Тиристорный импульсный преобразователь постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P7/28 

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Известен тиристорный импульсный преобразователь nocTOHiffloro тока, содержащий тиристорный мост с ковденсатором в диагонали, подключенный между плюсовой шиной источника питания и одним из выводов нафузки, к которому катодом подсоединен обратный диод, анодом подключенный к минусовой шине источника питания 1 .

Данный преобразователь является наиболее близким к изобретению по своей технической суицюстк.

Недостатком такого преобразователя являются ограниченные функциональные возможности, а именно отсутствие регулируемой рекуперавдш энергии при работе на нагрузку, содержащую противо-ЭДС (например, якорь двигателя постоянного тока), что ухудшает КПД, а также невозможность осуществления реверса тока нагрузки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя при работе

на нагрузку, содержащую противо-ЭДС, и повышение КПД.

Это достигается тем, что в известный преобразователь, содержащий тиристорный мост с конденсатором в диагонали, подключенный между плюсовой шиной источника питания и одним из выводов нагрузки, к которому катодом подсоединен обратный диод, анодом подключенный к минусовой шине источника питания, введены шесть тиристоров и дополнительный диод, при10чем первый тиристор включен встречно-параллельно обратному диоду, второй тиристор соединен встречно-параллельно с дополнительным диодом и подключен катодом к минусовой шине источника питания, анодом - к другому

15 выводу нагрузки, третий тиристор подключен катодом к плюсовой шине источника питания, анодом - к аноду первого тиристора, четвертый тиристор подключен катодом к плюсовой шине источника питания, анодом - к аноду второго

20 тиристора, пятый тиристор подключен диодом к одному из выводов конденсатора, катодом - к аноду второго тиристора, шестой тиристор подключен анодом к другому выводу конденсатора, а катодом - к катоду дополнительного диода. На фиг. 1 показаны принципиальная схема преобразователя и структурная схема его систе мы управления, на фиг. 2 изображены временные диаграммы, поясняющие работу устройства К плюсу источника питания Е подключен мост, состоящий из тиристоров 1, 2, 3 и 4 с конденсатором 5 в диагонали. Катодная группа моста подключена к одному из выводов якоря 6 двигателя постоянного тока. Другой выво якоря 6 через подключенные к нему катодами тиристоры 7 и 8 соединен с выводами конденсатора 5. Тиристоры 9 и 10, шунтированные встречно включенными диодами 11 и 12, соединяют выводы якоря 6 с М1шусовой щиной источника питания, к которой они подключены катодами, а тиристоры 13 и 14 соединяют выводы якоря 6, k которым они подключены анодами, с плюсовой шиной источника питания Управляющие импульсы задающего генератора 15 с частотой, определяемой сигналом, посту-, пающим с задающего устройства 16, подаются на логическое устройство 17, которое в зависимости от режима работы преобразователя и сигналов, поступающих с датчика тока 18 и датчика скорости 19, при помощи выходного устройства 20 включает силовые тиристоры. Устройство работает следующим образом. До момента времени ti преобразователь работает в установившемся режиме. Ток якоря 6 ijj имеет направление, показанное на фиг. 1 стрелкой. В момент ti включаютс-я тиристоры 1, 2 и 10 и конденсатор 5, предварительно заряженный до напряжения питания Е с полярностью, указанной на фиг. 1 без скобок, перезаряжается через якорь 6. Перезаряд вследстви наличия индуктивности якоря 6 L носит колебательный характер. В момент tj конденсатор 5 перезаряжается до. обратного напряжения, открывается диод 11 и ток, определяемы энергией, запасенной индуктивностью якоря 6 Ц начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру; диод 11 - якорь 6 - тиристор 10. Тиристоры I и 2 восстанавливают управляющие свойства. В момент t3 включаются тиристоры 3, 4 и 10 и конденсатор 5 перезаряжается по цепи: плюс источника питания Е - тиристор 3 конденсатор 5 - тиристор 4 - якорь 6 - тиристор 10 - минус источника питания Е. В момент t4 открывается диод 11 и ток якоря ijj замыкается через него и тиристор 10. Тиристоры 3 и 4 восстанавливают управляющие свойства. В момент ts вновь включаются тиристоры 1, 2 и 10. Конденсатор 5 перезаряжается до обрашо1-о напряжения, открывается диод 11 и ток якоря ijj, замыкаясь через него и тиристор 10, начинает уменьшаться. 4 В момент t, задающее устройство вырабатывает сигнал на перевод преобразователя в режим рекуперации знергии, что соответствует торможению двигателя. Ток якоря спадает до нуля. Система управления предоставляет время, необходимое для восстановления управляющих свойств проводивших тиристоров, tjj (время паузы) и в момент tg включаются тиристоры 3, 7 и 13. Конденсатор 5, предварительно заряженный до напряжения питания Е с полярностью, указанной на фиг. I в скобках, начинает перезаряжаться током якоря ijj до напряжения питания Е, противоположной полярности. В момент tio открывается диод 12 и ток якоря начинает уменьшаться, протекая по контуру: минус источника питания Е-диод 12-якорь 6 - тиристор 13 - плюс источника Е. Происходит процесс рекуперации знергии. В момент til включаются тиристоры 1, 8 и 13, конденсатор 5 перезаряжается током якоря i до обратного напряжения, открывается диод 12 и ток якоря i начинает спадать, протекая через диод 12 и тиристор 13 навстречу источнику питания. Происходит процесс возврата энергии, накопленной нагрузкой, в питающую сеть. Рекуперация энергии имеет место вплоть до ЭДС якоря EJJ, практически равной нулю, т.е. почти до полной остановки двигателя. Электрические процессы, при которых напряжение на якоре 6 имеет противоположную пс лярность (на фиг. 1 в скобках), что соответствует обратному направлению вращения вала двигателя, аналогичны рассмотренным выще. Управляющие токи тиристоров для данного случая указаны на фиг. 2 в скобках. Таким образом предложенный преобразователь, являясь реверсивным, позволяет осуществить регулируемую рекуперацию знергии при работе на нагрузку, содержащую противо-ЭДС (якорь двигателя постоянного тока), что улучшает его КПД. Из диаграмм на фиг. 2 видно, что, изменяя частоту управляющих импульсов, можно регулировать интенсивность рекуперации знергии в питающую сеть. Формула изобрет е н и я Тиристорный импульсный преобразователь постоянного тока, содержаш;ий -тиристорный мост с конденсатором в диагонали, подключенный между плюсовой щиной источника питания и одним из выводов нагрузки, к которому катодом подсоединен обратный диод, анодом подключенный к минусовой щине источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя при работе на нагрузку, содержащую противо-ЭДС и повышения КПД, 575 в него введены шесть тиристоров и дополнительный диод, причем первый тиристор соединен встречно-параллельно обратному диоду, второй тиристор соединен встречно-параллельно с дополнительным диодом и подключен катодом к минусовой шине источника питания, анодом - к другому выводу нагрузки, третий тиристор подключен катодом к плюсовой шине источника питания, анодом - к аноду первого тиристора, четвертый тиристор подключен катодом к плюсоврй шине источника питания, анодом - к аноду второго тиристора, пятый тиристор подключен анодом к од4Д

:11

(+)(-)

Д 4 ному из выводов конденсатора, катодом fc аноду второго тиристора, шестой тиристор подключен анодом к другому выводу конденсатора, а катодом - к катоду дополнительного днода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Булатов О. Г. , Иванов В. С. Тиристорноемкостный регулятор постоянного тока.-Электротехническая промышленность, серия Преобразовательная техника, 1973, вып. 8 (43), с. 17-19. U -ft. (-)-(+) W J Lg f CX M±h)-0

1ую (lyf)

lvi.2 .si

y 3,4(,7

Iyii(yi4) Iy3.7()

lyj.)

t, if fj t4 ts tg fc; tg tj t; t;r t/г /J tw /5

PU2. 2