Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1987 года по МПК H02M3/135 

13

зашунтирован цепью из одной из обмоток дополнительно введенного ич- пульсного повьшгагощего трансформатора 16 и дополнительного проходного конденсатора 15. Цепь из другой обмотки трансформатора i 6 и блока 7 перезарядных тиристоров через блок 5 коммутирующих тиристоров включена параллел1 но блоку 1 . Общая точка соединения встречно включенных обмоток, трансформатора 16 соединена с одной иэ обкладок дополнительно вне- денного дифференцирующего конденсатора 17, а через ког-мутирующий реактор - с одним из выводов блока .3

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено на электротранспортньЕХ средствах с управляемым Тяговьм электроприводом.

Цель изобретения - уменьшение по- терь знергии, массы и габаритов преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 диодов рекуперации, дроссель 2 насыщения, блок 3 коммутирующих кондеъь саторов, коммутирующий реактор 4, блок 5 коммутирующих тиристоров, зарядное сопротивление 6, блок 7 пе- резарядных тиристоров, шины 8 и 9 ис питания, блок 10 управления, выходные выводы 11 и 2 для подключения нагрузки, например, тягового двигателя, блок 13 реверсивно вклю- чаемых динисторов С PBjU , диод 1А, проходной конденсатор 15, импульсный повьшающий трансформатор 16, дифференцирующий конденсатор i 7.

Дроссель 2 насыщения подключен одним выводом к плюсовой шине 8. Второй вывод дросселя соединен с катодным выводом блока 1 диодов. анодным вьшодом блока 13 динисторов, концом вторичной повьгша ощей обмотки траасфо матора 16,. началом первичной обмотки этого трансформатора, выводом конденсатора 17 и с выводом реактора 4. Второй вывод последнего соединен с выводом блока 3, другой вьгаод которо го подключен к анодному выводу блокоммутир то111,1гх конденсатороп. /(,)угая обкладка конденсатора 17 и другой вынод блока 3 соединены с анодны - и катодным выводами блока 5 и блока 7 соответственно, а через зарядное сопротивление 6 - с входным 9 и выходным 11 выводами. Дополнительно введенные г лементы устройства и указанное их соединение позволяют исключить пе ренапряжения на элементах, обеспечить одновременность включения динисторов блока 13 без выравнивания ргх токов управления, а также снизить потери на перемагничквание дросселя 2 и емкость конденсаторов.

ка 5, выводу зарядного сопротивления 6 и катодному Пыводу блока 7. Катодный вьшод блока 5 соединен с катодом диода 14, выводом 12 и аноднь м вьшодом блока I. Анод диода 4 подключен к катодному вьгаоду блока i3. Анодный вывод блока 7 подключен к концу перв1-гчной обмотки трансформатора 16. Минусовая шина 9 подключена к второму выводу сопротивления 6 и выводу Ii. Конденсатор 5 включен между началом вторичной обмотки трансформатора 16 и катодным вьшодо блока 3. Блок О управления под- ключен к блокам 5 и 7. Прямая вольт- амперная характеристика РВД аналогична прямой характерист ики обычного тиристора. Обратная характеристика РВД аналогична прямой характеристике диода.

Преобразователь работает следующим образом.

По сигнапу управления от блока 10 включается блок 7 и конденсаторы 3 и 17 начинают разряжаться через первичную обмотку повышающего трансформатора 16. При разряде конденсато ра 17 па втор1 гчной обмотке трансфор- матора 16 создается короткий импульс напряжения обратной для блока РВД 13 полярности и через блок 13 проходит небольшой обратньй ток, приводящий к его последующему переключению. При прохождении через блок 13 импульса тока управления нарастание основного тока задерживается дросселем 2

31

иасыцекня. В момент насьщения сердеч ника дросселя 2 к блоку 13 вновь при кладьтается прямое напряжение, при этом он без задержки переключается и по цепи шина 8 - дроссель 2 - блок РВД I3 - диод 14 - выводы 12 и I1 - шина 9 проходит быстронарастающий импульс основного тока. Одновременно с коммутацией основного тока происходит перезаряд конденсаторов блока 3 через реактор 4 и блок 7 тиристоров.

После того, как на выводах для подключения нагрузки тягового двигателя сформирован импульс напряжения заданной длительности, блок 10 управления вьщает сигнал на включение блока 5 тиристоров. При этом- через реактор 4 к цепи, состоявши из последовательно, соединенных блока РВД 13 и диода 14, прикладывается обратное напряжение от блока 3 конденсаторов ,приводящее к выключению блока РВД. Затем происходит подза- ряд блока 3 конденсатора и конденсатора 17 через зарядное сопротивление 6 и схема возвращатеся в исходное состояние.

Введение блока РВД повьшает надеж ность преобразователя, так как исклю чаются перенапряжения на элементах блока при их переключении и исчезает такое понятие, как критическая скорость нарастания тока. Одновременность включения всех элементов основ ного коммутатора создает возможность использования в блоке РВД большого количества последовательно соединенных приборов. При этом отпадает необходимость выравнивания токов управления между отдельными динисто- рами, так как они включаются общим для всего столба РВД импульсом обратного тока. В результате этого рабочее напряжение динисторов блока РВД может быть невелико (сотни . . вольт), а время выключения очень мало (единицы микросекунд). При этом, существенно уменьшается емкость блока 3 коммутирующих конденсаторов, так как она пропорциональна времени выключения основного коммутатора. Небольшая величина необходимой для переключения РВД задержки нарастания основного тока ( 1-2 мкс позволяет значительно уменьшить массогабариты дросселя насьпцения и понизить поте ри энергии на его перемагничивание.

256334

Уменьшение потерь энергии в дроссе - ле насьпцения, в блоке РВД ( вследствие однородного переключения динисторов ) и при выключении блока РВД (вследствие уменьшения времени выключения ) позволяет снизить общие потери энергии в преобразователе.

Переключение блока РВД осуществля д ется с помощью диода 14, проходного конденсатора 15, дифференцирующего конденсатора 17 и трансформатора 16. Диод 14 исключает прохождение через РВД обратного тока при их выключе 5 НИИ и тем самым создает возможность осуществления самого процесса выключения. Конденсатор 17 и трансформатор 16 формируют быстронарастающий импульс тока управления блока РВД.

2Q Конденсатор I5 служит для разделения силовой цепи и цепи управления РВД.

Формула изобретения

25 Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий основной полупроводниковый коммутатор, блок диодов рекуперации, дроссель насьпцения, блок коммутирующих кон- 30 денсаторов, коммутирующий реактор,

блок коммутирующих тиристоров, зарядное сопротивление, блок управления, два выходных вывода.для подключения нагрузки, блок перезарядных тиристоров, и две шины источника питания, причем один вьгоод дросселя подключен к плюсовой шине источника, его второй вьшод соединен с катодным выводом блока диодов рекуперации, анодным вьшодом основного коммутатора и вьшодом реактора, второй вывод которого соединен с одним выводом блока конденсаторов, второй вывод которого соединен с вьшодом зарядного сопро- .(. тивления, анодным вьгоодом блока коммутирующих тиристоров и катодным выводом блока перезарядных тиристоров, блок перезарядных тиристоров и б лок коммутирующих тиристоров соединены с блоком управления, второй вьшод за35

40

50

55

рядного сопротивления соединен с минусовой шиной источника и одним из выходных выводов для подключения нагрузки, второй выходной вывод соединен с катодным вьшодом блока коммутирующих тиристоров и анодным выводом блока диодов рекуперации, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии, массы и

габаритоп, дополшггельно Рве.,1 диод, приходной коидг нсатор 5 повышающий импульс.ньй траргсформатор и дифференцирунэтий конденсатор; а основной коммутатор ншюлиеи в нндй блока реверсинно ВКЛЮЧЯРМЪК дниисторов , анодный б.ГШКЙ ДИНИСТОРОК

соединен с началом пс рпи игой обмг-ткк трансформаторп. с KOKUO S ет о йторич- ной обмотки и вьшсдом ,11гренцирую щего конаенсатора, второй .вывод котс

рого сординсм с като;1кмм Bbsi rjjifif, Гггто- кя г1(П(Чзлряд1 Ь(х тнрис:торор, апод- иьи иыяод 5лока переааря;;ньгх тиристоров coejiHHCH с концом irepn-ичной обмотки трансформач ора, начало вторичной обмотки кот(}рого сойдииетю с проходного ко1шексатора, рторо В1,вод которого сопдннен с - катол.гИ М BbtHo;;.oM 5. рснерсниио включаемых динисторон и аь-одом диода ,катод которого СОРДПНР.Р С р горым выходньн .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электротранспортных средствах с управляемым тяговым электроприводом. Цель изобретения - уменьшение потерь энергии, массы и габаритов. Устройство содержит подключенный через дроссель насыщения 2 к входному 8 и выходному 12 выводам блох 1 диодов рекуперации. Параллельно блоку 1 .включена цепь из дополнительно введенных блока 13, реверсивно включаемых динисторов и диода 4. Блок 13 i (Л с ;i; 13 15 i Sfe -Чй V/ А :о о сд Од 00 DO ю 9