УСТРОЙСТВО для ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯНАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G05F1/22 

Известны устройства для имстульоного регулирования па1пряжен,ия на нагруз-ке иостоянаого тока, содержащие источник питания, входной фильтр, оглаживающий реактор и тиристорный прерыватель, включающий главный и гасящий тиристоры, коммутирующий конденсатор и индукти1вность перезаряда. Однако перезаряд коммутирующего конденсатора через главные тиристоры увеличивает минимально допустимое время режима -включенного состояния главных тиристоров. При заданном диапазоне регулирования это вызывает необходимость снижения рабочей частоты гпрерывателя (то отнощению к той частоте, которую допускают тиристоры, вентили и остальные элементы схемы). К недостаткам устройсга относится также паличие крутых франтов нараста-ния таков в главных и гасящих тиристорах, что может привести к выходу их из строя.

Цель изобретения - увеличение рабочей частоты преобразователя и уменьшение габаритов устройства. Это достигается тем,что тиристорный прерыватель выполнен в виде Д|вух параллельных цепей (фаз), в каждой из которых послсдователыно (включены то коограничивающий дроссель перезаряда, основной тиристор, шунтированный обратным вентилем, и дополнительный тиристор. Коммутирующий конденсатор включен между .катодами основных тиристов (анодами дополнительных тирнсторов).

Катоды обратных вентилей основных тиристоров подключены IK положительному выходному зажиму входного фильтра.

На фиг. 1 представлепа принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - основные диаграммы токов и па пряжепий устройства; на фиг. 4

и 5 - модификации усгройства.

При подаче имлульсов управления на тиристоры TI и начинается коммутация тока от ценн Шуаггирующего ве нтиля .82 в це-пь прерывателя: источник тока Е - дроссель LI - тиристор TI-тиристор Т2 (режим AI на фиг. 2). При этом скорость нарастания тока в тиристорах TI и Т ограничивается до допустимой величины индуктивностью дросселя перезаряда LI.

После уменьшения тока щунтирующего вентиля BZ до нуля тО(К нагруз1ки проходит по цепи: источник тока Е - дроссель LI - тиристор TI - тиристор Гг - сглаживающий реактор СР - нагрузка Н - источник тока Е (режим AZ) . Согласно заданной величине скважности импульсов напрял еа1ия на нагрузке а

ЛЛ 2. импульс на электрод управления тиристора Гз. Начинается запирание основного тиристора TI (режим ), к которому прикладывается обратное напряжение конденсатора. После уменьшения тока через тиристор 7i до нуля конденсатор С перезаряжается но контурам: вентиль BI - дроссель Lj-дроссель LS - тиристор Гз и тиристор TI - реактор СР - нагрузка Я - источник тока Е - дроссель La - тиристор Гз.

По первому контуру перезаряд длится до спада тока конденсатора до величины тока нагрузки /н (режим BZ). Затем перезаряд продолжается через нагрузку постоянным по величине током до достижения напряжения на конденсаторе Uc величины напряжения источника питаеия (режим Вз). При начинается коммутация тока от цепи прерывателя: дроссель L2-тиристор Гз - конденсатор С - тиристор Га в цепь вентиля ВгПо окончании коммутационного режима Б ток через цепь прерывателя прекращается, а ток нагрузки /н замыкается через шунтирующий вентиль Ва (режим В). Далее системой управления согласно заданной рабочей частоте прерывателя импульс управления подается на тиристоры Гз и Г. Начинается очередная коммутация тока в цепи вентиля Вг на вторую параллельную цепь прерывателя: источник тока Е - дроссель Li - тиристор Гз - тиристор Г4. К этому моменту конденсатор уже подготовлен к запиранию основного тиристора Гз путем подачи импульса управления на тиристор Гь

Режимы работы первой цепи (фазы) прерывателя полностью относятся и к работе второй цепи (фазы), при этом нарастание скорости тока через тиристоры Гз и Т также ограничивается индуктивностью дросселя LZ- После запирания оановного тиристора Гз и перезаряда конденсатора С цикл работы тиристорного широтно-импульсного преобразователя повторяется.

Величины индуктивностей дросселей LI и La и емкости конденсатора С могут быть определены на основе заданных величин э.д.с. источника питания Е, тока нагрузки /н, времени 4ап восстановления запирающих свойств основных тиристоров и допустимой величины скорости нарастания тока в тиристорах

dlj 1доп. При этом под временем запирания

at

4ап подразумевается время, в течение которого к основным тиристорам TI и Гз после спада тока до нуля не должно быть приложено прямое напряжение.

Благодаря дросселям LI и La, включенным по схеме на фиг. 1, уменьшается также скорость нарастания токов как в основных Г и Гз, так и во вспомогательных Га и Tt тиристорах. Эти дроссели одновременно служат и для

перезаряда коммутирующего конденсатора.

Особенностью схемы на фиг. 4 является шунтирование обратным вентилем не только основных тиристоров, но и дросселей перезаряда. Этим достигается ускорение перезаряда

коммутирующего конденсатора и тем самым увеличивается рабочая частота преобразователя. Работа схемы при этом аналогична описанной. В схеме меньшей мощности (см. фиг. 5)

вместо основных тиристоров и их шунтирующих обратных вентилей включены симметричные тиристоры (симмисторы). При этом уменьшается количество элементов прерывателя. Работа прерывателя не меняется, но система

управления должна подавать дополнительные импульсы на электроды управления симмисторов в начале перезаряда конденсатора через симмисторы (в начале режима 2 на фиг. 2).

30

Предмет изобретения

1.Устройство для импульсного регулирования напряжения на нагрузке постоянного тока, содержащее источник питания, входной

фильтр, сглаживающий реактор и тиристорный прерыватель, включающий главный и гасящий тиристоры, коммутирующий конденсатор и индуктивность перезаряда, отличающееся тем, что, с целью увеличения рабочей частоты преобразователя и уменьшения габаритов устройства, тиристорный прерыватель выполнен в виде двух параллельных цепей, в каждой из которых последовательно включены токоограничивающий дроссель, основной тиристор, шунтированный обратным вентилем, и дополнительный тиристор, причем между катодами основных тиристоров включен коммутирующий конденсатор.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что катоды обратных вентилей основных тиристоров подключены к положительному выходному зажиму входного фильтра.

СР

г. /

/:,. ..v..

.2

to,t, t,t, t,,t,t, в u4u4i.u В