Преобразователь постоянного тока в постоянный Советский патент 1990 года по МПК H02M3/135 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель - расширение диапазона регулирования и уменьшение пульсаций потребляемого тока за счет накопления и рекуперации электрической энергии. Устройство содержит мост тиристоров 1-4. К коммутирующему конденсатору 5 подключены дополнительные тиристоры 21, 22 и первичные обмотки 10, 11 тр-ра. Вторичная обмотка 16 тр-ра включена в диагональ моста обратных диодов 17-20. В режиме к.з. вся потребляемая от источника мощность за вычетом потерь в преобразователе возвращается источнику. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

сл ю

00 О VI

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовым полупроводниковым (тиристорным) преобразователям электрической энергии постоянного тока, и может быть использовано для регулирования по- требляемой мощности источников электропитания.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и уменьше- ние пульсации потребляемого тока за счет накопления и рекуперации электрической энергии.

На чертеже представлена схема преоб-

разователя.

Преобразователь состоит из моста на тиристорах 1-4, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 5, диагональ постоянного тока моста последовательно соединена с дросселем 6, нагрузкой 7 и подключена к входным выводам 8 и 9. Две первичные обмотки 10 и 11 трансформатора подключены к диагонали переменного тока тиристорного моста, а через обратные диоды 12-15-к входным выводам. Вторичная обмотка 16 трансформатора включена в диагональ переменного тока обратного моста на диодах 17-20, включенного диагональю постоянного тока встречно к входным выводам 8 и 9.

Дополнительные тиристоры 21 и 22 подключены к диагонали переменного тока моста и цепью объединенных катодов к отрицательному входному выводу 9. В цепь катодов тиристоров 21 и 22 могут включаться: накопитель электрической энергии в виде батареи конденсаторов, аккумуляторной батареи или другие ; регулирующая нагрузка, например балластный резистор; токо- проводящая шина и другие.

Устройство работает следующим образом.

Импульсами постоянной частоты, сформированными в схеме управления, осущест- вляют поочередное открытие тиристоров; 14-23; 1,4 и т.д. в режиме номинальной нагрузки и 1,4,22; 2,3,21; 1,4,22 и т.д. в режиме короткого замыкания, когда потребляемая преобразователем мощность минимальна, причем импульсы управления дополнительными тиристорами 21 и 22 изменяются с помощью дополнительного устройства вы- - бора режима работы преобразователя, введенного в схему управления и включающего делитель частоты с переменным коэфициен- том делбния или широтноимпульсный модулятор.

В обоих режимах работы преобразователя происходит перезаряд конденсатора

0 5

Ток перезаряда конденсатора при включении тиристоров 1 и 4 преходит в нагрузке 7 по цепи вывод 8 - дроссель 6 и тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристор 4 - вторая обм.от- ка дросселя 6 - нагрузка 7 - вывод 9. В режиме короткого замыкания при минимальной потребляемой мощности ток перезаряда конденсатора 5 при включенных тиристорах 1,4 и 22 проходит по цепи вывод 8 - дроссель б - тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристор 22 - вывод 9. Если напряжение на конденсаторе 5 меньше напряжения питания, диоды 12 и 15, 13 и 14 закрыты. Если, например, при открытых тиристорах 1 и 4 потенциал среднего вывода тиристоров 3 и 4 оказывается ниже потенциала тиристора 2, открывается диод 15. Однако ток через диод 15 не пойдет, поскольку индуктивность первичной обмотки 11 трансформатора при запертых диодах 17-20 велика. При дальнейшем увеличении напряжения на конденсаторе 5 и открытом диоде 15 напряжение на обмотке 16 достигает уровня напряжения на зажимах 8 и 9 и диоды 18 и 19 открываются. Дальнейший рост напряжения на конденсаторе 5 прекращается. Ток дросселя, который не может прекратиться мгновенно, замыкается по цепи дроссель 6 - нагрузка 7 - вывод 9 - диод 15 - первичная обмотка 11 трансформатора - тиристор 4 - дроссель 6, а также по цепи дроссель 6 - тиристор 1 - первичная обмотка 10 трансформатора-диод 12 - дроссель 6, и энергия трансформируется в обмотку 16. По цепи вывод 9 - диод 18-обмотка 16-диод 19 - вывод 8 энергия дросселя возвращается источнику, В номинальном режиме управляющие импульсы на дополнительные тиристоры 21 и 22 не подаются и тогда вся потребляемая мощность за вычетом потерь в преобразователе рассеивается на нагрузке 7. В режиме короткого замыкания вся потребляемая от источника мощность за вычетом потерь в преобразователе возвращается источнику. Регулируя частоту управляющих импульсов с помощью дополнительного.устройства, выбор режима работы преобразователя и, соответственно, открытие тиристоров 21 и 22 можно плавно изменять потребляемую преобразователем мощность без изменения частоты и фазы управляющих импульсов на основные тиристоры 1-4. Следовательно, сохраняются на уровне номинальных частота и скважность импульсов потребляемого тока во всем диапазоне изменения нагрузки, уменьшаются пульсации потребляемого тока в режиме минимальной потребляемой мощности, улучшаются условия работы источника питания, уменьшаются массы и габариты фильтров.

Формула изобретения 1. Преобразователь постоянного тока в постоянный, содержащий тиристорный мост с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, диагональ по- стоянного тока которого подключена к поло- жительному входному выводу через коммутирующий дроссель, а к отрицательному-через последовательно соединенные коммутирующий дроссель и цепь нагрузки, обратные диоды и стабилизирующий трансформатор обратной связи с двумя первичными обмотками и одной вторичной, включенной в диагональ переменного тока обратного диодного моста, подключенного диагональю постоянного тока к входным выводам, а также два дополнительных диода, отличающийС5 тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и уменьшения пульсаций потребляемого тока за счет накопления и рекуперации злектрической энергии, введены третий и четвертый дополнительные диоды и два дополнительных тиристора, подключенных цепью объединенных катодов к отрицательному входному выводу, а анодами - к диагонали переменного тока тиристорного моста, соединенной с одними концами первичных об мото упомянутого трансформатора, другие концы которых подключены к общим точкам согласно последовательно включенных пар дополнительных диодов, соединенных во встречном направлении с входными выводами.

3.Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что введен резистор, включенный в цепь катодов дополнительных тиристоров.