Преобразователь постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H02M3/315 

Встречно-паралельно Т 1 и 4 подключены введенные диоды 12 и 13. Выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих

импульсов на Т 1,2 и 3,4 по отношению к моменту включения тиристоров 19 и 17, что соответствует амплитудно-широтно-импудьсному регулированию. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, представляет собой преобразователь постоянного тока ц может быть использовано при лазерной термо обработке, в электротехнологии,, элек трохимии и других областях. Цель изобретения - уменьшение установленной мощности оборудования. На фиг. 1 изображена схема преобразователя; на фиг. 2 - временные ди аграммы, поясняющие его работу. Преобразователь (фиг. 2) содержит однофазный мост на тиристорах 1-4, в диагональ переменного тока которого йвключены последовател лно соединенные конденсатор 5 и первичная обмотка трансформатора 6. Вторичная обмотка трансформатора подсоединена через од нофазный мостовой выпрямитель на диодах 7-10 к нагрузке 11. Преобразователь включает в себя также два дополнительньпс диода 12 и 13, подклю ченные встречно-параллельно тиристорам моста, соединенньЕм с выводом кон денсатора и два дросселя 14 и 15, подключенные к же выводу ководен сатора. Кроме того, преобразователь содержит диод 16 и дополнительно ти.ристор 17, анодами подключенные к дросселю, а катодами - к положительному выводу источника питания и точк соединения конденсатора и первичной обмотки трансформатора соответственно, а также диод 18 и дополнительный тиристор 19, подключенные катодани к дросселю, а анодами - к отрицательному выводу источника питания и точке соединения конденсатора и пе вичной обмотки трансформатора соответственно. Работу преобразователя рассмотрим условно разбив весь диапазон регулирования выходного напряжения на два поддиапазона. Поддиапазон малых напряжений. Вре менные диаграммы, поясняющие работу, Приведены на фиг. 2а . Допустимы к моменту t конденсатор 5 заряжен до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. В момент t включается тиристор 19. Конденсатор начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: конденсатор 5 - тиристор 19дроссель 14. В момент t включаются тиристоры 1 и 2. Образуется второй контур перезаряда конденсатора 5: источник V - тиристор 1 - конденсатор 5 - первичная обмотка трансформатора 6 - тиристор 2. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается импульс напряжения, величина которого равна напряжению питания плюс напряжение на конденсаторе, а полярность указана на фиг. Т в скобках. Наводимая на вторичной обйотке ЭДС открывает диоды 7 и 8 однофазного выпрямителя и на нагрузке; формируется импульс напря: 1;ения UH (фиг. 2а). В момент 1 конденсатор 5 перезаряжается до напряжения источника питания Чполярность указана на фиг. 1 без скобок), открываются диоды 12,18 и 9,10. Тиристоры 1,2 и 19 обесточиваются и восстанавливают свои управляющие свойства. Ток нагРУЗки 1ц замыкается через диоды мостового выпрямителя, а ток дросселя 14 протекает навстречу источнику питания через диоды 12 и 18. В момент t, по истечении времени t, необходимого для надежного запирания проводивших ранее тиристоров, включается тиристор 17. Конденсатор 5 вновь начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: конденсатор 5 - дроссель 15 - тиристор 17.После включения в момент Г- тиристоров 3 и 4 в нагрузке появляется очередной импульс напряжения. При этом проводят диоды 9 и 10 мостового вьпрямителя. Конденсатор 5 перезаряжается током нагрузки и током дросселя 15.

После его перезаряда до напряжения источника питания (t) открывают ся диоды 13 и 16, а выпрямитель стягивается в точку. При этом ток нагрузки замыкается через диоды вьтрямителя, а ток дросселя 15 протекает навстречу источнику питания через диоды 13 и 16, В момент tg включается тиристор 19 и процессы в схеме повторяются.

Как видно из принципа работы преобразователя, выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 1,2 и 3,4 по отношению к моменту включения тиристоров 19 и 17, что соответствует амплитудно-широтно-импульсному регулированию. Очевидно, что максимальное,напряжения в этом поддиапазоне будет иметь место при одновременном включении тиристоров 1,2и 19 для одной полярности- и 3,4 и 17 для другой. Для дальнейшего увеличения напряжения нагрузки преобразователь переводится во второй поддиапазон регулирования.

Поддиапазон больших напряжений. Временные диаграммы, поясняющие работу, приведены на фиг. 25 ,

Допустим к моменту t, Конденсатор 5 заряжен до напряжения источника питания с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. В момент to включаются тиристоры 1 и 2. Образуется контур перезаряда ,конденсатора: источник V - тиристор 1 - конденсатор

5- первичная обмотка трансформатора

6- тиристор2. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается импульс напряжения, величина которого равна двойному напряжению питания, а полярность указана на фиг. 1

в скобках.

Наводимая на вторичной обмотке ЭДС открьшает диоды 7 и 8 мостового выпрямителя и на нагрузке формируется импульс напряжения U (фиг. 26). В момент tj включается тиристор 19 и образуется второй контур перезаряда конденсатора 5: конденсатор - тиристор 19 - дроссель 14. При этом напряжение на нагрузке начинает спадать более круго, тем самым уменьшается ширина и площадь импульса. В момент tj ток через дроссель 14 прекращается и конденсатор вновь перезаряжается лишь током нагрузки. После jero перезаряда до напряжения источПика питания (полярность указана на фиг. 1 без скобок) в момент Сд открываются диоды 9 и 10. Т ристоры 1 и 2 обесточиваются и восстанавливают 5 свои управляющие свойства. Ток нагрузки замыкается через диоды мостового выпрямителя. По истечении времени tj,, необходимого для надежного запирания проводивших ранее тиристоров, в момент t, включаются тиристоры 3 и 4. Конденсатор 5 начинает перезаряжаться по образовавшемуся контуру: источник V - тиристор 3 - первичная обмотка трансформатора 6 - кочденса5 тор 5 - тиристор 4. В нагрузке появляется очередной импульс напряжения, который в момент tg, после включения тиристора 17, претерпевает излом за счет появления дополнительного тока 0 перезаряда конденсатора в контуре дросселя 15 и тиристора 17. Б момент времени tg этот ток прекращается и конденсатор продолжает перезаряжаться лишь током нагрузки. После его перезаряда до напряжения источника питания (t) выпрямитель стягивается в точку, замыкая ток нагрузки. В момент времени tg включаются тиристоры 1 и 2 и процессы в схеме повторяются.

0 Как видно из принципа работы, выходное напряжение можно регулировать путем изменения момента подачи управляющих импульсов на тиристоры 19 и 17 по отношению к моменту включения

5 тиристоров 1,2 и 3,4, что соответствует широтно-импульсному регулированию. Очевидно, что минимальное напряжение в этом поддиапазоне будет иметь место при одновременном включе0 НИИ трех тиристоров, а максимальноепри работе преобразователя без дополнительных контуров, т,.е. без включения тиристоров 17 и 19.

5 Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока, coдepжaшJ й подключенный к входным выводам однофазный тиристорный мост,

0 в диагональ переменного тока которого включены последовательно соединенные конденсатор и первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через диодный мостовой вьтрямитель подключена к цепи нагрузки, а также два дополнительных тиристора, катод первого из которых соединен с первым дросселем и катодом первого