Преобразователь постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02M7/519 H02M3/135 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовым полупроводниковым (тиристорным) преобразователям электрической энергии постоянного тока. ,

Цель изобретения - расширение фун функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения стабильной работы в режиме короткого замыкания .

На фиг. 1 представлена схема преобразователя j на фиг. 2 - двухячейко вый преобразователь, выполненный по нулевой схеме.

Преобразователь (фиг. 1) состоит КЗ моста на тиристорах 1-4, в двига- тель переменного тока которого включен конденсатор 5 коммутирующий, диагональ постоянного тока моста последовательно соединена с нагрузкой j и дросселем 7 и подключена к входным выводам 8 и 9. Дополнительно введен трансформатор 10, первичная обмотка 11 которого своими крайними аыводами 12 и 13 через диоды 14 и 15 подключена к диагонали переменного тока тиристорного моста параллельного конденсатору 5. Средний вывод 16 о -ютки 11 подключен к входному выводу 9. Вторичная обмотка 17 включена в диагональ переменного тока дополнительно введенного обратного диодного моста на диодах 18-21 диагональю постоянного токвр включенного встречно к входным выходам 8 и 9

Схема двухячейкового преобразователя (фиг. 2) содержит те же элементы, при этом первичная обмотка 11 трансформатора 10 подключена через диоды 14 и 15 к анодным группам первого моста на тиристорах 1-4 и второго моста на тиристорах 22-25, в диагональ переменного тока которого включен второй коммутирующий конденсатор 26, а нагрузка 6 подключена к вторичной обмотке 27 выходного трансформатора 28, первичная обмотка 29 которого своими крайними выводами 30 и 31 подключена через дроссель 7 к положительному входному выводу.

Схема (фиг. 1) работает следукчшл1М образом.

Импульсами, сформированными в схеме управления3 ос ьтдс ствляшт поочередное открытие пар тиристоров 1s3j

2,4;

1,3

и т,д. При этом происходат

перезаряд конденсатора 5„ Ток перезаряда конденсатора при вк.таочении

5

0

5

тиристоров 1,3 проходит в нагрузке по цепи вывод 8 - тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристор 3 - дроссель 7 - нагрузка 6 - вывод 9. При этом, если напряжение на конденсаторе 5 меньше напряжения питания, диоды 14 и 13 закрыты. Если, например, при открытых тиристорах 1 и 3 потенциал средне:го вывода тиристоров 3 и 2 оказывается ниже потенциала вывода 9, открывается диод 14. Однако ток через диод 14 не пойдет, поскольку индуктивность первичной обмотки трансформатора 10 при запертых диодах 18 - 21 велика. При дальнейшем увеличении напряжения на конденсаторе 5 и открытом диоде 14 напряжение на обмотке 17 достигает уровня напряжения на зажимах 8 и 9 и диоды 19 и 21 открываются. Дальнейший рост напряже- ,ния на конденсаторе 5 прекращается. Ток дросселя, который не может прекратиться, мгновенно замыкается .по цепи дроссель 7 - нагрузка 6 - вывод 16 - диод 14 - тиристор 3 - дроссель 7 и энергия трансформируется в обмотку 17. По цепи вывод 9 - диод 21 - обмотка 17 - диод .19 - вывод 8 энергия дросселя возвращается (полностью в режиме короткого замыкания и частично в нагрузочных режимах) источнику.

Схема обеспечивает при определенных усл:овиях и работу .при отрицательных напряжениях на нагрузке. Последовательность работы элементов при этом такая же, как описано.

Энергетически же режим преобразования происходит следующим образом. При перезарядке конденсатора 5 при отридатель-ном напряжении на нагрузке энергия с выводов 8 и 9 и с нагрузки поступает в дроссель 7. После открытия диодов 14,19 и 21 (или 15,18 и 20) энергия с дросселя (и с нагрузки) поступает на вывод 8 и 9.

Схема по фиг. 2 работает Щ.ИМ образом,

Импул.ьсы управления, формируемые в схеме управления (не показана),, подаются поочередно на пары тиристо- ,ров В следующей последовательности 1,3; 22,24; 2,4, 23,25j 1,3 и т.д. Ток перезаряда конденсатора 5 протекает по левой части обмотки 29 и 55 формирует в нагрузке ток, например, положительной полярности. При перезарядке конденсатора 26 ток протекает по правой части обмотки 29 и в

0

5

0

5

50

3

нагрузке формируется ток отрицательной полярности. В обоих случаях то протекает через дроссель 7. В начале каждого полупериода коммутирующи конденсаторы подключаются к отрицательному входному выводу своим положительно заряженным полюсом, а отрицательно заряженный полюс подключен к выводам 30 (или 31) обмотки 29. В процессе перезарядки конденсатора напряжение на нем меняется по величине и знаку. Пока потенциал вывода 30 (31) ниже потенциала входного вывода 8, диод 14 (15) заперт. После того как потенциал вьшода 30 (31) станет выше потенциала вывода Sj, диод 14 (15) открывается и напряжение между выводами 8 и,30 (31) прикладывается к обмотке 11 трансфоматора 10. При этом напряжение тран сформируется на обмотку 17.Когда напряжение на обмотке 17 достигает величины напряжения на входных выводах 8 и 9 открывается пара диодов 18 и 19 (20 и 21) диодного моста, в результате чего прекращается перезарядка коммутируемого конденсатора i5 (26). При работе, например, лево- (го моста ток дросселя 16 после этог протекает по следующей цепи: вывод 8 - дроссель 7 - вывод 30 - диод 14 - обмотка 11 - вывод 8. При этом с обмотки 11 ток трансформируется на обмотку 17 и энергия дросселя 7

возвращается на входные выводы по цепи: вывод 9 - диод 21 - обмотка 17 - диод 19 - вывод 8. Прекращение тока через конденсатор обуславлива- ет закрытие тиристоров моста. Ограничение уровня напряжения на коммутируемых конденсаторах обуславливает и ограничение тока перезарядки.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока, содержащий тиристорный мост, диагональ шэстоянного тока- которого подключена к положительному входному

выводу непосредственно, а к отрицательному - через цепь нагрузки, в диагональ переменного тока включен коммутирующий конденсатор, о т л и .- чающийся тем что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения стабильной работы в режиме короткого замыкания, введен обратный диодный мост, подключенный к входным выводам, и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого крайними выводами подключена через введенные дополнительные диоды параллельно коммутирующему конденсатору, а средним выво;; дом - к отрицательному входному выводу, причем вторичная обмотка трансформатора включена в диагональ переменного тока обратного диодного моста. 6

Фutг

Редактор Н. Бобкова

Составитель И. Жеребина

Техред В.Кадар Корректор в.Бутяга

Заказ 4017/52Тираж 631. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электротехнике и используется в силовых тиристорных преобразователях электрической энергии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения стабильной работы в режиме короткого замыкания. Устройство содержит мост на тиристорах (Т) 1-4, коммутирующий конденсатор (КК) 5, нагрузку 6, дроссель 7. Введение трансформатора 10, первичная обмотка 11 которого через диоды 14, 15 подключена параллельно .КК 5, а вторичная обмотка 17 включена последовательно в диагональ переменного тока дополнительно введенного диодного моста на диодах 18-21, обеспечивает ограничение уровня напряжения на КК 5 и ограничение перезарядки. При увеличении напряжения на КК 5 и открытом.диоде 14 напряжение на вторичной обмотке трансформатора достигает уровня напряжения на входных выводах 8,9 и диоды 19,21 открываются, что прекращает дальнейший рост напряжения на КК 5, Ток дросселя 7 замыкается черес; нагрузку, диоды 16 и 14, и энергия трансформируется в обмотке 17. Энергия дросселя возвращается (полностью в режиме короткого замыкания и частично в нагрузочных режимах) источнику. Схема обеспечивает при определенных условиях работу при отрицательньог напряжениях на нагруке.. 2 ил. (Л N9 4 О) СО о