Устройство для регулирования напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M7/515 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано на электрическом подвижном составе в качестве преобразователей постоянно-постоянного тока со звеном переменного тока для питания вспомогательных электрических потребителей и цепей управления.

Известно устройство для преобразования постоянного напряжения в постоянное, содержащее последовательно соединенные нагрузку и реактор, которые чере выпрямитель подключены к вторичной обмотке трансформатора, прерыватель, реактор и первичную обмотку трансформатора, соединенные последовательно и подключенные к источнику питания, причем реактор шунтирован диодом, а реактор и первичная обмотка шунтированы конденсатором и последовательно соединенными диодом и реактором.

Недостатком этого устройства является низкий КПД из-за потерь во вспомогательных элементах (диодах и

реакторах).

Известен также преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий прерыватель постоянного тока, один вывод которого соединен

го yi & эо j

с одним из входных выводов, трансфер- матор, один из выводов первичной обмотки которого соединен с другим вы- водом постоянного тока, а вторичная обмотка через выпрямительный узел и реактор подключена к выходным выводам.

Недостаток этого устройства состоит в том, что на выходе можно получить только одно-полупериодное выпрямленное напряжение при относительно сложной схеме и низком КПД.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования напряжения, Устройство содержит последовательно . соединенные перезарядный реактор и два конденсатора, йунтированные перезарядным тиристором, причем к зажимам одного из конденсаторов подключена нагрузка. Между плюсовой клеммой источника питания и анодом перезарядного тиристора, катод которого подключен к минусу .источника питания, включены последовательно соединенные тиристор и реактор, а перезарядный реактор и другой конденсатор шунтированы-дополнительным тиристором.

Недостатки этого устройства заключаются В низком КПД, так как не вся энергия, накапливаемая в реакторе, полезно используется в нагрузке, и в недостаточной надежности.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее зарядный тиристор, анод- которого соединен с положительным выводом для подключения источника питания, перезарядный тиристор, первый и второй конденсаторы, реактор и первый дополнительный тиристор, первый и второй выводы для подключения нагрузки, объединенные с первым и вторым выводами конденсатора, причем катод перезарядного тиристора объединен с отрицательным выводом для подключения источника питания и вторым выводом конденсатора, введен второй дополнительный тиристор, зарядный и перезарядный тиристоры выполнены полностью управанодом перезарядного тиристора и пе вым выводом первого конденсатора, анод первогодополнительного тиристор

соединен с катодом перезарядного тиристора и катодом второго дополни тельного тиристора, а катод первого дополнительного тиристора и анод второго дополнительного тиристора с

Ю единены с вторым выводом первого кон денсатора.

На чертеж% изображена принципиал ная электрическая схема предлагаемо го устройства.

15 Устройство содержит зарядный пол ностью- управляемый тиристор 1, включенный последовательно с первым кон денсатором- 2, реактором 3, вторым конденсатором Ь, к обкладкам которо20 го подключена нагрузка 5. Указанная цепь подключена к зажимам источника . питания 6 в проводящем для тиристора 1 направлении. Между катодом тиристо ра 1 и минусовой клеммой источника 6

25 включен перезарядный полностью управляемый тиристор 7 в проводящем по отношению к источнику направлении Между катодом тиристора 7 и точкой соединения обкладки конденсатора 2 и

jg реактора 3 включены встречно-параллельно соединенные первый 8 и второй 9 дополнительные тиристоры.

Устройство работает следующим образом.

При включении тиристора 1 начина35

40

45

SO

ется колебательный заряд конденсаторов по цепи: плюс источника 6 - конденсатор 2 - реактор 3 - конденсатор k - минус источника. После д стижения гоком заряда определенной величины выключается тиристор 1 и включается тиристор 8, в результате, чего ток реактора 3 будет протекать по цепи: реактор 3 - конденсатор Ц - тиристор 8. Энергия, запасенная в ре акторе, передается только конденсатору k. После снижения тока до нуля тиристор 8 выключается, конденсатор разряжается на нагрузку 5. Затем включается тиристор 7 начинается пе резаряд конденсаторов по цепи: конденсатор 2 - тиристор 7 - конденсатор - реактор 3. В определенный момент времени,- например при напряже нии на конденсаторе 2, равном нулю,

ляемыми, реактор включен между вторым55 ВЫКЛК)цается тиристор 7 и включается выводом первого конденсатора и пер- тиристор 9. Ток реактора 3 будет вым выводом второго конденсатора, ка- протекать по контуру: реактор 3 то/} зарядного тиристора объединен с тиристор 9 - конденсатор 4. Энергия

анодом перезарядного тиристора и первым выводом первого конденсатора, анод первогодополнительного тиристора

соединен с катодом перезарядного тиристора и катодом второго дополнительного тиристора, а катод первого дополнительного тиристора и анод второго дополнительного тиристора соединены с вторым выводом первого конденсатора.

На чертеж% изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит зарядный полностью- управляемый тиристор 1, включенный последовательно с первым конденсатором- 2, реактором 3, вторым конденсатором Ь, к обкладкам которого подключена нагрузка 5. Указанная цепь подключена к зажимам источника . питания 6 в проводящем для тиристора 1 направлении. Между катодом тиристора 1 и минусовой клеммой источника 6

5 включен перезарядный полностью управляемый тиристор 7 в проводящем по отношению к источнику направлении. Между катодом тиристора 7 и точкой соединения обкладки конденсатора 2 и

g реактора 3 включены встречно-параллельно соединенные первый 8 и второй 9 дополнительные тиристоры.

Устройство работает следующим образом.

При включении тиристора 1 начина5

0

5

O

ется колебательный заряд конденсаторов по цепи: плюс источника 6 - конденсатор 2 - реактор 3 - конденсатор k - минус источника. После достижения гоком заряда определенной величины выключается тиристор 1 и включается тиристор 8, в результате, чего ток реактора 3 будет протекать по цепи: реактор 3 - конденсатор Ц - тиристор 8. Энергия, запасенная в реакторе, передается только конденсатору k. После снижения тока до нуля тиристор 8 выключается, конденсатор 4 разряжается на нагрузку 5. Затем включается тиристор 7 начинается перезаряд конденсаторов по цепи: конденсатор 2 - тиристор 7 - конденсатор - реактор 3. В определенный момент времени,- например при напряжении на конденсаторе 2, равном нулю,

5 ВЫКЛК)цается тиристор 7 и включается тиристор 9. Ток реактора 3 будет протекать по контуру: реактор 3 тиристор 9 - конденсатор 4. Энергия

реактора 3 передается конденсатору Ь, полярность напряжения на его обкладках меняется (указана на чертеже в скобках). После снижения тока тиристора 9 до нуля он выключается, начина ется разряд конденсатора k на нагрузку 5. Регулируя продолжительность протекания тока через тиристоры 1 и

7 можно менять выходное напряжение от нуля до величины, определяемой .соотношением параметров конденсаторов.

Таким образом, технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в улучшении формы кривой выходного напряжения за счет регулирования амплитудного значения напряжения на конденсаторах при заряде и перезаряде, что приводит к сниже- нию потерь и повышению КПД. Формула изобретения

Устройство для регулирования напряжения, содержащее зарядный тиристор, анод которого соединен с положительным выводом для подключения источника питания, перезарядный ти 173598

/

ристор, первый и второй конденсаторы, реактор и первый дополнительный тиристор, первый и второй выводы для подключения нагрузки, объединенные с первым и вторым выводами второго конденсатора, причем катод перезарядного тиристора объединен с отрицательным выводом для подключения исJQ точника питания и вторым выводом второго конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, введен второй дополнительный тиристор, зарядный и

15 перезарядный тиристоры выполнены полностью управляемыми, реактор включен между вторым выводом первого конденсатора и первым выводом второго конденсатора, катод зарядного тири20 стора объединен с анодом перезаряд- ного тиристора и первым выводом первого конденсатора, анод первого до- полнительного тиристора соединен с катодом перезарядного тиристора и

25 катодом второго дополнительного тиристора, а катод первого дополнитель.- ного тиристора и анод второго допол-1 нительного тиристора соединены с

вторым выводом первого конденсатора.

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электрическом подвижном составе для питания вспомогательных электрических потребителей. Сущность изобретения: Устройство содержит полностью улравляемый зарядный и перезарядный тиристоры 1 и 7, первый и второй конденсаторы 2 и 4, между которыми включен реактор 3. Путем регулирования времени открытого состояния зарядного и перезарядного тиристоров 1 и 7 выходное напряжение изменяется от нуля до величины, определяемой соотношением параметров первого и второго конденсаторов 2 и k. За счет регулирования амплитудного значения напряжения на первом и втором конденсаторах при зарядке и перезарядке улучшается форма выходного напряжения,за счет чего достигается поставленная цель. 1 ил. (Л