Импульсный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M3/135 

Изобретение относится к цреобразо вателыюй технике и может быть ис пользовано дпя регулирования тока в нагрузке при питании от источника постоянного напряжения. Цель изобретения - упрощение преобразователя и расширение его функци нальных возможностей. . На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого преобразова: теля. Импульсный преобразователь питается от источника 1И содержит мост на тиристорах 2-5 с конденсатором 6 в диагонали переменного тока,- ис-. пользуемый для регулирования величин тока в нагрузке. 7, обратный тиристор 8, шунтирующий нагрузку 7 и образуюшдй цепь для протекания тока нагрузки при отключении ее от источника питания, три дополнительных -тиристора , из которых тиристоры 9 и 11 обеспеч шают рекуперацию энергии на- гругзки в источник питания, а тиристор 10. предназначен для отключения отрицательной клеммы источника питануш 1 на время перезаряда конденсато ра 6 током нагрузки ., Направление тока в нагрузке 7 показано стрелкой. Преобразователь работа ет следующи образом. Форма тока нагрузки 7 преобразова теля повторяет форму эталонного сигнала, -вырабатываемого схемой управле ния и Представляющего собой в частно случге постоянную величину или любую наперед заданную функцию времени, не меняю1цую знака в процессе изменения. Пусть в результате предыдущего ре жима конденсатор 6 заряжен с полярностью, указанной на схеме без.скобок. При отпирании тиристора 3, 4 и 10 конденсатор 6 перезаряжается-по цепи источник 1 питания - тиристор 3 - конденсатор 6 - тиристор 4 - на грузка 7 - тиристор 10 - источник 1 питания, и ток в нагрузке 7 возрастает. Полярность заряда конденсатора 6 в конце этого режима указана на схеме в скобках .. .1 Когда напряжение на конденсаторе 6 по абсолютной величине превысит напряжение источника 1 питания, из.меняется знак напряжения на нагрузке, Тохда отпирается обратный тиристор 8, через который замыкается ток нагрузки. В результате тиристоры 3, 4 и 10 запираются, а ток нагрузки 7 начинает уменьшаться.. При этом скорость уменьшения тока нагрузки характеризуется постоянной времени, определяемой параметрами нагрузки. Если нагрузкой является двигатель постоянного тока, то под действием ЭДС двигателя процесс уменьшения тока происходит достаточно быстро, однако для пассивной индуктивно-актинной нагрузки снижение тока осуществляется только за счет тепловыделений в нагрузке 7 и в тиристоре 8. Для повьпиения тока в нагрузке 7 отпираются тиристоры 2, 5 и 10 и кбн- денсаТор 6 перезаряжается по цепи источник 1 питания - тиристор 2 конденсатор 6 - тиристор 5 - нагрузка 7 - тиристор 10 - источник 1 питания. Ток в нагрузке 7 возрастает. Полярность конденсатора 6 в конце этого релснма указана на схеме без скобок. Когда напряжение на конденсаторе 6 по абсолютной величине нревысит напряжение источника 1 питания, отпирается обратный тиристор 8, через которьй замьшается ток нагрузки, а тиристоры 2, 5 и 10 запираются. Таким образом, за счет поочередного включения групп тиристоров 3, 4,-10 и 2, 5, 10 осуществляется увеличение тока в нагрузке. Скорость уменьшения тока нагрузки 7 на время протекания тока нагрузки через обратный тиристор 8 зависит от параметров нагрузки. Дпя некоторых пассивных индуктивно-активных нагрузок (обмоток электромагнитов, обмоток возбуждения электрических машин и дрЛ такая скорость уменьшения тока. 51вляется недостаточной и ее требуется увеличить. Процесс уменьшения тока в индуктивно-активной нагрузке ускоряется за счет рекуперации запасенной энергии в источник 1 питания. Этот процесс уменьщения тока в нагрузке 7 осущест. вляется сле ующим образом. Пусть ток нагрузки замкнулся через обратный тиристор 8, а все остальные тиристоры заперты, Тогда отпираются тиристоры 3, 4 и 11 при полярности заряда конденсатора 6, указанной на схеме без скобок (или отпираются тиристоры 2, 5 и II при поляр- jfости конденсатора 6, указанной иа ( схеме в скобках). В результате тиристор 8 запирается, и конденсатор 6 перезаряжается по цепи в первом слу3чае, тиристор 3 - конденсатор 6 - тиристор 4 - нагрузка 7 - тиристор 11 тиристор 3 в первом случае, или по цепи тиристор 2 - конденсатор 6 - тиристор 5 - нагрузка 7 - тиристор 11 тиристор 2, во втором случае. Когда напряжение на конденсаторе 6 в конце перезаряда по абсолютной величине превысит напряжение источника 1 питания, отпирается тиристор 9, а тиристоры 3 и 4 (или 2 и 5) запираются. Запасенная в нагрузке 7 электромагнитная энергия передается источ нику 1 питания по цепи источник 1 питания - тиристор 9 - нагрузка 7 - тиристор 11 - источник 1 питания. В результате ток нагрузки интенсивно уменьшается если нагрузкой явля ется двигатель постоянного тока, то уменьшение тока в этом режиме осущест вляется под действием суммы ЭДС двигателя и ЭДС источника 1 питания. Когда ток нагрузки становится меньше требуемой величины, включается на перезарядку конденсатор 6 путем отпирания тиристоров 3, 4 и 10 при полярности заряда конденсатора 6, указанной на схеме без скобок, или тиристоров 2, 5 и 10 при противоположной полярности заряда конденсатора. В результате тиристоры 9 и П запираются, а процесс перезаряда конденсатора 204 6сопровождается ростом тока нагрузки 7и осуществляется аналогично описанному. Рассмотрим режим рекуперации энергии для случая, когда нагрузкой является двигатель постоянного тока и начальный ток нагрузки равен нулю (подобный режим предусмотрен в известном преобразователе). Изменим направление тока возбуждения двигателя постоянного тока. Тогда при прежнем направлении вращения двигатели ЭДС двигателя совпадаетс направлением стрелки на схеме. Отпира ются тиристоры 3, 4 и 11 при полярности заряда конденсатора 6, указанной на схеме без скобок (или отпираются тиристоры 2, 5 и I при полярности заряда конденсатора 6, указанной на схеме в скобках. Дальнейший процесс рекуперации полностью совпадает с описанным режимом рекуперации д-пя пассивной шщуктивно-активной нагрузки. Преимуществами предлагаемой схемы по сравнению с известной являются расширение функциональных возможностей за счет ускорения процесса уменьшения тока в нагрузке 7, повышение надежности и уменьшение стоимости и массы преобразователя за счет упрощения схемы.

ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий тиристорный мост с конденсатором В диагонали переменного тока, включенный диагональю постоянного тока между первым входным и одним выходным выводами, причем между выходными выводами включен обратный тиристор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, донолнитель но введены три тиристора, два из которьзс соединены последовательно, образуя подключенную к выходным выводам цепочку, причем точка соединения этих тиристоров образует второй входной вывод, а третий тиристор включен между первым входным и другим выходным выводами в непроводящем по отношению к источнику питания направлении.