Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1977 года по МПК H02M3/315 

|1

Изобретение относится к устройствам для преобразования электрической энергии постоянного напряжения одного уровня в электрическую энергию иостоянного напряжения другого уровня.

Известные схемы преобразователей постоянного напряжения, выполненные на основе инверторов того или иного типа требуют установки автономного источиика для пуска и питания системы управления, что усложняет устройство управления.

Цель изобретения- устранение указанного недостатка. Указанная цель достигается тем, чгго зажимы источника питания системы управления через диод подключены к дополнительной обмотке промежуточного трансформатора и через резистор и стабилитрон - к цепи управления тиристора выдрямителя.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя.

Преобразователь содержит тиристоры 1 и 2 однофазного автономного инвертора, которые включены последовательно через первичные полуобмотки 3 и 4 промежуточного т;рансформатора 5. К положительному зажиму источника питання подключен анод тиристора 1, а к отрицательному - катод тиристора 2. Между общей точкой обмоток 3, 4 и отрицательным зажимом источника питания преобразователя включен коммутирующий конденсатор 6. Вторичная обмотка 7 трансформатора 5 подключена через тиристор 8 однополупериодного Быирям-ителя к конденсатору 9 фильтра и нагрузке 10. К зажимам источника питания преобразователя через ключ 11 подключена дифференцирующая пусковая цепочка, состоящая из последовательно соединенных первичной обмотки импульсного трансформатора 12 и конденсатора 13, щунтированного разрядным резистором 14. Вторичная обмотка 15 импульсного трансформатора через развязывающий диод 16 подключена к управляющему электроду тиристора 1. Шины питания 17 и 18 системы

управления 19 через диод 20 и конденсатор 21 фильтра подключены к дополнительной вторичной обмотке 22 промежуточного трансформатора. Управляющий электрод тиристора 8 через резистор 23 и стабилитрон 24 подключей к положительной щине 17 системы управления 19, а катод - к отрицательной щине 18. Выходы системы управления связаны с управляющими цепями тиристоров 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

В момент подключения преобразователя к сети постоянного тока на первичной обмотке трансформатора 12 возникает импульс напряжения, который, трансформируясь во вторичную обмотку, включает тиристор 1. Образуется последователь 1ый резонансный контур, состоящий из индуктивности обмотки 3 и конденсатора 6. Ток через тиристор 1 начинает изменяться по синусоиде, нанряжение на конденсаторе 6 увеличивается. Напряжение иа обмотке 3, равное в первоначальный момент напряжению псточни,ка питалия, уменьшается. Как только конденсатор 6 зарядитея до величины, превышающей напряжение источника питания, ток через транеформатор начинает спадать, вследствие чего напряжение иа обмотке 3 и соответственно иа обмотках 7, 22 досселя меняет полярность, что приводит к выключению тиристора 1. Энергия, запасенная в трансформаторе 5 через обмотку 22 и диод 20 разряжается на конденсатор 21, подключенный ко входу системы управления 19. При некотором значении напряжения на конденсаторе система управления 19 возбуждается и на тиристоры 1 и 2 начинают поступать импульсы управления. Допустим, первый импульс поступает иа тиристор 2. Тиристор включается и конденеатор 6 перезаряжатся. В индуктивности обмотки 4 трансформатора запасается энергия, которая после смены полярности напряжений на обмотках трансформатора и повторного включения диода 20, подзаряжает конденсатор 21, увеличивая нанряжение на нем. Ввиду сравнительно малого потребления тока системой управления напряжение на конденсаторе 21 практически не уменьшается. С приходом очередного импульса от системы управления 19 включается тиристор 1, и процессы повторяются. После каждого последующего интервала коммутации напряжение на конденсаторе 21 увеличивается. При достижение заданного значения напряжения, определяемого параметрами стабилитрона 24, в цепи управления тиристора 8 начинает протекать ток. Тиристор включается, и нагрузка подключается к выходной обмотке 7. Подключение нагрузки с некоторой задержкой после включения преобразователя (через один или несколько интервалов коммутации) позволяет энергию, запасенную в первона чальный момент в трансформаторе, полностью использовать для возб окдения систе,мы управления путе1М подачи иа ее щ.ины питания постоянного напряжения от обмотки 22 трансформатора 5.

ПрИ использовании диода вместо тиристора для надежного возбуждения системы управления потребовалось бы увеличить амплитуду тока первого коммутирующего импульса, протекающего через трансформатор

после включения тиристора 1, что привело иы к увеличению установленной мощности элементов преобразователя.

Изобретение позволяет осуществить запуск и работу преобразователя при наличии только одной сети постоянного напряжения, что часто имеет место на практике. Исключение дополнительной сети или дополнительного автономного источника питания обеспечивает экономическую эффективность и расширяет

область примеиевия преобразователей указанного класса.

Формула изобретен и я

Преобразователь постоянного напряжения

в постоянное, содержан:,ий автономный однофазный инвертор на двух тиристорах, подключенных ко входным выводам и соединенных последовательно через первичную обмотку промежуточного трансформатора, вторилна я обмотка которого связана с цепью нагрузки через тиристор однополупериодного выпрямителя, коммутирующий конденсатор, пусковую цепочку, состоящую из импульсного трансформатора и конденсатора, защунтированного резистором, и подключенную через ключ ко входным выводам, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора ч-ерез диод подключена к цепи управления одного из тиристоров инвертора, а также

блок управления инвертором и тиристором указанного выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения, вход блока управления через диод подключен к дополнительной обмотке промежуточного трансформатора, и через цепочку из резисто ра и стабилитрона - к цепи управления тиристора упомянутого выпрямителя.