Способ регулирования выходного напряжения двухфазного импульсного преобразователя постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02M3/135 H02P7/68 

очередь не позволяет получить напряжение на нагрузке меньше некоторой начальной величины.

Цель изобретения - получение расширенного диапазона регулирования напряжения на нагрузках в цепях постоянного тока.

Поставленная цель достигается тем, что на начальном этапе регулирования поочередно отпирают только вспомогательный тиристор одной фазы и главный тиристор другой фазы, уменьшая сдвиг между моментами их отпирания.

На фиг. 1, а изображена принципиальная электрическая схема двухфазного импульсного преобразователя с обш;ей нагрузкой для обеих фаз; на фиг. 1, б - с двумя отдельными нагрузками; на фиг. 2 показана последовательность подачи управляющих импульсов, диаграммы токов и напряжений на коммутируюш,ем конденсаторе и форма импульсов выходного напряжения.

В изображенных на фиг. 1,а и 1,6 прерывателях главные тиристоры 1 и 2 включены последовательно со вспомогательными тиристорами 3 и 4. Между точками соединения последовательных тиристоров включен обший для обеих фаз коммутирующий конденсатор 5. Дроссели перезаряда 6и 7 включены последовательно с главными тиристорами и шунтированы вместе с ними обратными диодами 8 и 9. Тяговые электродвигатели 10 и 11 шунтированы своими обратными диодами 12 и 13. Дроссель 14 и конденсатор 15 образуют входной фильтр.

Первоначальный заряд коммутируюш,его конденсатора 5 указаннной на фиг. 1 полярностью осуществляют одновременным .отпиранием тиристоров 1 и 4. После заряда коммутирующего конденсатора 5 от конденсатора 15 входного фильтра по цепи: 15-6-1 - 5-4-II -15, тиристоры 1 и 4 запираются вследствие уменьшения до нуля протекающего по ним прямого тока.

На начальном этапе регулирования напряжение, подводимое к нагрузке, увеличивают при постоянной частоте следования рабочих импульсов путем регулирования времени частичного перезаряда через нагрузку конденсатора 5, что обеспечивается постепенным уменьшением интервала между моментами отпирания главного тиристора 2 одной фазы (см. момент tj фиг. 2, а) и вспомогательного тиристора 3 другой фазы (см. момент tj). Процессы, происходящие во второй фазе прерывателя, протекают аналогично рассматриваемым, но со сдвигом на полпериода регулирования. Перезаряд коммутирующего конденсатора 5 начинается в момент if после отпирания главного тиристора 2. Он происходит по цепи: 5-8-7-2-5.

При отпирании во время перезаряда конденсатора вспомогательного тиристора 3 часть перезарядного тока, равная току нагрузки

Зо (или.-То), замыкается по цепи: 15-7-25-3--нагрузка-15. Запираются тиристоры 2 и 3 после окончания перезаряда конденсатора 5. Заканчивается перезаряд конденсатора 5 постоянным по величине током нагрузки. В интервале времени, соответствующем запертому состоянию прерывателя, ток тяговых электродвигателей замыкается через обратные диоды 12 и 13.

Если тиристор 3 отпирают в тот момент, когда ток перезаряда коммутирующего конденсатора 5 меньше тока нагрузки, т.е. тока, протекающего через обратные диоды 12 и 13, то напряжение, прикладываемое к электродвигателям, остается рав)/ым нулю. Поэтому на первом этапе регулирования ширина импульса выходного напряжения изменяется лишь в интервале iz - 14 Минимальная , ширина импульса получается, когда момент отпирания вспомогательного тиристора 3 близок к моменту t4, т; е. к моменту спадания тока перезаряда конденсатора до величины IQ (или 2-1о). При сближении момента отпирания тиристора 3 с моментом отпирания тиристора 2 напряжение, подводимое к нагрузке будет расти от минимального до некоторого промежуточного значения.

На следующем этапе регулирования увеличение импульса выходного напряжения (от А пр и выше) происходит путем увеличения сдвига момента отпирания главного тиристора 2 (момент tj, фиг. 2,6) по отношению к моменту одновременного отпирания тиристоров I и 3 (момент t). При одновременном отпирании тиристоров 1 и 3 напряжение конденсатора входного фильтра прикладывается к нагрузке по цепи: 15-6I-3- нагрузка - 15. Последующее отпирание главного тиристора 2 приводит к перезаряду коммутируюшего конденсатора ,5 по двум цепям: 5-8-7 -2-5 и 5-3 - нагрузка- 15-7-2-5. Во время этого перезаряда к главному тиристору 1 приложено обратное напряжение, и он запирается. После окончания перезаряда конденсатора оком нагрузки запираются также тиристоры 2 и 3, а сам конденсатор 5 оказывается гоовым к запиранию главного тиристора 2.

Через некоторый промежуток времени, определяемый рабочей частотой и равный половине периода регулирования, одновременно отпирают тиристоры 2 и 4, а для их запирания импульс управления подают на тиристор 1. Тиристоры 1 и 2 при этом поочередно выполняют роль то главных, то запирающих.

Регулируя продолжительность одновременно открытого состояния обоих тиристоров каждой фазы, осуществляют дальнейшее увеличение напряжения на нагрузках. Процесс регулирования возможен до состояния, при котором коэффициент заполнения . импульсного цикла каждой.фазы равен 0,5. Поэтому в устройстве по фиг. 1, а регулирование напряжения, подводимогст к электрбдвигателям, возможно от нуля до полного напряжения источника питани, а в устройстве по фиг. 1,6 - лишь до половиньГэтого напряжения. Таким образом, данное предложение, благодаря применению на начальном этапе регулирования нового Отпирания тиристоров, позволяет получить расширенный диапазон изменения выходного напряжения двухфазного импульсного преобразователя, собранного на четырех тиристорах, включенных по мостовой схеме с коммутирующим конденсатором в диатонали. Формула изобретения Способ регулирования выходного напряжения двухфазного импульсного преобразователя постоянного тока, выполненного в Blfде мостовой схемы, два смежных плеча которой образованы главными тиристорами, а два других - вспомогательными тиристорами, путем поочередного изменения сдвига между моментом одновременного отпирания главного и вспомогательногэ тиристора одной фазы, и моментом отпирания главного тиристора д эугой фазы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, на начальном этапе поочередно отпирают только вспомогательный тиристор одной фазы и главный тиристор другой фазы, уменьшая сдвиг между моментами их отпирания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 283382, кл. 2 d 12/03, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 318924, кл. G 05 F 1/22, 1972.

JЧ

Z 3 f 5

1 h

tlftg

iff t tg Ipus.Z