УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРОВАНИЯ постоянногоНАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК B60L15/08 H02P7/28 

Изоб етение касается импульсного регулирования (ПОСТОЯННОГО напряжения преимуществетш на тяговых двигателях постоянного тока электрического иодвижиого состава.

Известные им.иульсные преобразователи постояиного иапряжеиия .позволяют регулировать иа пряжение на нагруза е от некоторого минимального значения до величины налр.яжения источника литания. Повышение напряжения на (Нагрузке выше напряжения источ11И1ка литаиия невозможно.

Цель изобретений - создание устройства, :иозволяю1Двго илявно регулировать напряжение на Нагрузке как до, и выше напряжения источиика питания и одио1зрембнио ограничивающего скорость нарастаиия тока тиристоров и напряжения на вентиле, шунтирующем налрузку. При переходе от регулирования напряжения до напряжения источника питания, на регулирование напряжения выше йатряжения источника питания устройство не требует измеиения силовой схемы преобразователя. Эта цель достигается специальной схемой тзключеиия коммутирующего дросселя, при которой одним и тем же дросселем выполняется перезаряд коммутирующего конденсатора, так и заряд этого конденсатора повышенным напряжением. При этом ограничивается также скорость нарастания тока и па111М1жения на элект )ичсоки. вентилях.

Па чертеже изобрал ена нринципиальная силовая схема устройства.

Нагрузка, которой в,данном случае является якорь / двигателя постоянного тока, сглаживающий реактор 2 н электрическпй вентиль 3, щумтирующий нагрузк), нолучает ннтанне от источ1П1ка нерегулируемого напряжения через входной сглажива1он.1,ий фильтр 4, например L-C типа, и прерыватель тока, содержащий тиристоры 5-9 и коммутирующие конденсатор JO и дроссель П. (на чертеже условпо не показаны дроссели насыщения и

щунтпрующие цепи, облегчающ.ие работу электрических вс;1тилей Б коммутационных режимах. Все последовательно-параллельно соединенные электрические веитили обозначены символом одного элемента).

При регулировании напряжения до напряжения источника питания прерыватель работает с Постояиной частотой, и на эту частоту выбран входной сглаживающий фильтр. При это.м к управляющему электроду тиристора 7 приложен постоянный управляющий сигнал от схемы управления, и тиристор 7 работает как диод. До начала работы прерывателя коммутируюци1Й коиденсатор заряжается путем открытия дополнительного тиристора б

рытия павиого тиристора 5 ток в ием возрастает, а в шуитирующел иагрузку вентиле 3 падает. Наличие в основной силовой цепи 5-11 - 2-/ коммутирующего дросселя // обеспечивает ограниченную скорость нарастайия тока в главиом тиристоре 5 и обратного иатряжеНИя на шунтирующем -нагрузку 1веитнле 3. В этом режнме |Г1ерезаряд .коммутирующего конденсатора 10 еще не начииается, так как на-нряжение конденсатора равно нашряжению на дросселе 11. В тот момент, когда ток в щунтирующем нагрузку вентиле 3 снадает до О, ток главного тиристора 5 достигает величины тока нагрузки, и начинается перезаряд коммутирующего конденсатора JO по контуру 10-8- 5-11-10. По о кончании перезаряда коммутирующего конденсатора ток протекает только но основной силовой ценн. После открытия дополнительного тиристора 6 ток через него возрастает -но синусоидальному закону, а через главный тиристор 5 соответствеиио снадает до нуля, и главиый тиристор запирается. Этот закон измеиеиия тока через дополнительный тиристор сохраняется и в следующем режиме, когда начинаетея протека.ние TOiKa через тиристор 7 но контуру 10-11-7-6-10. В (Конце этого режима мгновенное значение синусоидального тока через данолнительный тиристор 6 равно тоii y нагрузки, а ток через тиристор 7 равен нулю. Далее лерезаряд коммутирующего конденсатора 10 до напряжения источника питаипя продолжается неизменным ло величине током нагрузки, после чего дополнительный тиристор 6 вследствие спада тока до пуля запирается, и протекание тока от источника нитания .прекращается. В последнем, седьмом, режиме ток иагрузки, поддерживаемый иа:ко:нлеиной в магнитных .полях тягового двигателя и сглажнвающего реактора энергией, протекает по контуру 2-/-3-2.

Регулирование напряжения выще источника нитания начинается 1после .перезаряда коммутирующего ко 1денсатора 10 во .втором режиме первого этана регулироваиия (до напряжения источника .иитания). В эгот момент главный тиристор 5 находится в открытом состояНИИ, и к нагрузке прнложепо папряжсние источника литания, а TOIK нагрузкн протекает ПО цепи 5-11-2-1. Главный тиристор 5 при регулировании напряжения выще напряження источника питания работает как диод с постоянным сигналом на унра.вляющем электроде. После отпиранИЯ до.полиительного тиристора о напряжение, нриложериюе к нагрузке, определятся суммой напряжения источника питания и ко.ммутирующего коидеисатора 10. Ток через тиристор 6 в этом режиме возрастает по сииусондальиому закоиу до величппы тока иагрузки, а ток через главный тиристор 5 спадает до НУЛЯ.

В следующем ре/кнме коммутирующий конденсатор 10 -полностью разряжается неизменным по величине током агрузки. В конце режима обратное ианряжеиие на главном тн5 ристоре 5 изчезает, и он открывается н щунтнрует цень до.полннтельного тиристора 6 и коммутирующего конденсатора 10.

Вследствие спада тока до нуля донолнительный тиристор 6 запирается, носле чего отO крьпзается дополнительный тиристор 9, и комл1утирующий конденсатор 10 заряжается ювыщен.ным напряжением по контуру 5-//-10-9. Между этими двумя режимами имеется промежуточный режим, необходимый для восстановления запирающих свойств гиристора 6. Далее ток протекает только по цепи 5-11-2-/ от источпика питания к иагрузке. Регу.лировапие напряжения источника нитания производится иЗМенепнем частоты следования импульсов повыщенного напряжения .от коммутирующего конденсатора 10, т. е. частотно-нмиульсны.л снособом, и происходит с больщей рабочей частотой прерывателя, чем в нервом этане, иоэто.му усиле5 ния входного фильтра не требуется.

Частота управлепи.я при стабилизаини наПряжения на двигателе завпснт от питающего напряжения, нотрсбляемого тяговым двигателем тока и величи ны емкости накопительпого конденсатора. Емкость последнего выбирается из соображения максимально допустимой частоты работы устройства для наиболее низкого значения напряжения питания. В предельном

35 случае нанряжение на нагрузке может в два раза превышать напряжение питания. В этом случае, иапри.мер нри на.пряжении питающей сети 3 кв, ередием токе тяговых двигателей 150 а и емкости иакопительного конденсатора 0 2о мкф, частота управления достигает прнмерно 500 et{.

Предмет и з о б р е т е Н и я

,5 Устройство для рег)лнроваиия 1ностояниого напряжения, содержащее главный и дополнительный тиристоры, соединенные анодамн в общую точку и щунтированные обратныjMH тиристорами, коммутирующие дроссель и

50 конденсатор, включенный .между катодами главного н дополннтелыюго тиристора, а второй дополнительный тиристор в непп между катодом первого дополпнтельиого тиристора и отрицательным полюсом источника питания,

55 отличающееся тем, что, с целью регулирования 1апряжеиия на нагрузке выще .нанряжения источника нитания, коммутирующий дроссель включен между катодом главного тиристора и точкой соединения коммутируюп;его конден)0 сптора с положительным полюсом пагрузки.

1J