РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ТИРИСТОРАХ Советский патент 1972 года по МПК H02P9/08 

В известных регуляторах постоянного тока на тиристорах, содержащих диоды, дроссели и коммутирующий конденсатор вследствие импульсного характера тока и напряжений, а также для унификации используемых вентилей, несмотря на возможность установки в контуре коммутации тиристоров с меньшим номинальным значением тока, используют такие же тиристоры, как и тиристоры нагрузочного контура. Это приводит к значительному повышению установленной мощности управляемых вентилей.

В предлагаемом регуляторе отсутствуют дополнительные тиристоры для коммутации благодаря тому, что к коммутирующему конденсатору подключены три параллельные цепи, одна из которых содержит встречно-последовательно включенные диоды, другая - встречно-последовательно включенные тиристоры, третья - встречно-последовательно включенные диоды и дроссель насыщения со средней точкой, подключенной к плюсовому выводу источника питания, минусовый вывод которого через нагрузку подключен к анодам диодов первой цепи, подключенных через линейный дроссель к катодам тиристоров второй цепи.

Регулятор состоит из дросселя 1 с замкнутым ферромагнитным сердечником и обмоткой со средней точкой, к которой подключен (в данном случае) плюс источника питания, неуправляемых диодов 2, 3 и 4, 5, коммутирующего конденсатора 6, управляемых вентилей 7 н 8, катоды которых соединены вместе, что в ряде случаев существенно упрощает схему подачи импульсов управления. К общей точке катодов подключается нагрузка 9. При индуктивном характере нагрузки последняя щунтируется диодом 10. Возможно и другое начертание схемы, при котором управляемые и нeyпpaвляe ыe вентили меняются местами, а дроссель 1 переносится и подключается таким образом, что к началу и концу всей обмотки его подключаются катоды диодов, а к средней точке обмотки не источник питания, а нагрузка.

Однако приведенная схема обладает рядом преимуществ: а) существующая конструкция вентилей позволяет располагать диоды и тиристоры на общем радиаторе; б) наличное связанных катодов управляемых вентплей 7,

8 значительно упрощает схему управления и не требует использования разделяющих трансформаторов. Регулятор ;aooiaoT слсду ощил: образом. На управляющий электрод тиристора 7 от системы управлепия поступает пмпульс, который открывает его. В этом случае по пагрузке начинает протекать ток, проходящий ио верхней полуобмотке дросселя 1, пеуправляемом вентилю 2 и тиристору 7. Одновременно проходит ток заряда конденсатора 6 через ппжиюю полуоб.мотку дросселя /, вентиль 3, конденсатор 6. тиристор 7 и далее в нагрузку 9. При этом полярпость заряженного конденсатора указана ка чсотеже. Ток нагрузкп, проходя по дросселю I, насыщает его, и тогда все напряжение сети нрпкладывается к нагрузке 5. Амплитуда тока ограничена лишь сонротивлением нагрузкп 9. Для прерывания тока, протекающего через тиристор 7, достаточно подать управляющий импульс на тиристор 8, который, открывщнсь, создает контур для разряда конденсатора 6 через тиристоры 7 и 8. Тиристор 7 восстанавливает свои запирающие свойства, а конденсатор продолжает перезаряжаться через небольшую линейную индуктивность (//) и диод 4. Так как тиристор 7 закрыт, после перезаряда конденсатора 6 ток з обмотке дросселя / должен изменить свое наиравление и протекать по диоду 3 и тиристору S. Р1зл енеппо тока в дросселе вызывает его перемагничивание в течение времени Д/, за которое все напряжение приложено к полуоб.дютке дросселя, и ток от источника питания равен TOKV перемагничивания сердечника. При нндуктнвпо.м характере нагрузки 9 по дподу 10 за счег накопленной в 1Н1дуктиБности нагрузки энерГИ11 будет протекать ток. В некоторых случаях рационально катод дпода 10 подключить к общей точке катодов тиристоров 7, 8 и дросселя JL В этом случае линейный дроссель П будет также использоваться в качестве индуктивного фильтра. После того, как сердечник дросселя / насытится, сопротивление его полуобмотки снижается до весьма малой величины активного сопротивления, поэтому все нанряжение источника нитання при.тожптся к 1:агрузкс у, и ток в цени оудег определяться параметрами нагрузки. При подаче импульса управления вновь на управляю111;ий электрод тиристора 7 цикл иовторяется. При увеличении частоты пере}слючения тиристоров 7, 8 увеличивается частота неремагнлпгнвапия дросселя /, что приводит к снижению среднего значения напряжения на выходе регулятора, а следовательно и тока в цепи нагрузки. Форма импульсов напряжения в нагрузке прямоугольная, в случае применения сердечника дросселя с пря.моугольной петлей гистерезиса, и трапециевидная или треугольная, сели сердечник с непрямоугольной петлей гистерезиса. Предлагаемый регулятор может быть использован для регулирования тока н панряжения нагрузки, питающейся от сети постоянного тока. В частности, регулятор может быть использован для плавного бесконтактного пуска и регулирования скорости вращения двпгателя постоянного тока, а также для етабилизации наиряжения на нагрузке в пассажирском вагоне при напряжении на генераторе и батареи выше номинального значения. Предлагаемый регулятор постояппого тока может быть пспользовап как элемент в с.чеме вентильпого двигателя постоянного тока. Предмет изобретения Регулятор постоянного тока па тиристорах, содержащий диоды, дроссели и коммутирующнй конденсатор, от тчающийся те.м, что, с целью упрощения, к коммутирующему конденсатору подключены три параллельные цени, одна из которых содержит встречно-поеледовательио включенпые диоды, другая - встречно-носледозательпо включенные тиристоры, третья - встречно-носледовательно включенные диоды и дроссель насыщения со средней точкой, подключенной к плюсовому выводу источника питапия, минусовый вывод которого через нагрузку подключен к анодам диодов первой цепи, подключенных через линейный дроссель к катодам тиристоров BToiioii цсип.

JO