Преобразователь переменного тока в постоянный Советский патент 1980 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к преобразованию энергии переменного тока в энергию постоянного тока.

Известны преобразователи переменного тока в постоянный, в которых используется искусственная коммутация тиристоров 1, 2. Известные преобразователи .

Известны преобразователи переменного тока в постоянный, содержащие трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в звезду и подключены ко входу переменного тока тиристорного выпрямительного моста, два тиристора, соединенных последовательно и подключенных к выходу иостоянного тока моста, и коиденсатор, включенный между общей точкой этих тиристоров и общей точкой вторичных обмоток 3.

Недостатком известного устройства являются ограничеиные функциональные возможности.

В частности такой преобразователь не может обеспечить регулирование выходного напряжения по закону, когда каждая полуволна первичного тока состонт из щести импульсов одинаковой амплитуды, длительность которых распределеиа следующим образом:

fXr;

-Т; f .Г;

лГ: ТАГ,

где Т - пер1;од тактовой частоты;

л - регулируе.мая величина продолжительности включеиного состояния тиристоров в относительных еди5ницах.

Целью данного изобретения является расщирение функциональных возможностей известного устройства. Поставленная цель достигается тем, что преобразователь снабжен двумя дополнительными иоследовательно соединенными тиристорами, каждый из которых включен между соответствующим выводом иостоянного тока моста и общей точкой вторичных обмоток траисфор15 матора.

На фиг. 1 изображена принциииальная схема иреобразователя; на фиг. 2 - диаграммы импульсов управлеиия тактовой частоты f/y, вторичных фазных напряжений

20 6ф н первичного тока LA фазы А.

Схема выпрямителя с щпротно-пмпульсным регулирование. выходного напряжения представляет co6oii трехфазный мостовой выпрямитель, собранный на тнристорах

25 1-6, трехфазный трансформатор 7, к нулевой точке вторич ых обмоток 8, 9, 10 которого подсоединены конденсатор 11 и два тиристора 12 и 13. Ко второй обкладке конденсатора И подсоединены тиристоры 14

30 и 15. Свободные аноды тнрнсторов 14, 15

подсоединены к анодной группе тиристоров моста, а свободные катоды тиристоров 13, 15 - к катодной группе тиристоров моста.

Преобразователь работает следующим образом.

Пусть в момент времени /о (фиг. 2), когда фазное напряжение Ua, положительно, а /7ь - отрицательно, управляющий импульс тактовой частоты открывает тпристоры 2 и 3. Пусть к этому моменту времени конденсатор 11 заряжен до соответствующего потенциала с полярностью, указанной в скобках (первоначальный заряд коммутирующего конденсатора может быть произведен от маломощного постороннего источника) . Через интервал времени 2/3 XT подают управляющий импульс на тиристор 14, в результате чего конденсатор 11 начинает разряжаться по цепи: фаза 9 трансформатора 7, тиристор 3, тиристор 7, 14, уменьшая тем самым выходной ток, протекающий через тиристор 3. Когда ток через тиристор 3 становится равным нулю, последний закрывается, и ток пагрузки будет проходить по цепп: тпрпстор 14, конденсатор 11, фаза 8 трансформатора 7, тиристор 2. Благодаря активно-индуктивному характеру выходной цепи происходит перезаряд конденсатора до противоположной полярности постоянным током (полярность конденсатора для этого случая указана без скобок). Когда напряжение на конденсаторе достигнет по абсолютной величине первоначального нанряжения, открывают тиристор 5, в результате чего тиристор 14 закрывается, п выходной ток начинает иротекать по цепп: тиристор 5, фазы 10 и 8 вторичной обмотки трансформатора 7, тиристор 2.

Через интервал времени 1/3 Л Т открывают тиристор 15 и конденсатор 11, разряжаясь но цепи: тиристор 15, тиристор 2, фаза 8, закрывает тиристор 2. После этого выходной ток, протекая по цепи: тиристор 5, фаза 10, конденсатор 11, тиристор 15,перезаряжает конденсатор до противоположной полярности (знак в скобках). Когда напряженне на конденсаторе достигает но абсолютной величине первоначального напряжения, подают импульс зажигания на тиристор 13. После открытия тиристора 13 нанряженне конденсатора 11 оказывается приложенным в запирающем направлении к тиристору 15, последний закрывается, и выходной ток начинает протекать но цепи: тиристор 5, фаза 10, тиристор 13. Сразу после закрытия тиристора 15 открывают тиристор 14, и конденсатор И, разряжаясь по цепи: фаза 10 трансформатора 7, тиристор 5, тиристор 14, закрывает тирнстор 5, в результате чего выходной ток начинает проходить по цепи: тиристор 14, конденсатор 11, тиристор 13 и перезаряжать конденсатор до противоположной полярности.

Когда напряжение на конденсаторе достигает по абсолютной величине первоначального нанряжения (полярность для этого случая указана без скобок), открывают тиристор 12. При этом тиристор 14 закрывается с помощью конденсатора И, и выходной ток начинает протекать по цепи: тиристор 12, тиристор 13. Интервалу времени, когда ток нагрузки не протекает по вторичным обмоткам трансформатора 7, соответствует пауза в кривой первичного тока. При этом тиристоры 9 и 10 играют роль вентилей реактивного тока, облегчая тем самым режим работы основных тиристоров моста.

В момент времени /о очередной тактовый импульс подают одновременно па тиристоры 2 и 3. Тиристоры 2 и 3 открываются, а тиристоры 12 и 13 под действием напряжений фаз 8 и 9 закрываются, и выходной ток начинает протекать по цепи: тиристор 3, фаза 9 и фаза 8 трансформатора 7, тиристор 2 (полярность конденсатора при этом не изменяется).

Через интервал времени 1/3 КТ подают управляющий импульс на тиристор 5, в результате чего последний открывается, а тиристор 3 закрывается, и выходной ток начинает протекать но цени: тиристор 5, фаза 10 и фаза 8 трансформатора 7, тиристор 2. Затем через интервал времени 2/3 X Г подают управляющий импульс на тиристор 15. Конденсатор 11, разряжаясь по цепи: тиристор 15, тиристор 2, фаза 8, закрывает тиристор 2, после чего выходной ток начинает иротекать по цепи: тиристор 5, фаза 10, конденсатор 11, тиристор 15 п перезаряжать конденсатор до напряжения противоположной полярности (полярностьдля этого случая соответствует знакам в скобках) . Когда нанряжение на конденсаторе 11 достигает цо амплитуде первоначального значения, открывают тиристор 13, и напряжение конденсатора И оказывается приложенным Б запирающем направлении к тиристору 15. Тиристор 15 закрывается, и выходной ГОК начинает протекать по цепи: тнристор 5, фаза 10, тиристор 13. После

этого подают имнульс управления на тиристор 14. Тиристор 5 закрывается и начинается перезаряд конденсатора 11 выходным токо.м до противоположной полярности по цепи: тиристор 7, конденсатор 11, тиристор 13. Когда напряжение на конденсаторе И достигнет но амплитуде первоначального значения, открывают тиристор 12. При этом тиристор 14 закрывается, и перезаряд конденсатора прекращается (полярность заряда конденсатора указана для этого случая без скобок). До прихода следующего тактового импульса в момент времени 2 па тиристоры 2 и 5 тиристоры 12 и 13 выполняют роль вентилей реактивного тока.

В дальнейшем все процессы повторяются,

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в «звезду и подключены ко входу переменного тока тиристорного выпрямительного моста, два тиристора, соединенных последовательно и подключенных к выходу постоянного тока моста, а также конденсатор, включенный между общей точкой этих тиристоров и общей точкой вторичных обмоток, отличающийся тем, что, с целью расщирения фупкциоиальных возможностей, он снабжен двумя дополнительными

последовательно соединенными тиристорами, каждый из которых включен между соответствующим выводом постоянного тока моста и общей точкой вторичных обмоток трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Каганов И. Л. Электронные и ионные приборы. М., Госэнергоиздат, ч. III, 1956.

2.Патент Швейцарии № 488325, кл. Н 02М 7/20, 1970.

3.Marz Cunter. Die ZDB - Sckaltung ihre Eigenscheften and ihre Anwendung in der Leistungselentronin. E.T. Z. 1972, A93 и Lo 571-576.

lif

IC

12

7У

-wM

13

f

w-