Выпрямительно-инверторный преобразователь Советский патент 1989 года по МПК H02M7/155 B60L9/12 

с

Изобрб .тение относится к электротехнике и предназначено в. основном для использования на железнодорожном подвижном составе в качестве главного преобразователя переменного тока в постоянный (в режиме тяги) и обрат но (в режиме рекуперативного торможения) .

Цель изобретения - упрощение преобразователя.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема преобразователя; на - диаграммы его работы в режиме вьтрямления„

Выпрямительно-инверторный преобразователь содержит выпрямительный тири торньм мост, состоящий из запираемых тиристоров 1-4, через который нагрузка 5 (электрические машины и сглажива ющий дроссель) подключена к вторичной обмотке 6 силового трансформатора, вьтолненной секционированной, К крайним вьшодам обмотки 6 трансформатора подключены соответствующими выводами конденсаторы 7 и 8, другими выводами соединенные с демпфирующим узлом 9, который подключен также к средней тонке вторичной обмотки 6 трансформатора, а одним из вьгаодов - к катоду дополнительного тиристора 10, Анод последнего соединен с анодами тиристоров. 1 и 2 вьтрямительного моста,

Демпфирующий узел состоит из моста на диодах 11-14, к выводам,переменног тока которого подключены дроссель 15, цепь из последовательно соединенных дополнительного конденсатора 16 и резистора 17, а. также соответствующие выводы конденсаторов 7 и 8, Катодная группа плеч диодного моста (диоды 13 и 14) подключена к средней.точке обмотки 6 силового трансформатора, а анодная группа плеч (диоды 11 и 12)- к катоду дополнительного тиристора 10,

Работа преобразователя в режиме выпрямления поясняется с помощью диаграмм, изображенных на фиг,2, Кривые

и, и 1 представляют собой типичные для преобразователя такого типа напряжения (полярность его показана условно) на вторичной обмотке трансформатора и ток в его первичной обмотке, т.е. потребляемый из питающей сети, i - ток в конденсаторах 7 и 8. Остальные диаграммы иллюстрируют интервалы протекания токов в тиристорах 1-4 и 10, а также в дио15206394

дах 11-14 демпфирующего узла 9 (цифровые обозначения соответствуют цифровым обозначениям элементов устрой- . ства),

0

5

о

5

0

5

Интервал времени t соответствует паузе (буферному периоду), когда ток нагрузки не протекает по обмоткам 6 трансформатора, а замыкается через тиристоры 1 и 3, Следующий интервал времени t начинается при отпирании дополнительного тиристора 10 и одновременном запирании соответствующим импульсом тиристора 1, Ток нагрузки скачком вводится в одну секцию вторичной обмотки 6 трансформатора, а также проходит через диоды 11-14, отпирая их. Конденсаторы 7 и 8 подключаются непосредственно к секциям обмотки 6 трансформатора (дроссель 15 и цепь из конденсатора 16 и резистора 17 закорачиваются диодным мостом).

Во входном контуре, включающем конденсаторы 7 и 8, индуктивность рассеяния обмотки 6 трансформатора и сопро- тивление питающей сети возбуждают колебательный процесс, в результате которого ток ij, в первичной обмотке трансформатора нарастает по косинусо- идальному закону до величины приведенного к ней тока нагрузки (без учета затухания). Кривая i показывает изменение тока в конденсаторах 7 и 8, В интервале времени t ток i имеет колебательный характер с амплитудой примерно в/два раза меньшей тока нагрузки. Ток 12 в этом интервале про0

ходит через диоды 11-14 и алгебраически складьшается с протекающим через них током нагрузки (фиг,2), В момент окончания перэого полупериода колебания тока во входном контуре отпирают тиристор 2 и подают запирающий с импульс на дополнительный тиристор 10, Ток нагрузки MrjiOBeHHO вводится во всйэ вторичную обмотку 6 трансформатора. Диоды 11-14 запираются, поскольку ток нагрузки через них не идет и колебательный процесс прекращается,.Остаточные колебания гасятся в резисторе 17 демпфирующего узла 9, Далее идет период выпрямления вторичного напряжения трансформатора (tj), который заканчивается в момент отпирания тиристора 10 и запирания тиристора 2, При этом отпираются диоды демпфирующего узла 9 током нагрузки, а последний скачком вьшодится из одной

0

5

10

секции вторичной обмотки 6 трансформатора, что провоцирует колебательный процесс во входном контуре Ток i, потребляемьш из питающей сети, снижается по косинусоидальному закону с собственной частотой входного контура до принужденного тока последнего, В этот момент отпирают тиристор 4 и запирают дополнительный тиристор 10, Ток нагрузки практически мгновенно выводится из всей вторичной обмотки 6 трансформатора в буфер из последовательно соединенных тиристоров 2 и 4 (интервал tj). Остаточные колеба- |5 ния аналогично предыдущей коммутации гасятся в резисторе 17,

Изменением моментов введения тока нагрузки в обмотки трансформатора 20 (интервал t), а также вьгоедения (интервал t) регулируют среднее зна- чение вьтрямленного напряжения на нагрузке 5,

25

Рабочие процессы преобразователя в следующем полупериоде питающего на- пряжения (интервалы времени ) идентичны описанным за исключением того, что в соответствующих интерва- 30 лах времени вместо тиристора 1 включают тиристор 2, а вместо тиристора 4 - ти ристор Зо

Технические преимущества предлагае-35 мого Преобразователя состоят в упрощении за счет уменьшения числа тирис- торных плеч.

0639

|5

Формула

и

6

3 о

бретения

0

1,Выпрямительно-инверторный преобразователь, содержащий силовой трансформатор, Вторичная обмотка которого выполнена из двух секций, шунтированных конденсаторами, включенных последовательно с демпфирующим узлом, и Соединена с вьшодами для подключения нагрузки через выпрямительный тирис- торный мост, анодная группа плеч которого соединена с анодом дополнительного тиристора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, катод дополнительного тиристора подключен к средней точке вторичной обмотки силового трансформатора через демпфирующий узел,

2,Преобразователь по п, 1, отличающийся тем, что,демпфирующий узел выполнен в виде диодного моста, к выводам переменного. тока которого подключены дроссель, цепь из последовательно включенных рез истора и дополнительного конденсатора, а также соответствующими выво дами конденсаторы, шунтирующие сек - ции вторичной обмотки трансформатора, со средней точкой которой соединена катодная группа плеч диодного моста, анодная группа плеч которо- го соединена с катодом дополнительного тиристора,

3,Преобразователь по п, I, о т - личающийся тем, что.его ти- ристорные плечи вьшолнены на запираемых тиристорах.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве главного преобразователя переменного тока в постоянный и обратно на железнодорожном подвижном составе. Цель изобретения - упрощение конструкции. Устройство включает выпрямительный мост на запираемых тиристорах 1-4, через который нагрузка 5 подключена к вторичной обмотке 6 силового трансформатора, выполненной секционированной. К крайним выводам обмотки 6 подключены конденсаторы 7, 8, соединенные между собой через демпфирующий узел 9. Дополнительный тиристор 10 катодом подключен через демпфирующий узел 9 к средней точке секций вторичной обмотки 6, а анодом - к анодам тиристоров 1, 2. Демпфрирующий узел 9 состоит из моста на диодах 11-14, к выводам переменного тока которого подключены дрессель 15 и цепь из дополнительного конденсатора 16 и резистора 17. Указанное выполнение устройства позволяет уменьшить число используемых тиристорных плеч в его силовой части. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Составитель Т,Добровольские Редактор А,Мотыль Техред Л.Олийнык Корректор М.Пожо

Заказ 6768/56

Тираж 648

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное