Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M3/315 

со

со

00

(

19 f9

rW

С&иг. /

ИШ1

го.

Ibo

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при разработке преобразователей постоянного напряжения средней и большой мощности.

Цель изобретения - улучшение массо-габаритных показателей и повьппе- ние КПД.

На фиг. 1 показана принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения с автономным параллельным тиристорным инвертором напряжения; на фиг. 2 - кривые: а - тока i в токоограничивающих дросселях при но- минальном токе нагрузки; б - напряжения Uj на коммутирующем конденсаторе и тока первичной обмотки инвер- торного трансформатора при номинальном токе нагрузки; в - тока ij в то- коограничивающих дросселях в режиме: холостого хода; г - напряжения U на коммутирующем конденсаторе в режиме холостого хода; на фиг. 3 - f - рабочая частота инвертора; ток в токоограничивающих дросселях в конце интервала возврата избыточной энергии из токоограничивающих дросселей при переменной рабочей частоте в зависимости от величины тока нагрузки источника в относительных единицах.

Преобразователь постоянного напряжения содержит источник постоянного напряжения 1, автономный параллельный тиристорный инвертор напряжения 2, включающий диодный мост 3 обратного тока подключенный диагональю постоянного тока к выводам одноименной полярности источника постоянного напряжения 1, токоограничивающие дроссели 4 и 5, тиристорный мост 6 с тиристорами 7-10 и коммутирующим конденсатором 11 в диагонали переменного тока, подключенным через токоограничивающие дроссели 4 и 5 к выводам противоположной полярности источника постоянного напряжения 1 диагональю постоянного тока, трансформатор 12 с первичной обмоткой 13 с тремя секциями 14-16 и вторичной обмоткой 17, крайние выводы первичной обмотки подключены к диагонали переменного тока тиристорного моста 6, а средние - к диагонали переменного тока диодного моста 3, выходной выпрямитель в виде диодного моста 18, подключенный диагональю переменного тока к вьгаодам вторичной об

5 0

мотки 17 трансформатора 12, индуктивно-емкостный фильтр 19, подключенный .входом к диагонали постоянного тока диодного моста 18, нагрузку 20, подключенную к выходным выводам фильтра 19, узел линейной обратной связи по току нагрузки 21 с шунтом 22, включенным последовательно с нагрузкой и усилителем 23, подключенным входом к шунту, источник задающего напряжения 24; систему управления рабочей частотой 25, один вход которой подключен к источнику .задаюп его напряжения 24,а другой - к выходу усилителя 23, четыре входа системы управления подключены к управляющим электродам тиристоров 7 - 10.

Преобразователь работает следующим .образом.

При включенных тиристорах 7 и 10 на вторичной обмотке 17 инверторного трансформатора 12 формируется положительный полупериод напряжения, а при включенных тиристорах 8 и 9 - отрицательный. Амплитуда этого напряжения пропорциональна амплитуде напряжения и, денсаторе

, f. на коммутирующем кон- 11 инвертора 2 на интерва

ле tg (фиг. 2) возврата избыточной энергии из токоограничивающих дросселей 4 и 5. Напряжение (1 + + 2 К), Е, где Е - напряжение источника 1. Включение очередной пары тиристоров происходит под воздействием выходных напряжений U,, системы управления 25. Включение очередной пары тиристоров приводит к выключению ранее включенной пары тиристоров под воздействием напряжения Up на перезаряжающемся на интервале tjj коммутации в инверторе коммутиру- юп1ем конденсаторе 11. В момент про

хождения напряжения U, через нуле- вое значение происходит коммутация тока i в первичной обмотке 13 трансформатора 12 (фиг. 2). Под воздействием задающего напряжения источника 24 и напряжения UQC узла обратной связи 21 система управления 23 генерирует выходные напряжения 1), с частотой f, пропорциональной их сумме, т.е. частота f К|(иу,д+ ) линейно зависит от величины тока 1, нагрузки 20 преобразователя. Величины коэффициентов К, и К и напряжение и,0д устанавливаются такими, чтобы при номинальной нагрузке,когда

да

и

IHO

о,

и при холостом ходе,ког- частоты К,(и,а +

-«я

+ K2lo) В первом режиме K, во втором режиме соответствовали включениям очередной пары тиристоров в моменты достижения

снижающимся на интервалах

дросселей 4 и 5 численного значения приведенного к числу витков первичной обмотки 13 трансформатора 12 номинального тока нагрузки (фиг. 2).

При установленных таким образом

и

wA

изменение

от номинального

величинах К,, К тока нагрузки 1ц до нуля частота инвертора f линейно уменьшается от f

ном

до

х« (кривая 26, фиг. 3),а ток 1 в

токоограничивающих дросселях 4 и 5 в моменты очередного включения тиристоров 7,10 или 8,9 остается практически неизменным во всем диапазоне изменения тока « нагрузки 20 преобразователя (кривая 27, фиг. 3).

Таким образом, в преобразователе постоянного напряжения достигается увеличение рабочей частоты и ограничение мощности потерь электрической энергии ,в инверторе, следовательно, улучшение его массо-габаритных показателей и повьшение КПД.

Формула из обр е т е н и

Преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный к входным выводам через дроссели фильтра автономный параллельный тирис

to

f5

торный инвертор с обратным выпрямителем, выходной выпрямитель с индуктивно-емкостным фильтром, соединенный с цепью нагрузки, систему управления рабочей частотой инвертора, вход которой соединен с источником задающего напряжения, отличающийся тем,что, с целью улучшения массо-габаритных показателей и повьш1ения КПД он снабжен узлом обратной связи по току нагрузки преобразователя, включающим шунт в цепи нагрузки преобразователя, и усилитель, подключенный входом к шунту и . выходом - к входу системы управления, задающей частоту инвертора

f к,(и,„д+ K,,ij.

20

5

0

5

где f - частота инвертора;

К, - коэффициент передачи системы управления;

Ujc,,- задающее напряжение;

Kg - коэффициент передачи узла обратной связи;

1ц - ток нагрузки,

причем величины коэффициентов передачи К, и К2. и задающего напряжения выбираются такими, чтобы тиристоры инвертора при холостом ходе и номинальной нагрузке преобразователя включались в моменты времени, когда токи токоограничивающих дросселей инвертора принимают значе ния, равные приведенному к числу витков первичной обмотки инверторно- го трансформатора номинальному току нагрузки преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике и cпoльзyeтcя во вторичных источниках электропитания. Целью изобретения является улучшение массо- габаритнь:х показателей и повьшение КПД. Устройство содержит автономный параллельный тиристорный инвертор напряжения 2 с выходным выпрямителем 18 и индуктивно-емкостным фильтром 19, система управления 25 рабочей частотой соединена с источником 24 задающего напряжения.Узел линейной обратной связи по току нагрузки включает в себя шунт 22 в цепи нагрузки и усилитель 23. Величины коэффициентов передачи системы управления и узла обратной связи и задающее напряжение выбирают по режимам холостого хода и номинальной нагрузки такими, чтобы в обоих случаях рабочая частота инвертора соответствовала включению очередных тиристоров в моменты достижения токами токоог- раничивающих дросселей инвертора значения, равного приведенному к числу витков первичной обмотки ин- верторного трансформатора номинальному току нагрузки. 3 ил. о. & (Л

t/f

lltfiot

fju

fwg

m0,2 Qtf фие.З

Uem

Off

0,S 7,0

If/ jlHOii