Импульсный преобразователь постоянногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02M3/135 

Изобретение относится к преобразовательноп технике и может быть исполь зовано в электроприводах постоянного Известны тиристорные импульсные преобразователи постоянного напряжения, содержащие отдельный реверсор на управляег-их вентилях LljНедостатком известных преобразова телей является наличие дополнительно двух последовательно соединенных вен тилей по цепи тока нагрузки, что при водит к дополнительным потерям мощности в них. По основному авт. св. № 716121 извес тен импульсный преобразователь постоянного напряжения, содержащий подключенный мегхду выводами для источника питания тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, встречно-параллельно вклщченные тиристоры, соединяющие.обклгадки конденсатора с одним из выводов для подключения нагрузки включенНУ1Э ме}хду выводами для .источника питания цепь из двух последовательно включенных тиристоров, точка соединения которых подключена к упомянуто му выводу для подключения нагрузки Недостатком этого преобразователя являются ограниченные функциональные возмозхности а именно, отсутствие ре-, вёрса тока нагрузки. Цель изобретения - расширение функ7 циональных воэмоиностей известного преобразователя при мивиглальном количестве дополнительных вентилей, включенных последовательно по цепи тока нагрузки. Поставленная цель достигается путем подключения в известный преобразователь последовательной цепи из двух пар встречно-параллельно соеди- i, ненных тиристоров, общая точка соединения которых образует один из выводов для подключения нагрузки. На фиг. 1 показана принципиальная схема описываемого преобразователя, на фиг. 2 Ч а,б) - временные диаграмглы, поясняющие работу устройства. Па входе преобразователя включен источник питания Е, к котороглу подключен мост, состоящий из тиристоров 1-4 и име1а1щий в диагонали конденсатор 5, к обкладктл которого подключены встречно-параллельно соединенные тиристоры 6, 7 и 8, 9, име1р«ие общую точку соединения и одним из выводов якоря 10 двигателя постоянного тока

ДПТ. к этому же выводу подключены тиристор 11, катод которого соединен С -ПЛЮСОВОЙ шиной питания, и тирдс- . тор 12,- анод которого соединен с ми-. нусовой шиной питания. Другой вывод .

якоря 10через встречно-параллельно , соединенные тиристоры 13, 14 и 15, 16 соединен с ши-нагли питания.

Устройство работает следующим образом. До момента t преобразователь ра- JQ ботает.в установившемся режиме (фиг.2а) Ток якоря Ijf имеет направление, укаЭанное на. фиг. 1 стрелкой. В момент

t включаются, .тиристоры 1, 9, 15 и конденсатор 5, предварительно заряженный до напряжения питания Е с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках-, перезаряхшется через якорь 10. Перезаряд, вследствие наличия индук-. тивности якоря .LJ, носит колебательный. Характер. В момент t конденса- 20 тор 5 перезаряжается .до обратного напряжения, открывается, тиристор 12

и ток якоря i VJ начинает уменьшаться, загллкаясь по контуру: .тиристор 12. якорь 10 - тиристор 15. Тиристоры 1 25 И 9 восстанавливают управляющие свой- ства. В момент t включаются тиристоры 2,. 7, 15. Конденсатор 5 вновь

перезарягхается через якорь 10. в момент tjj напряжение на конденсаторе tn 5 Становится равным напряж.ению питания Е С полярностыд, указанной на фиг. 1 в-скобках, открывается тиристор 12 и ток начинает уменьшаться, . за14икаясь по контуру: тиристор 12 - с якорь 10 --тиристор 15. Тиристоры 2 и 7 восстанавливают управляющие свойства. Преобразователь работает в режиме прямой -передачи энергии. В момент tr вновь включаются тиристоры 1, 9, 1Ъ.40

В момент t приходит сигнал на перевод преобразо.вателя в режим рекуперации энергии, что, соответствует

Торможению ДПТ, Конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряжения 45 и в момент t-| открывается тиристор

12 и ток якс5ря спадает к нулю, замыкаясь по контуру: тиристор 12 - якорь -10 - тиристор 15. .-Тиристоры 1 и 9 воостанавливают управляющие свойства. JQ В момент t g ток якоря становится равшз нулю, а напряжение на якоре 10 становится равным его ЭДСЕд. Предоставляется время задержки tj-, необходимое для восстановления управляю- сг «их СВОЙСТВпроводивших тиристоров. В момент t9 включаются тиристоры 8,

3., 16 и начинается колебательный, перезарйд конденсатора 5, заряженного до .напряжения питания Е с полярностью, указанно.й на фиг. 1 без скобок. Ток 60протекает по контуру: тиристор 8 конденсатор 5 - тиристор 3 - тирисТор 16 - якорь iO. В момент t конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряжения, открывается тиристор 11 65

и ток якоря ij) начинает - уменьшаться, замыкаясь по контуру: минус источника питания Е - тиристор 16 - якорь

10- тиристор 11 - плюс источника питания. Происходит процесс рекуперации энергии в питающую сеть. Тиристоры 8

и 3 восстанавливают управляющие свойства. В момент t.. ток якоря становится равным НУЛ1Э ,а напряжение на .якоре его ЭДС ЕЛ . В момент t, включаются тиристоры б, 4, 16 и конденсатор 5 вновь перезаряжается через якорь 10 до обратного напряжения. В момент t.« открывается тиристор 11 и то-к начинает уменьшаться, протекая навстречу источника питания Е. Происходит процесс рекуперации энергии в питающую сеть. Процесс поочередного перезаряда конденсатора 5 током якоря с последукядёй передачей энергии источнику питания Е происходит до ЭДС якоря практически равной нулю, т.е. практически до остановки двигателя ..

Режим работы преобразователя, при котором ток якоря i JJ имеет обратное направление, что соответствует обратному напрайлению вращения вала двигатедя, поясняется .диaгpa лмaми, показанными на фиг. 26. Процессы, протекающие в преобразователе, аналогичны процессам для прямого направления тока. В момент t. включаются тиристоры 13, 8, 3 я конденсатор 5 начинает перезаряжаться через якорь 10. В момент напряжение на конденсаторе 5 станет равным напряжению источника питания. Е, открывается тиристор 11 и ток якоря з.агиыкается по контуру: тиристор 13 - якорь 10.- тиристор 11. В момент t включаются тиристоры 13, 6, 4, конденсатор 5. вновь перезаряжается через якорь 10. В момент t конденсатор 5 перезаряжается до обратного напряжения, открывается тиристор

11и ток якоря замыкается,через него и тиристор 13.

В момент tj приходит сигнал и перевод преобразователя в режим рекуперации. В момент 16 открыты тиристоры 13, 8, 3 и конденсатор 5 перезаряжался через якорь 10. В момент напряжение на конденсаторе .5 становится равным напряжению питания Е, открывается тиристор 11.и ток якоря начинает уменьшаться, загШкаясь через него и тиристор 13. .В мрмент tg ток якоря iji становится равным нулю, а напряжение на якоре его ЭДС ЕЛ с полярностью, указанной на Фиг. 1 в скобках. Предоставляется время задержки .t, необходимое для восстановления управляющих свойст проводивших тиристоров, в момент t включшэтся тиристоры 1, 9, 14 и конденсатор 5, заряженный до напряжения источника питания Е с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках, перезаряжается через якорь 10. в момент напряжение на конденсаторе.

5 становится равным напряжению пиания Е, открывается тиристор 12 и ток начинает уменьшаться, замыкаясь по контуру: минус источника питания Е - тиристор 12 - .якорь 10 - тиристор 14- плюс источника питания Е. Происходит процесс рекуперации энергии в пита101-ду1э сеть.. Тиристоры 1 и 9 восстанавливают управляющие свойства. В момент t включаются тиристоры 2, 7, 14, происходит процесс перезарядки конденсатора 5 до обратного напряжения, открывается тиристор 12 и ток якоря вновь загыкаётся навстречу ЭДС источника питания Е.

Таким образом, предлагаеьмй преобразователь по сравнению с известНЫ14 позволяет осуществить работу двигателя постоянного ток.а во всех четырех квадрантах. Расширеииые функциональные возмозхности, высокая коммутационная устойчивость в диигмических режимах, высокая частота коммутации (3-10 кГц позволяет применять предлагаемый преобразователь , S быстродействующих реверсивных электроприводах постоянного тока. .

Следует также ртметить, что последовательно по цепи тока иагрузки дополнительно подключается лишь один вентиль, что приводит к меньшим потерям мощности, чем в случае подключв- НИН к преобразователю отдельного реверсора на управляеглых вентилях.

Формула изобретения

Импульсный преобразователь постоянного напряжения по авт. св. В 716121,

отличающийся тем что, с целью расширения функциональных возможностей, между выводами для источника- питания дополнительно включена . последовательная цепь из двух пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, общая точка соединения .которых образует один из вызводов для подключения нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Каган В.Г., Лебедев Г.В./Маяйнин Л.И. Полупроводниковые систеьы

с двигателями последовательного возбуждения. П., Энергия, 1971, с. 4351.

2.Авторское свидетельство ССЯР, 716121, кл. Н 02 М 3/135, 1977.