Преобразователь постоянного тока в постоянный Советский патент 1991 года по МПК H02M3/135 

Изобретение относится к электро- технике и может найти применение в устройствах электропитания двигате- лей постоянного тока

Целью изобретения является увели чение надежности и снижение коммутационных потерь энергии.

На чертеже представлена принци- пиальная схема преобразователя по- стоянного тока в постоянный.

Преобразователь содержит входной 1, выходной 2 и общий 3 выводы для подключения нагрузки 4 и источника питания. Между входным 1 и выходным 2 выводами включены две параллельные цепи, в каждой из которых последовательно соединены линейный тиристор 5 и разделительный реактор 6 (первая цепь) и линейный тиристор 7 и ра делительный реактор 8 (вторая цепь). Запираемые тиристоры 9 и 10 и диоды 11 и 12 образуют мост коммутирующих вентилей, в диагональ переменного тока которого включен коммутирующий конденсатор 13. Входной вывод моста, образованный соединенными анодами диода 11 и запираемого тиристора 9, подключен к входному выводу 1 преобразователя К выходному выводу моста образованному катодами диода 12 и запираемого тиристора 10, подключены аноды коммутирующих тиристоров 14 и 55.

10

f5

-20 , 30

369554

руют нулевыми диодами 16 и 17. Величину напряжения на нагрузке регулируют изменением длительности выключенного состояния главных тиристоров 5 и 7. Для выключения главного тиристора, например 5, включают запираемые тиристоры 9 и 10 и тиристор 14. При этом напряжение конденсатора 13 прикладывается к тиристору 5 в обратном направлении. Одновременно начинается разряд конденсатора 13 по цепи: вы- вод 1, запираемый тиристор 9, конден- сатор 13, запираемый тиристор 10, тиристор 14, реактор 6, нагрузка 4, общий вывод 3 и источник питания. Длительность времени приложения обратного напряжения к тиристору 5 определяется длительностью включенного состояния запираемых тиристоров 9 и Ю. Это время выбирается равным паспортному времени выключения главного тиристора Выключение запираемых тиристоров 9 и 10 осуществляется путем подачи на них соответствующих управляющих импульсов. После этого происходит дозаряд конденсатора 13 с полярностью, указанной на чертеже, по цепи: вывод 1, диод 11, конденсатор 13, диод 12, тиристор 14, реактор 6, нагрузка 4, вывод 3, источник питания. После того, как конденсатор 13 дозарядится до напряжения, равного напряжению источника питания, тири25

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания двига- телей постоянного тока, в частности на электрическом подвижном составе с питанием от контактной сети постоян- ного тока. Цель изобретения - увели- чение надежности и снижение коммута.ционных потерь энергии. Преобразователь содержит силовую схему, включен- ную между входными и выходными вывода ми, состоящую из двух параллельных цепочек, в каждую из которых включе , ны линейный тиристор 5 (7) и раэде- лительный реактор 6 (8), мост коммутирующих вентилей из двух запираемых тиристоров 9 и 10 и двух диодов 11 и 12, коммутирующий конденсатор 13, а также два коммутирующих тиристора 14 и 15 и два нулевых диода 16 и 17. Применение запираемых тиристоров позволяет избежать перезаряда коммутирующего конденсатора от положительной до отрицательной величины напряжения источника питания и получить на нем пульсирующее однополярное напряжение, благодаря этому возможно применение в качестве коммутирующего фильтрового конденсатора конденсатора с лучшими массогабаритными показателями и меньшими потерями. В момент выключения запираемые тиристоры шунтируются коммутирующим конденсатором, что исключает необходимость применения специальных RC-цепей для за щиты от перенапряжения. 1 :3in ф-лы, 1 ил. & (Л о со оэ со ел ел

К общей точке соединения линейного 35 стор 14 и диоды 11 и 12 выключаются,

45

тиристора 5 и реактора 6 подключены катоды тиристора 14 и нулевого диода

16,а к общей точке соединения линейного тиристора 7 и реактора 8 - катоды тиристора 15 и нулевого диода до

Преобразователь работает следующим образом

При подаче напряжения питания к выводу 1 и подключении нагрузки 4 к выводу 2 производят предварительный заряд конденсатооа 13 путем подачи импульса управления на тиристор 14. При этом конденсатор 13 заряжается по цепи: входной вывод 1, диод 11, конденсатор 13, диод 12, тиристор 14, реактор 6, выходной вывод 2, нагрузка 4, общий вывод 3. После этого путем периодической подачи импульсов на ,. линейные тиристоры 5 и 7, коммутирующие тиристоры 14 и 15 и запираемые тиристоры 9 и 10 подключают нагрузку либо к источнику питания, либо шунти-

50

и узел принудительной конденсаторной коммутации подготовлен к выключению тиристора 7. Процессы в схеме преобразователя при выключении тиристора 7 протекают аналогично рассмотренным. Форма напряжения на конденсаторе 13 однополярная, пульсирующая. Величина пульсаций напряжения на конденсаторе 13 определяется его емкостью, а также током нагрузки и временем выключения главного тиристора Возможно выбрать емкость конденсатора 13 такой, которая обеспечит величину пульсаций напряжения на нем в пределах 10-15% от максимального значения Это позволяет применять в качестве коммутирующего конденсатора 13 конденсаторы, предна- наченные для работы в фильтрах, меньшую удельную массу и стоимость.

В момент выключения запираемые тиристоры 9 и 10 шунтируются коммутирующим конденсатором 13, что исключает необходимость применения спе-

5

о

,.

0

и узел принудительной конденсаторной коммутации подготовлен к выключению тиристора 7. Процессы в схеме преобразователя при выключении тиристора 7 протекают аналогично рассмотренным. Форма напряжения на конденсаторе 13 однополярная, пульсирующая. Величина пульсаций напряжения на конденсаторе 13 определяется его емкостью, а также током нагрузки и временем выключения главного тиристора Возможно выбрать емкость конденсатора 13 такой, которая обеспечит величину пульсаций напряжения на нем в пределах 10-15% от максимального значения Это позволяет применять в качестве коммутирующего конденсатора 13 конденсаторы, предна- наченные для работы в фильтрах, меньшую удельную массу и стоимость.

В момент выключения запираемые тиристоры 9 и 10 шунтируются коммутирующим конденсатором 13, что исключает необходимость применения спе-

циальных RC-цепей для защиты от пере напряжения

Формула изобретения

дены два дополнительных диода, один из которых включен в прямом направ- лении между входным вывод ом и общей точкой соединения конденсатора с одним из ключей коммутирующей цепи, а

другой - в том же направлении между общей точкой соединения другого ключа с указанным конденсатором той же цепи и другим выводом этой цепи, соединенным с другим выводом первого

распределительного тиристора и с одним из соответствующих выводов второго распределительного тиристора, подключенного другим выводом к общей точке соединения линейного ти-

ристора и разделительного реактора второй силовой цепи

:2 Преобразователь по п.I, отличающий ся тем, что ключи коммутирующей цепи выполнены выклю-

чаемыми по цепи управления.