Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/515 

со

-4

11

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания пассивной индуктивно-активной нагрузки.

Целью изобретения является повышение надежности, уменьшение стоимости . и массы преобразователя.

На чертеже приведена электрическая схема преобразователя постоян- кого напряжения в переменное.

Преобразователь содержит источник 1 питания, конденсатор 2, тиристоры 3-6, образующие однофазный тиристор- ный мост с подключенной к диагонали переменного тока пассивной индуктивной нагрузкой 7, обратные тиристоры 8 и 9, включенные встречно-параллельно анодным тиристорам 3 и 5 однофазного моста, обратные диоды 10 и 11, включенные встречно-параллельно ка-i тодным тиристорам 4 и 6 однофазного моста, первый дополнительный тиристор 12, катод которого подключен к положительному входному выводу, а анод подключен к выводу постоянного тока анодных тиристоров, однофазного моста, второй и третий дополнительные тиристоры 13 и 14, аноды которых соединены с обкладкой конденсатора, а катоды подключен) соответственно к первому и второму выходным выводам вспомогательный тиристор 15, соединяющий обкладку, конденсатора с положительным входным выводом.

Преобразователь, работает следую- щим образом.

Форма тока нагрузки 7 преобразователя повторяет форму эталонного сигнала, вырабатываемого схемой уп- равления и представляющего собой в частном случае синусоиду или любую наперед заданную меняющую свой знак функцию времени.

Преобразователь создает в нагруз- ке 7 положительную полуволну тока (при этом направление тока совпадает с показанной на схеме стрелкой) и отрицательную полуволну тока (при этом направление тока в нагрузке противоположно показанной на схеме стрелке).

Работа схемы при создании обеих полуволн тока следующая (при этом для положительной полуволны перечень рассматриваемых элементов приведен без скобок, а для отрицательной полуволны - в скобках; отсутствие дублирующего перечня в скобках означает.

г п 5 о

Q

5

0

5

162

что указанные элементы одинаковы для обеих полуволн тока).

Пусть в исходном состоянии конденсатор 2 заряжен с полярностью, указанной на схеме без скобок.

Отпираются тиристоры 15,3,6(15,5, 4) и конденсатор 2 начинает перезаряжаться по цепи 1-15-2-3-7-6-1(1-15- 2-5-7-4-1). Знак напряжения заряженного в конце этого процесса конденсатора соответствует знакам на схеме в скобках. В результате перезаряда конденсатора 2 ток в нагрузке 7 возрастает.

В момент времени, когда напряжение на конденсаторе 2 превышает по абсолютной величине напряжение источника I питания, напряжение на нагрузке 7 меняет знак. Поэтому отпирается диод 10(11), и ток нагрузки 7 замыкается по цепи 7-6-10-7(7-4-11- 7), а тиристоры 15,3(15,5) запираются. При этом скорость уменьшения тока нагрузки 7 определяется ее параметрами .

После этого отпираются тиристоры 13,9(14,8), тиристор 6, диод 10(4,11) запирается, а конденсатор 2 перезаряжается по цепи 2-13-7-9-2(2-14-7- 8-2). Ток в нагрузке 7 возрастает. Полярность конденсатора 2 в конце этого режима указана на схеме без скобок.

Когда напряжение на конденсаторе 2 по абсолютной величине приближается к напряжению источника питания, но меньше его, отпирается тиристор 6(4). При этом тиристоры 3,9(14,8) запираются. Ток нагрузки 7 снова замыкается через тиристор 6 и диод 10 (тиристор 4 и диод 1I), уменьшаясь . с постоянной времени, определяемой параметрами нагрузки.

Таким образом, один цикл увеличения тока в нагрузке состоит из последовательно осуществляемых процессов заряда конденсатора от источника питания через нагрузку перезаряда конденсатора и замыкания тока нагрузки через тиристор 6, диод 10(4,11).

При увеличенрш тока нагрузки описанные циклы повторяют один за другим, пока ток нагрузки не достигнет заданной величины.

При замыкании тока нагрузки через тиристор 6, диод 10(4,11) скорость уменьшения тока зависит от параметров нагрузки. Для некоторых пассив 31

ных индуктивно-активных нагрузок (обмоток электромагнитов, обмоток возбуждения электрических машин) такая скорость уменьшения тока является недостаточной и ее требуется увеличить путем рекуперации запасенной энергии в источник питания.

Процесс уменьшения тока осуществляется следующим образом.

Повторяют описанный цикл перезаряда конденсатора 2 при питании от источника 1 питания по цепи 1-15-2-3- 7-6-1(1-15-2-5-7-4-1) и заряде конденсатора 2 до напряжения, полярность которого указана в скобках. В конце .этого и(икла тиристорыМ 5 ,3(15,5) запираются, а возросший ток нагрузки замыкается через тиристор 6, диод 10(4,11).

Далее осуществляют перезаряд конденсатора 2 по цепи 2-13-7-9-2(2-14- 7-8-2). Полярность напряжения конденсатора 2 в конце этого режима указана на схеме без скобок. В результате перезаряда конденсатора ток в нагрузке возрастает.

Когда напряжение на конденсаторе 2 по абсолютной величине превышает напряжение источника 1 питания, отпираются тиристор 12 и диод 10(11). Тиристор 13(14) запирается. Запасенная в нагрузке 7 электромагнитная энергия передается источнику питания по цепи 1-10-7-9-12-1(1-11-7-8-12-1). В результате ток нагрузки интенсивно уменьшается. Когда ток нагрузки становится меньше требуемой величины.

0

5

0

5

164

включается тиристор 6(4), ток нагрузки замыкается по цепи 7-6-10(7-4-11), а тиристоры 12,9(12,8) запираются. В результате схема готова к последующему циклу увеличения или уменьшения тока в нагрузке.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий однофазный тиристорный мост, диагональ переменного тока которого соединена с выходными выводами, тиристоры катодной группы подключены к отрицательному входному выводу и зашунтиро- ваны обратными вентилями, а тиристоры анодной группы соединены с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого через вспомогательный тиристор подключена к положительному входному выводу, а также два обратных и три дополнительных тиристора, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, уменьшения стоимости и массы, в качестве обратных вентилей использованы диоды, а обратные тиристоры шунтируют тиристоры анодной группы моста, соединенные с анодом первого дополнительного тиристора, подключенного катодом к положительному входному выводу, аноды второго и третьего дополнительных тиристоров соединены с второй обкладкой конденсатора, а их катоды подключены к диагонали переменного тока моста.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для питания пассивной индуктивно-активной нагрузки. Целью является повьшение надежности, уменьшение стоимости и массы преобразователя. Устройство содержит конденсатор 2, однофазный мост на тиристорах 3-6 с подключенными к диагонали переменного тока выводами нагрузки 7 и дополнительные тиристоры 12- 14. Анодные тиристоры 3,5 моста за- шунтированы встречно включенными тиристорами 8,9, а катодные тиристоры 4,6 моста - встречно включенными диодами 10,11. Конденсатор 2 своей первой обкладкой подключен к выводу постоянного тока анодной группы тиристоров моста, а второй обкладкой - к анодам второго 13 и третьего 14 дополнительных тиристоров и к катоду вспомогательного тиристора 15. Форма тока нагрузки 7 повторяет формутота- лонного сигнала, вырабатываемого схемой управления. I ил. с ю . (Л