Реверсивный преобразователь Советский патент 1978 года по МПК H02M7/515 H02P7/28 H02P5/16 

(54) РЕВЕРСИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Цель изобретения упрощение устройства и повь)ше1ше КПД реверсивного тири- сторного преобразователя.

Эта цель достигается тем, что в известном реверсивном тиристорном преобразователе, содержащем связанные с выводами для источника питания прямой тиристорный и.обратный диодный мосты с общей диагональю переменного тока, анодная группа тиристоров ,и катодная группа диодов которых связаны ме«ду собой через одну обмотку цвухобмоточного импульсного трансформатора, а также два последовательно соединенных дополнительных тиристора, к обшей точке которых подключена одна из обкладок коммутирующего конденсатора, допопнятельные тиристоры включены параллельно прямому тиристорному мосту, кйтодная группа которого связана с йнодной группой анодного моста через другую обмотку импульсного трансформатора, причем другая обкладка коммутирующего конденсатора соединена с дополнительно введенным выводом , цля подключения средней точки источника питания.

. На фиг. 1 прецставлена принципиальная электрическая схема.предлагаемого реверсивного т реобразователя; на фиг. 2 (ci.-fe) временные диаграммы переключений основных элементов преобразователя.

Преачагаемый преобразователь содержит прямой мост на тиристорах 1-4, обратный мост на диодах 5-8, общий узел искусственной коммутации, состоящий из коммутирующего конденсатора 9, тирнсто-

ров 10, 11 и импульсного трансформатора с сердечником 12 и обмотками 13, 14, Питание преобразователя осуществляется от источника 15. Первью :диагонали тиристорного 1-4 и диодного 5-8 мостов образуют общую диагональ, в которую включена нагрузка 16 (обмотка якоря двигателя постоянного тока).

Тиристоры 10, 11 узла искусственной коммутации соединены между собой последовательно и включены впрямом направлении параллельно с тиристорным мостом 1-4. Точка соединения 17 тиристоров 1О 11 через коммутирующий конденсатор 9 подключена к среднему Выводу источника питания 15.

Обмотка 13 импульсного трансформато. ра включена между общей точкой соединеНИН 18 тиристоров 1, 2 анодной группы моста 1-4 и положительным полюсом источника питания 15, а обмотка 14 .- между общей точкой соединения 19 тиристоров 3, 4 и отрицательным полюсом источника питания 15,

,-.U--.«:™л-. - с:

Ь .J - .. -

Импульсы напряжения на нагрузке 16 преобразователя формируются одновременным переключением тиристоров 1, 3 и 2, 4 противоположных плеч моста 1-4,

Предположим, что положительный импульс

напряжения на нагрузке 16 формируется при открытых тиристорах 1,3, а отрицательный импзльс напряжения - при открытых тиристорах 2,4.

Тиристоры моста 1-4 открываются

длинными, а тиристоры 10, 11 узла искусственной коммутации короткими импульсами, при этом тиристоры 10, 11 гасятся естественно при токе перезаряда, равном нулю,

5 а тиристоры моста 1-4 - принудительно.

При входном сигнале, равном нулюидуО (фиг. 2,Л-) время открытого состояния тиристоров 1,3 равно Времени открытого состояния тиристоров 2,4.

0,1

Предположим , что в интервале ,

равном или более времени перезаряда конденсатора 9, тиристоры 1- 4 прямого моста заперты, и ток нагрузки течет по цепи

5 16-6-15-8-16. В момент i открываются тиристоры If 3, но ток нагрузки при этом продолжает течь по цепи 16-6-15-8-16 до момента t2 . В момент tg ток нагрузки изменяет свое направление и на0 чинает течь по цепи 15-13-1-16-3-14-15 до момента Т , соответствующего запиранию тиристоров 1,3. С момента it до моментаЧд тиристоры 1-4 прямого моста заперты, и ток течет по цепи 16-6-15-835-16. В момент i; (после окончания перезаряда конденсатора 9) открываются тиристоры 2,4. При этом ток нагрузки течет по цепи 16-6-15-8 - 16 до момента tc- -В момент t J ток нагрузки изменяет свое

0 направление и начинает течь по цепи 1513-2-16-4-14-15 до момента t , соответствующего запиранию тиристоров 2, 4. В интерваче t - t- тиристоры 1,4 закрыты, и ток нагрузки . течет по цепи 16-615 -15-8-16. В момент t- (после окончания перезаряда конденсатора 9) открываются тиристоры 1,3. Далее процессыповторяются. При этом средние значения тока в нагрузке 16 и напряжения на ней равны

50 нулю.

При входном сигнале больше нуля (фиг. 2, йГ) время открытого состояния тиристоров 1,3 больше времени открытого состояния тиристоров 2,4. Этому соответствует в квазиустановивщемся режиме работы положительное значение среднего напряжения на нагрузке 16. В интервале положительного и шульса протквоэдс нагрузки 16 вычитается из напряжения источПредположим, что в момент t открылись тиристоры 1, 3, В таком состоянии они будут находиться до момента tg ( интервале t-ti ток течет по цепи 15-13-1-16-3-14-15). В момент i z поаача импульсов, отпирающих тиристоры 1,3, прекращается, и формируется импульс, от-, пирающий тиристор 10. При этом конденсатор 9 перезаряжается по цепи 9-15-13-10-9, и на обмотках 13, 14 трансформатора 12 формируется импульс напряжения поп действием которого протекает ток по цепям 13-15-18-1-13,14-3-6-15-14 и гасит тиристоры 1,3. Тиристоры 2,4 включакугся только после окончания перезаряда конденсатора 9. в момент fc а . Это необходимо, для предотвращения срыва коммутации из-за образования замкнутых контуров 13-2-6-13, 14-8-4-14 (на интервале t2-fcaTOK течет по цепи 16-6-15-8-16, возвращая энергию, накопленную в индуктивности нагрузки, в источник питания 15) Включенное состояние тиристоров 2,4 будет продолжаться до момента t (в интервал ток течет по цепи 15-13-2-16-4-14-15). В момент бд формируется управляющий импульс, отпирающий тиристор 11. При Этом срабатывает узел искусственной коммутации (гасящее устройство), и Гасятся тиристоры 2,4 токами, протекающими поцепям 13-15-7-2-13 и 14-4-5-1514. После выключения тиристоров 2, 4 и заверщения перезаряда в конденсаторе 9 в момент tg-. включаются тиристоры 1, 3 (в интервале ток течет по цепи 16-6-15-8-16). Далее процессы повторяются.

При входном сигнале меньще нуля (фиг. 2, ) время открытого; состояния тиристоров 1,3 меньше времени открытого состояния тиристоров 2,4, В квазиустановившемся режиме работы этому соответ-

ствует отрицательное значение среднего на«пряжения на нагрузке. При этом в интервале положительного импульса противоадс нагрузки 16 складывается с напряжением источника питания 15, а в интервале отрицательного импульса - вычитается из него.

Формула изобретения

Реверсивный преобразователь, содернадщий связанные с выводами для источника питания прямой тиристорный и обратный диодцый мосты с обшей диагональю переменного тока, анодная группа тиристоров и катодная группа диодов которых рвязаны между собой через одну обмотку двухобмоточного импульсного трансформатора, а также два последовательно соединенных дополнительных тиристора, к общей точке которых подключена одна из обкладок коммутирующего конденсатора, отличаю щ и и с я тем, что, с целью упрощения и повыщения КПД, дополнительные тиристоры включены параллельно прямому тиристорному мосту, катосшая группа которого связана с анодной группой диодного моста через другую . обмотку импульсного трансформатора, причем другая обкладка коммутирующего конденсатора соединена с допол-. нительно введенным выводом для подключения средней точки источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 221118, кл, .Н 02 Р 7/28, 1969.

2.Патент США №329793 1, кл. 318-380, 1967.

3.Патент Великобритании №1294940, кл. Н 2 J 1972. -

4. Авторское свидетельство СССР № 284113, кл. Н 02Р 5/16, 1970.

JT

I

12

f/fl

PazJ