Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1988 года по МПК H02M3/315 

а

а

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в постоянное. Цель изобретения уменьшение потерь холостого хода преобразователя. Устройство содержит инвертор на тиристорах 1-4, выпрямитель на диодах 9-12, конденсаторы 13, 14 фильтра, конденсаторы 15,17,22, 23, реакторы 16,18,20,21 и блок управления 24. При постоянной паузе импульсов тока нагрузки уменьшается зависимость от тока нагрузки времени восстановления управляемости тиристог- ров. В результате амплитуда тока колебательного контура инвертора nfn отсутствии насыщения магнитопровода трансформатора уменьшается до значения, равного удвоенному значению максимального тока холостого хода трансформатора. 2 ил. ел

(X 00 О)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в постоянное.

Цель изобретения - уменьшение потерь холостого хода преобразователя. На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для управления преобразователем постоянного напряжения в постоянное; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит ушвертор, выполненный по мостовой схеме на тиристорах 1 - А со встречными диодами 5- 8, выпрямитель на диодах 9 - 12, конденсаторы 13 и 14 фильтра на входе инвертору,конденсатор 15 и реактор 16 колебательного контура инвертора, конденсатор 17 и реактор 18 дополни- тельного контура, силовой трансформатор 19, реакторы 20 и 21 фильтров, конденсаторы 22 и 23 фильтра на выходе выпрямителя, блок 24 управления, выходы которого соединены с управляю 1ЦИМИ переходами тиристаров 1 - 4 инвертора через трансформаторы 25 - 28 тока, а синхронизирующий вход - через трансформатор 29 тока с выходом задающего генератора, вьтолненного по схеме релаксатора на диодном тиристоре 30 и конденсаторах 31 и 32. С целью уменьшения потерь энергии и обеспечения постоянной паузы между импульсами тока нагрузки времязадаю- щий конденсатор 31 зашунтирован разрядной цепью, выполненной на транзисторе 33 по схеме стабилизатора тока и содержащей резисторы 34 - 36. Базовая цепь транзистора 33 соединена с выходом выпрямительного моста 37 через стабилитрон 38 и зашунтиро- вана диодом 39. При этом вход моста 37 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 40 тока, первичная обмотка которого подключена на выходе инвертора последовательно в цепь выходного трансформатора инвертора.

Для исключения возможности резкого уменьшения периода следования импульсов тока на выходе задающего генератора при исчезновении нагрузки цепь питания упраапяюг1его входа стабилизатора тока зашунтирована импульсным ключом, содержащим тиристор 41 и диод 42, зашунтированные последовательным колебательным контуром, включающим реактор 43 и конденсатор 44. Управляющий переход тиристора ч

0

5 0 5

соединен с выходом яадаклцегп генератора через трансформатор 43 тока, а потенциальный вывод ключа соединен с источником питания через резистор 4(5. Перед пуском тумблер 47 гаунтиру- ет диодный тиристор 30.

В исходном состоянии конденсаторы 13 и 14 фильтра на входе инвертора заряжены до напряжения источника питания, а конденсаторы 15 и 17 колебательных контуров коммутации разряжены. Конденсаторы 31 и 32 задающего генератора и конденсатор 44 к:1юча заряжены до напряжения источника питания цепей управления.

В момент времени t, после размыкания контактов тумблера 47 начинает разряжаться конденсатор 31

и напряже30

52025

35

40

45

0

5

ние U| на нем постепенно уменьшается на величину, равную напряжению переключения диодного тиристора 30. При о.тпираниии тиристора 30 в момент времени t через ко1щенсатор 31 и первичные обмотки трансформаторов 29 и 45 тока протекает короткий.импульс тока i , который обеспечивает запуск блока 24 управления, формирование импульса тока i , и отпирание тиристора 41, который шунтирует цепь управления стабилизатора тока на транзисторе 33 и исключает разряд конденсатора 31 в интервале времени, длительность которого равна периоду собственных колебаний контура, содержащего реактор 43 и конденсатор 44, благодаря уменьшению напряжения U- на аноде тиристора 41 ;и цепи управляющего входа стабилизатора тока.

Импульс тока i обеспечивает отпирание тиристоров 1 и 2 инвертора. При этом через них протекают импульсы тока i колебательного контура инвертора и нагрузочной составляющей тока (фиг.З). Импульс нагру- зочной составляющей тока ц имеет длительность, меньшую длительности периода собственных колебаний тока i колебательного контура инвертора. Благодаря этому в момент времени tj, когда импульс тока через тиристоры 1 и 2 подходит к нулю, происходит их запирание. Однако ток i,, колебательного контура инвертора продолжает протекать черег диоды 5 и 6 инвертора и конденсатор 14 фи.чьтра.

Во время прг)текания импульсй тока i., через первичную обмотку трансфор314

матора 40 тока на выходе вьтрямитель- ного моста 37 формируется отрицательный импульс тока i, удерживающий стабилизатор тока на транзисторе 33 в запертом состоянии на время, равное длительности импульса тока нагрузки,

В момент времени t при подходе импульсов тока нагрузки и тока на выходе выпрямительного моста 37 к нулю происходит отпирание стабипиза- тора тока разряда кондесатора 31, В результате этого конденсатор 31 начинает разряжаться и напряжение на нем уменьшается,

В момент времени tj после спада импульса тока ц к нулю напряжение Uj, на входе инвертора увеличивается, а напряжение Ugj на выходе выпрямителя уменьшается, В установившемся режиме работы изменение напряжений DO, и UQ за время паузы равно соответственно изменению указанных напряжений за время протекания импульса нагрузочной составляющей тока

В момент времени t ток I колебательного контура инвертора подходит к нулю, происходит выключение диодов 5 и 6 и восстанавливается напряжение на тиристорах 1 и 2 и диодах 5 и 6.

В момент времени t напряжение на диодном тиристоре 30 увеличивается до значения, равного напряжению его переключения и при его повторном отпирании электромагнитные процессы в схеме преобразователя протекает аналогично процессам при отпирании тиристоров 1 и 2, Однако направление импульсов тока через колебательный контур инвертора, обмотку трансформатора и дополнительный колебательны контур меняется на обратное.

Период следования импульсов тока на выходе задающего генератора равен сумме периода собственных колебаний контура, образованного реактором 43 и конденсатором 44, и времени задержки отпирания диодного тиристора 30 при отсутствии нагрузки на выходе преобразователя или сумме длительности импульса тока нагрузки и времени задержки отпирания диодного тиристора относительно момента спада импульса тока нагрузки к нулю. При этом время задержки отпирания анодного тиристора задающего генератора равно

8674

паузе следования импульсов тока нагрузки и не зависит от его величины.

При постоянной паузе импульсов тока нагрузки уменьшается зависимость от тока нагрузки времени восстановления управляемости тиристоров. В результате этого амплитуда тока колебательного контура инвертора при отсутствии насыщения магнитопровода трансформатора уменьшается до значения, равного удвоенному значению максимального тока холостого хода трансформатора,

5 Таким образом, изобретение позволяет обеспечить постоянство длительности паузы тока нагрузки инвертора, уменьшить амплитуду импульсов тока в цепи колебательного контура инвер0 тора и, следовательно, снизить мощность потерь холостого хода преобразователя постоянного напряжения в постоянное,

5 Формула изобретеиия

Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в постоянное, вьтолненным на мостовом

Q двухполупериодном, тиристорном автономном инверторе напряжения с коммутирующим LC-контуром, выходом нагруженным на первичную обмотку силового трансформатора, вторичная обмотка которого через дополнительный LC- контур коммутации подключена к выпрямителю, содержащее распределитель импульсов, выходы которого предназначены для подключения через им пульсные трансформаторы к управляющим электродам тиристоров, а вход через трансформатор тока подключен к выходу релаксационного генератора, выполненного на диодном тиристоре, анодом подключенном к полюсовому выводу источника питания, а катодом к последовательно соединенным первичной обмотке трансформатора тока и времязадающему конденсатору, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь холостого хода преобразователя, оно снабжено стабилизатором тока, выполненным на транзисторе, вторым и третьим трансформаторами тока, колебательным LC-контуром базовой цепи, импульсным ключом, вьшолненньм на встречно параллельно соединенных диоде и тиристоре, и выпрямителем, причем первичн эя

5

5

0

55

обмотка второго трансформатора тока включена в цепь между выводом вре- мяэрдакяцего конденсатора и минусовой шиной источника питания, стабилизатор тока коллектором подключен к общей точке соединения первого трансформатора тока и времязадакицего конденсатора, эмиттерная цепь стабилизатора тока соединена с первым выводом конденсатора колебательного LC-конту- ра базовой цепи, анодом диода и катодом тиристора импульсного ключа и

ра, второй вывод которого подключен к первому входу стабилизатора тока, к аноду тиристора, катоду диода импульсного ключа и через резистор к плюсово шине источника питания, второй вход стабилизатора тока чере стабилитрон подключен к выходу выпр мителя, вход которого подключен к вторичной обмотке третьего трансформатора тока, первичная обмотка которого включена . последовательно в цепь вторичной обмотки силового трансформатора, вторичная обмотка

минусовой шиной источника питания,

второй вывод конденсатора колебатель- ISвторого трансформатора тока подклюиого LC-коитура соединен с первымчена к управляющим переходам тирисвыводом индуктивного элемента конту-тора импульсного ключа.

Фla.Z

ра, второй вывод которого подключен к первому входу стабилизатора тока, к аноду тиристора, катоду диода импульсного ключа и через резистор к плюсово шине источника питания, второй вход стабилизатора тока через стабилитрон подключен к выходу выпрямителя, вход которого подключен к вторичной обмотке третьего трансформатора тока, первичная обмотка которого включена . последовательно в цепь вторичной обмотки силового трансформатора, вторичная обмотка