УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРОВАНИЯ постоянногоНАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК H02M3/135 H02P5/06 

11

Изобретение относится к устройствам имнульсного регулирования напряжения, глаВным образом для безреостатного регулирования скорости электротяговых средств иостоЯ ННого тока, созданных н-а ocHOiBe тиристорнь х ши1ротно-имнульС|Ных :П1реобразователей параметров постоянного тока.

Известны устройства тиристорных широтно-имлульсных нреобразователей. Однако эти устройства нри определенном диа назоне регулирова1ния имеют определенную -максимальную частоту работы, увеличению которой преПятствует отсутствие возможности уменьшения продолжительности им пульса выходного нанрям ения преобразователя ниже определенной величины. Минимальная величина продолжительности импульса напряжения, прикладываемого к тяговым двигателям, зависит от схемы прерывателя и времени восстанавления занижающих свойств тиристоров.

Для большинства практических схем с тиристорами тин-а ТЛ и ВКДУ продолжительность минимального км,нульса выходного напряжения не удается снизить менее, чем до 160-170 мксек, что нр.и диапазоне регулирования, например 1:20, требует минимальную продолжительность импульсного цикла (периода) 3200-3400 мксек, т. е. максимальная рабочая частота такого прерывателя составляет около 300 гц. Невозможность увеличения рабочей частоты прерывателя вызывает необходимость устаиавки относительно больших (по размерам « весу) сглажнваюи их устройств -на входе и выходе прерывателя - входные инд)ктИВНО-емкостные фильтры п выходные сглаживающие реакторы.

В описываемом устройстве мини.мальная

нродолжительность имнульса выходного нанряжения может быть уменьшена до весьма aлыx вел.ичин, и, следовательно, рабочая частота прерывателя - увелнчена до значений, допустимых ло нагреву тиристо-ров и

вентилей, например до 500-600 гц. При этом уменьшаются габариты и вес входных и выходных сглаживарощих устройств.

Это достигается путем соединення элементов прерывателя но схеме определеНноГ

конфигурации и включением дополнительного дросселя насьпценпя. Кроме того, коммутирующий дроссель ограничивает скорость нарастания тока в главном i дополнительном тиристорах. Силовая схема устройства ограничивает скорость нарастания обратного напряжения на вентиля.х, щунтирующих нагрузку. дуктивпо-ем.коотнюй фильтр 2 piipneTot i i ii-i прерыватель 3 получает питание нагрузка, например тяговый двигатель 4 постоянпого тока, шу11тир01ваипый вентилем 5 и дросселем 6 насыщения. При отпирании главного тиристора 7 происходит иерсзаряд коммутирующей емкости 8 по пеци-емкость 6, главный Т1иристор 7, коммутрсрующий дроссель 9, обратный диод 10 дополнительного тиристора //, емкость 8. В начале пуска тягового двигателя, когда необхади мо обеспечить минимальную продолжительность имиульса выходного напряжения, сразу за первым иерезарядом следует второй, т. е. отиирается дополнительный тиристор 11, коммутирующий дроссель 9, обратный диод 12 главного тиристора, емкость 8. Продолжительность обоих нерезнрядов емкости составляет 7о 2л, Y LC, где L - индуктивность коммутирующего дросселя; С - емкость ком:мутирующего конденсатора;7о- период собственных колебаний LC-контура. Например, при L 250 мгк и мкф, Го 314 мксек. Дроссель насыщения 13 рассчитан таким образом, что его насыщение происходит примерно после промежутка времени 0,75 То, когда сннусоидальный ток второго перезаряда конденсатора имеет амплитудное значение и начинает уменьщаться. После того, как ток коммутирующей емкости упал до вел ичипы Т01ка иапрузыи, перезаряд конденсатора продолжается по цеии 8-//-2-13-8 постоянным по величине тоivOM тягового двигателя 4. При эт01М э.д.с. 1чЭН1де11сато1ра натравлена (навстречу э.д.с. нсточяьика пита1иия (т. е. э.д.с. кангде исатора 4:ильтра), iH, когда они ста1новятся равными, снимается обратиое напряжение с шунтирующих вентилей 5. Однако протекание тока через эти вентнли на определенное время задерживается из-за наличия дросселя насыщения 6. Поэтому заряд конденсатора 8 продолл ается, и его напряжение новышается до величины, большей чем э.д.с. пита ния Е. После того, как дроссель 6 насыН1ается, тнристор // запирается, и происходит частичный обратный разряд коммутируlOHiero конденсатора 8 по цепи 8-13-2-5- 6-10-8. В процессе этого частичного разряда дроссель 13 неремагничивается и, та1СИ.М образам, ПGдгoтlaiBлиiвaeтcя для задержки напряжения в начале следующего импульсного . Необходимые параметры дросселя насыщения 13 могут быть приближенно определены по выражению лде W - число витков дросселя 3; S - сечение дросселя в /ЗУ - индукция насыщеиия сердечиака в теслах; ;-: - 0,75... 0,85. При Е 4000 в. Го 314 мксек, « 0,75 и В„ 1,5 г (для пермаллоя 50 ПП), произведение WS 0,312, и, следовательно, дроссель н-асыщения 13 может быть осуществлен, например, в виде тороидального сердечника с сечением 0,0064 лг, т. е. 64 см (8X8 см), на который намотано 50 витков. Это вполне приемлемо для электроиодвижного саста(ва с со1нстру-ктивиой точки зрения, и незначительное увеличение веса и размеров прерывателя из-за включеиия дополиительиого дросселя насыщения 13 многократно ко.мпенсируется уменьшением веса и раэмеров входного фильтра и выходного сглаживающего реактора. Устройство проверено экспериментально на онытной моторвагонной секции типа СРЗ - А6МТ с тиристорным импульсным преобразователем мощностью 600 кет на 3000 в и ,иа 150 а, при этом частота работы прерывателя повыщеиа от 200 до 400 гц. Предмет изобретения Устройство для регулирования постояниого напряжения, содержаи1ее главный и дополнительные тиристоры, шунтированные в обратном направлении диодами, и ком.мутирующие дроссель и емкость, отличающееся те.м, что, с целью повышения технико-экономических показателей, оно снабжено дросселем насыщения, включенным плюом нерегулируемого напряжения и анодом лавного тиристора, коммутирующая емкость включена между анодами главного и дополнтельного тиристоров и коммутирующий россель включен между катодалш тиристоов, нричем нагрузка подключена к катоду ополнительного тиристора.

Л J3

Ж: