Тиристорный преобразователь с индуктивно-емкостной коммутацией Советский патент 1987 года по МПК H02M3/135 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регуляторов частоты вращения в электроприводах постоянного тока.

Цель изобретения - новьшгение эф- фективности преобразователя путем увеличения диапаз(5иа регулирования частоты коммутации прн сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки.

На чертеже представлена схема ти- ристорного преобразователя а

Тирис торный преобразователь с индуктивно-емкостной коьшутацией содержит силовой тиристор 1, ко 5мутирую щий двухоперационный тиристор 2, коммутирующий конденсатор 3, катушки 4 и 5 индуктивности S зарядн-)1Й диод -б, двухстабильиое пороговое ycTpoiicTBo,, состоящее из операционных усилителей 7-9, а конденсатор 10. Между выводам - 11 и 12 да1Я нодключення источника постоянного напряжения включены нагрузка 13j в качестве которой использован электродвигатель, зашун- тированная обратным диодом 1А силовой тиристор 1 и катушка 5 индуктивности Коммутирующий конденсатор 3 и коммутирующий двухоперацио -н-тьм тиристор 2 соединен последовательно, причем свободный БЫБОд конденсатора 3 соединен с кат ппкой 5 индуктивности и выводом 12, а катод тиристора 2 соединен с катодом тиристора 1 Между выводом 11 и анодом тиристора 2 включена день из катушки 4 индуктив- .ности и диода 6. Двухстабильное пороговое устройство входом подключено к конденсатору 3, а выходок через конденсатор 10 к управляюш,ему электроду тиристора 2.

Силовой тиристор предназначен для коммутации силовой цепи, содер ка щей электродвит атель постоянного тока и катушку 5 индуктивности Коммутирующий двухоперационный тиристор 2, являю1Ч;ийся запираемым тиристором, коммутирующий конденсатор 3 и ка индуктивности образуют последовательную индуктивно-емкостную гасящую депь, которая осуществляет запирание силового тиристора К Катушка 4 индуктивности, зарядньш диод 6 и комму тирующий конденсатор 3 составляют зарядную цепь, предназначенную для заряда коммутирующего конденсатора 3 до напряжения, превышающего напря

398012

жение источника питания U. Дзухста- бильное пороговое устройство представляет собой нрецизионный триггер иЬштта, в котором нороги переключения зависят от эталонных пороговых напряжений U, и -И , и включает в себя операциогпшй усилитель 7, охва- ченньш ноложительной обратной связью,

10 вход которого подключен К коммутирующему конденсатору 3, а также два оне- рационных усилителя 8 и 9 типа иде- диод э подсоединенных к выходной клемме операционного усилителя

15 7. Двухстабильное пороговое устройство предназначено для измерения напряжения на коммутиру ощем конденсаторе 3, его сравнения с верхним или нижним эталонными пороговыми напряжени20 ями 1-и и lJ,j.H получения в моменты сравнения прямоугольных импульсов положительной или отрицательной полярности, Коа-;денсатор 10, одна клемма которого подсоединена к выходу

25 двухстабильного порогового устройства j а другая - к управляющему электроду коммутирующего двухоперационно- го тиристора 2, предназначен для Диф- ферен)п-пзовакия фронтов прямоугольных

3Q импульсов двухстабильпого порогового устройства и формирования остроконечных импульсов управления для коммутирующего двухоперадионного тиристора 2.

Тиристорный преобразователь рабо- тает следующим образом.

В исходном состоянии коммутирую- ишй двухоперационкый тиристор 2 закрыт, коммутирующий конденсатор 3 не заряжен. Ток якоря электродвигателя протекает, через о крытьй силовой тиристор 1 и катуппсу 5 индуктивности. Одновременно по цепи, содержащей катушку 4 индуктивности и зарядный ди40

50

,.. од 6, начинает заряжаться кoм ryтиpyю- щий конденсатор 3. При достижении напряжения на KOH eiicaTOpe 3 верхнего значения порогового напряжения, пропорционального напряжению +U на входе операционного усилителя 8, двух- стабильное noporoiioe устройство, состоящее из операционных усилителей 7 - 9, вырабатывает прямоугольный импульс положительной нолярности. Данный импульс поступает на конденса- тор 10, который дифференцирует его передний фронт и формирует положи- тельпый остроконечный импульс управления для двухоператшонного тиристоpa 2. Последний открывается и конденсатор 3 начинает разряжаться на катушку -5 индуктивности. Так как напряжение на конденсаторе 3 больше напряжения источника питания и при открытом двухоперационном тиристоре 2 прикладывается к катушке 5 , на силовом тиристоре 1 в течение некоторого времени появляется обратное нап эяжение ион запирается . В дальнейшем напряжение на конденсаторе 3 уменьшается до нуля и он начинает перезаряжаться до напряжения

,противоположной полярности. Как толь.ко это напряженке достигнет нижнего значения порогового напряж ения, пропорционального напряжению -11 на входе операционного усилителя 9, двух- стабилъное пороговое устройство обрывает прямоугольный импульс положи- тельноги полярности и вырабатывает прямоугольный импульс отрицательной полярности. Конденсатор 10 дифференцирует задний фронт импульса положительной полярности, информирует отрицательный остроконечный импульс управления для двухоперационного тиристора 2. Данный тиристор запирается

, и коммутируюп:(ий конденсатор 3 начинает перезаряжаться по цепи, содержащей катушку 4 индуктивности и зарядный диод 6, до напряжения, превышающего напряжение питания преобразователя. Как только напряжение на конденсаторе 3 достигнет верхнего значения порогового напряжения, двухста- бильное пороговое устройство, содержащее операционные усилители 7 - 9, откроет двухоперационный тиристор 2. В дальнейшем работа тиристорного преобразователя происходит таким же образом.

Варьирование пороговых значений напряжений +U| и -U двухстабильного порогового устройства, приводящее к изменению времени разряда и перезаряда коммутирующего конденсатора на отдельных коммутационных интервалах, позволяет увеличить диапазон регулирования частоты коммутации тиристорного преобразователя при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения электродвигателя в сеть.

BHHHTOi Заказ 4240/51 Тираж 659 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

5

0

5

0

5

0

Фор мула изобретения

Тиристорный преобразователь с индуктивно-емкостной коммутацией, со- дepжaшJ й два вывода для подключения источника постоянного напряжения, первый из которых является обищм с первым выходньм выводом для подключения нагрузки, цепь из последовательно соединенных силового тиристора и первой катушки индуктивности, которая включена между вторым выходным выводом для подключения нагрузки и вторым выводом для подключения минуса источника постоянного напряжения, цепь из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора и коммутирующего двухоперационного тиристора, которая включена параллельно первой катушке индуктивности, при этом катод двухоперационного тиристора соединен с катодом силового тиристора, -а также цепь из последовательно соединенных второй индуктивности и диода, свободный вывод

катушки индуктивности которой соеди- I

нен с первым выходным выводом, а катод диода - с анодом двухоперационного тиристора, причем коммутируюш 5й двухоперационный тиристор, кoм ryти- рующий конденсатор и первая катушка индуктивности образуют индуктивно- емкостную гасяшую цепь, вторая катушг ка индуктивности, диод и коммутирую- щий конденсатор образуют зарядную цепь, а между выходными выводами включен обратный диод, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности преобразователя путем увеличения диапазона регулирования частоты коммутации при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки, дополнительно введено двух- стабильное пороговое устройство, один вход которого подключен к одной, обкладке коммутирующего конденсатора, его другой вход - к другой обкладке коммутирующего конденсатора, а выход через.дополнительно введен- ньм конденсатор подключен к управляющему электроду коммутирующего двухоперационного тиристора.

Изобретение относится.к электротехнике и может быть использовано для регуляторов частбты в электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - повышение эффективности путем увеличения диапазона регулирования частоты коммутации при сохранении неизменным значения относительной продолжительности включения нагрузки. Устройство содержит силовой тиристор 1, последовательную индуктивно-емкостную гасящую цепь из коммутирующего двухоперационного тиристора 2, коммутирующего конденсатора 3 и катушки индуктивности 5, а также зарядную цепь из диода 6, катушки индуктивности 4 и коммутирующего конденсатора 3. Кроме того, устройство дополнительно снабжено двухстабиль- ным пороговым устройством на опера- ционнь1х усилителях 7, В, 9 и конденсатором 10. При этом вход двухста- бильного порогового устройства подключен к конденсатору 3, а его выход через конденсатор 10 - к управляющему электроду тиристора 2. Увеличение диапазона регулирования частоты коммутации устройства осуществляется за счет обеспечения возможности варьирования пороговых значений входного напряжения и двухстабильного порогового устройства, приводящее к изменению времени разряда и перезаряда коммутирующего конденсатора на отдельных коммутационных интервалах. 1 ил. ««. П 25 сл с: ZtO со эо 6V. зф } L Ё1г 12