазовым управлением, .так и в режиме импульсного управления. Энергия источника 12 смещения, в процессе коммутации передается нагрузке. Напряжение источника смещения выбирается из условия, чтобы на каждый запираемый вентиль приходилось 40-60 В.

При коммутации силовых вентилей максимальное напряжение на элементах преобразователя практически равно напряжению на конденсаторе 8.

В качестве полностью управляемого вентиля 11 могут быть использованы управляемые вентили с малым временем восстановления и индивидуальным узлом принудительной коммутации.

Возможность осуществления импульсного

регулирования обеспечивает высокий коэффициент мощности без применения зонно-фазового управления, что позволяет исключить дополнительные мосты и упростить преобразователь.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННБШ, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к выпрямительному мосту на двух диодах и двух тиристорах, и узел принудительной коммутации, включающий в себя два диода и последовательно соединенные вентиль и источник смещения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента мощности, улучшения массо-габаритных показателей, в него введен конденсатор, одноименные силовые электроды тиристоров указанного моста образуют первый выходной вывод, а второй выходной вывод образован одноименными электродами диодов этого моста, совместно с которыми диоды узла принудительной коммутации образуют дополнительный выпрямительный мост, на стороне постоянного тока которого включен указанный конденсатор, а последовательно соединенные вентиль узла приi нудительной коммутации, выполненный полностью управляемым, и источник смещения (Л включены между первым выходным выводом и объединенными электродами диодов узла принудительной коммутации. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что выходные выводы зашунтированы дополнительно введенны.м диодом. ее со оо