Устройство для широтно-импульсного регулирования напряжения на нагрузке Советский патент 1978 года по МПК H02P7/28 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для плавного регулирования в широком диапазоне напряжения на нагрузке, например на обмотке возбуждения или якоре двигателя.

Известны устройства для широтно-импульсного регулирования напряжения на нагрузке, содержащие два источника питания, включенных встречно-параллельно на нагрузку через силовые тиристоры, которые соединены между собой узлом искусственной коммутации.

Прототипом изобретения является устройство для широтно-импульсного регулирования напряжения, содержащее два источника питания, включенных последовательно между собой и встречнОПараллельно относительно выходных выводов через дроссели и силовые тиристоры, шунтированные обратными диодами, а также две цепочки шунтирующие указанные дроссели, каждая из которых состоит из коммутирующего конденсатора и тиристора. Недостатком прототипа является возможность осуществления лишь симметричного закона коммутации, что приводит к дополнительным потерям мощности в нагрузке, необходимости увеличения частоты коммутации вследствии увеличенной амплитуды пульсации тока и снижению энергетических показателей устройства в целом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Для этого концы цепи, образованной источниками, через конденсаторы шунтирующих цепочек подключены к точке, образованной согласно-последовательно включенными тиристорами этих цепей.

Схема описываемого устройства приведена на чертеже.

К источникам питания 1 и 2 через силовые тиристоры 3 и 4, зашунтированиые обратными диодами 5 и 6, подключена нагрузка 7. Коммутирующие конденсаторы 8 и 9 подключены к источникам питания 1 и 2 и дросселям 10 и И через вспомогательные тиристоры 12 и 13. Сначала открываются тиристоры 3 и 13.

Конденсатор 8 заряжается от двух последовательно включенных источников питания 1 и 2 через дроссель 11, а к нагрузке 7 прикладывается напряжение источника питания 1 через дроссель 10. Выключение тиристора 3 происходит после включения тиристора 12, который подключает предварительно заряженный конденсатор 8 последовательно с тиристором 3 и встречно с источником питания 1. После выключения

тиристора ток нагрузки замыкается на источник питания 2 через обратный диод 6 и дроссель 11. Включение тиристора 12 обеспечивает также заряд конденсатора 9 от последовательно включенных источников 1 и 2 через дроссель 10. По истечении времени, необходимого для восстановления запирающих свойств тиристора 3, включается тиристор 4 и к нагрузке 7 прикладывается напряжение источника питания 2 через дроссель 11, т. е. напряжение на нагрузке меняет знак. Для выключения силового тиристора 4 необходимо включить вспомогательный тиристор 13, который включает предварительно зарял енный конденсатор 9 последовательно с тиристором 4 и встречно с источником питания 2, создавая цепь заряда конденсатора 8. Ток нагрузки при этом замыкается через диод 5 и дроссель 10 на источник питания 1. После восстановления запирающих свойств тиристора 4 опять может быть включен тиркстор 3. Таким образом, устройство позволяет осуществить симметричный закон коммутации, т. е. питать нагрузку разнополярными импульсами и регулировать среднее значение напряжения по величине и направлению путем изменения временного соотношения включенного состояния силовых тиристоров 3 и 4.

Устройство также позволяет осуществлять несимметричный закон коммутации, т. е. питание нагрузки однополярными импульсами. Тогда среднее значение напряжения регулируется путем изменения скважности импульсов. Работа устройства в этом случае происходит следующим образом.

Открываются тиристоры 3 и 13, обеспечивая подключение нагрузки 7 к источнику иитания 1 и заряд коидеисатора 8 от источников 1 и 2. Отключение нагрузки 7 от источника 1 осуществляется после включения тиристора 12, который подключает предварительно заряженный конденсатор 8 последовательно с тиристором 3 и встречно с источником 1. Ток нагрузки замыкается через диод 6 и дроссель 11 на источник 2. После паузы, соответствующей отсутствию напряжения на пагрззке, опягь

включаются тиристоры 3 и 13 и цикл повторяется. Для реверсирования напряжения на нагрузке включается тиристор 12, что приводит к отключению тиристора 3 и заряду конденсатора 9. После восстановления запирающих свойств тиристора 3 включается тиристор 4 и нагрузка подключается к источнику питания 2, что соответствует изменению полярности напряжения иа иа0 грузке. Тиристор 4 выключается после включения тиристора 13. Через интервал времени, соответствующий отключенному состоянию нагрузки, включаются тиристоры 4 и 12. К нагрузке опять прикладывает5 ся напряжение источника 2 и происходит

заряд конденсатора 9. Цикл повторяется

до тех пор, пока не наступит необходимость

реверса напряжения.

Преимущество описываемого устройства

0 по сравнению с известными заключается в возмол ности реализации как симметричного, так и несимметричного закона коммутации, что весьма важно в релейных системах управления, обеспечиваюп1их высокие ди5 памические и статические показатели регулирования. Устройство может найти широкое применение при конструировании высокоточных реверсивных электроприводов и следящих систем.

Формула изобретения

Устройство для широтно-импульсного регулирования напряжения на нагрузке, содержащее два источника питания, включенных последовательно между собой и встречно-параллельно относительно выходных выводов через дроссели и силовые тиристоры, шунтированные обратными диодами, а также две цепочки, шунтирующие указанные дроссели, кажда из которых состоит из коммутирующего конденсатора и тиристора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, концы цепи, образованной источниками, через конденсаторы указанных цепочек подключены к точке, образованной согласно-последовательно включенными тиристорами этих цепей.

fz