Реверсивный преобразователь постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02M3/135 H02P5/16 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в реверсивных приводах постоянного тока.

Известны импульсные преобразователи постоянного тока с дозированной (ограниченной на интервале регулирования) передачей энергии в нагрззку 1.

Недостатками этих преобразователей являются ограниченные функциональные возможности, а именно: невозможность смены полярности напрял ения на нагрузке и регулируемой рекуперации знергип, накопленной нагрузкой, в питающую сеть.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реверсивный преобразователь постоянного тока, содержащий тиристорный мост, диагональ постоянного тока которого включена между входными выводами преобразователя, а диагональ переменного тока - между выходным, цепь из двух последовательно соединенных тиристоров, включенную между входными выводами преобразователя в проводящем по отношению к источнику питания направлении, причем точка соединения указанных тиристоров подключена к одному из выходных выводов преобразователя и второй тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока.

диагональ постоянного тока которого включена между одним входным и одним выходным выводами преобразователя 2. Цель изобретения - улучшение массога5 баритных показателей преобразователя при его работе от высоковольтного источника питания.

Цель достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительным тиристор10 ным мостом с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональ постоянного тока которого включена между точкой соединения второго тиристорного моста с выходным выводом преобразователя и его

15 другим входным выводом.

На чертеже изображена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит мост из тиристоров 1-4 с конденсатором 5 в диагонали, и мост, состоящий из тиристоров 6-9 с конденсатором 10 в диагонали. К общей точке соединения мостов подключен один из выводов нагрузки 11 (якоря), а также тиристор 12, катод которого соединен с плюсовой шиной питания, и тиристор 13, анод которого соединен с минусовой шиной питания. Другой вывод нагрузки 11 подключен к общей точке последовательно включенных с источником пита30 ния Е тиристоров 14 и 15 и к общей точке

встречно включенных источнику питания Е тиристоров 16 и 17. Управляющие импульсы задающего генератора 18 с частотой, управляемой сигналом, поступающим с блока задания 19, подаются на логическое устройство 20, которое в зависимости от режима работы преобразователя и сигналов, поступающих с датчика тока нагрузки 21 и датчика 22 скорости вращения двигателя, при помощи выходного устройства 23 включает силовые тиристоры.

Преобразователь работает следующим образом.

В установившемся режиме включаются, например, тиристоры 1, 2 и 15 и конденсатор. 5, предварительно заряженный до напряжения питания Е с полярностью, указанной на чертеже в скобках. Конденсатор 5 перезаряжается через якорь И. Перезаряд вследствие наличия индуктивности якоря носит колебательный характер. Когда конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряжения, открывается тиристор 13 и ток определяющий энергию, запасенную индуктивностью якоря, начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: тиристор 13 - якорь 11-тиристор 15. Тиристоры 1 и 2 восстанавливают управляющие свойства. Затем включаются тиристоры 3, 4 и 15 и конденсатор 5 перезаряжается по цепи: тиристор 4 - якорь 11-тиристор 15 - источник питания Е - тиристор 3. Когда конденсатор 5 вновь перезарядится, открывается тиристор 13 и ток якоря начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: тиристор 13 - якорь 11-тиристор 15. Тиристоры 3 и 4 восстанавливают управляющие свойства. Преобразователь работает в режиме прямой передачи энергии. Затем вновь включаются тиристоры 1, 2 и 15 и т. д. При необходимости блок задания 19 вырабатывает сигнал на перевод преобразователя в режим рекуперации энергии, что соответствует торможению якоря 11. Конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряжения и после отпирания тиристора 13 ток якоря спадает к нулю, замыкаясь .по контуру: тиристор 13 - якорь 11 - тиристор 15. Когда ток якоря становится равным нулю, напряжение на якоре 11 становится равным его ЭДС. Система управления предоставляет время задержки, необходимое для восстановления управляющих свойств, проводивших тиристоров и затем включаются тиристоры 6, 7 и 17. Конденсатор 10, предварительно заряженный до напряжения питания Е с полярностью, указанной в скобках, перезаряжается током якоря до напряжения питания Е с полярностью, указанной без скобок, открывается тиристор 12, и ток якоря начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: минус источника питания Е-тиристор 17- якорь 11-тиристор 12 - плюс источника питания Е. Происходит процесс рекуперации энергии в питающую сеть. Тиристоры 6 и 7 восстанавливают управляющие свойства. Когда ток якоря вновь становится равным нулю, напряжение на якоре равно его ЭДС. Включаются тиристоры 8, 9 и 17, конденсатор 10 перезаряжается током якоря до обратного напряжения, открывается тиристор 12, и ток якоря начинает уменьшаться, протекая навстречу

ЭДС источника питания Е. Происходит возврат энергии в питающую сеть. Рекуперация энергии имеет место вплоть до ЭДС якоря практически равных нулю, т. е. почти до остановки двигателя.

Электрические процессы, протекающие в преобразователе при обратном направлении тока якоря, что соответствует обратному направлению вращения вала двигателя, аналогичны рассмотренным выше.

Таким образом, преобразователь позволяет осуществить рекуперацию энергии в питающую сеть в реверсивном приводе. Изменяя частоту управляющих импульсов, можно регулировать интенсивность рекуперации энергии в питающую сеть.

Процесс рекуперации в предлагаемом преобразователе протекает вплоть до ЭДС якоря практически равных нулю, а простота системы управления повышает надежность устройства. Преобразователь не требует устройств для запирания силовых тиристоров, а также быстродействующей токовой защиты от коротких замыканий в нагрузке, так как энергия, отдаваемая

преобразователем, строго дозирована.

Формула изобретения

Реверсивный преобразователь постоянного тока, содержащий тиристорный мост, диагональ постоянного тока которого включена между входными выводами преобразователя, а диагональ переменного тока -

между выходными, цепь из двух последовательно соединенных тиристоров, включенную между входными выводами преобразователя в проводящем по отношению к источнику питания направлении, причем

точка соединения указанных тиристоров подключена к одному из выходных выводов преобразователя, и второй тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональ постоянного

тока которого включена между одним входным и одним выходным выводами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, он снабжен дополнительным

тиристорным мостом с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональ постоянного тока которого включена между точкой сое/аинения второго тиристорного моста с выходным выводом преобразователя и его другим входным выводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Булатов О. Г., Иванов В. С. Тиристорно-емкостный регулятор постоянного

тока. - «Преобразовательная техника, 1973,№ 8 (43).

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2491751, 02.06.77 (прототип).