Многоячейковый преобразовательпОСТОяННОгО НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 H02M3/135 

(54) МНОГОЯЧЕЙКОВЬШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для преобразования постоянного напряжения в последовательность импульсов напряжения большой мош,ности.

Известны многоячейковые преобразователи с самоуправлением, содержащие преобразовательные ячейки, работающие на общую нагрузку, причем управление тиристо.рами очередной ячейки осуществляется от предыдущей ячейки 1 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многоячейковый преобразователь, содержащий несколько преобразовательных ячеек. Каждая ячейка имеет силовой тиристор, шунтированный обратным диодом. Параллельно тиристору подключен колебательный контур 2.

Однако такой преобразователь требует сложной многоканальной системы управления.

Цель изобретения - упрощение за счет применения самовозбуждения.

Поставленная цель достигается тем, что в многоячейковый преобразователь постоянного напряжения, содержащий по крайней мере две преобразовательные ячейки, причем в каждой ячейке имеется тиристор подключенный к входному и связанный с выход-. ным выводом, параллельно тиристору поД- ключены последовательный колебательный контур, обратный диод, и ограничительная цепочка, содержащая соединенные после довательно диод и конденсатор, введены импульсные трансформаторы по чи(;лу ячеек, причем первичная обмотка каждого импульсto ного трансформатора включена последовательно с конденсатором ограничительной цепочки соответствующей ячейки, а вторичная зашунтирована дополнительным диодом и связана с управляющим переходом тиристора смежной ячейки.

15

Эта связь может быть выполнена через элемент задержки, что позволяет регулировать частоту следования выходных импульсов.

На фиг. I приведена схема преобразова30теля; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы; на фиг. 3 - схема элемента задержки.

Многоячейковый преобразователь с самоуправлением содержит, например четыре одинаковых ячейки (1, II, III и IV). Ячейка имеет тиристор 1, встречный диод 2, реактор

3,конденсатор 4, реактор 5, диод 6, конденсатор 7, резистор 8 и импульсный трансформатор 9. Вторичная обмотка импульсного трансформатора зашунтирована диодом 10 встречной проводимости по отношению к отпирающему импульсу. Нагрузка 11 подключена к ячейкам через диоды 12. Вход инвертора зашунтирован конденсатором 13.

В момент времени 11 в цепь управляющего электрода тиристора 1 подается однократный пусковой импульс тока . При этом тиристор 1 отпирается и через него протекает импульс тока iu, колебательного контура, образованного реактором 5 и конденсатором

4,и импульс тока 1н нагрузки. В момент времени tj суммарный ток ig через тиристор 1 становится равным нулю, и он запирается. С этого момента ток нагрузки и ток колебательного контура протекают через встречный диод 2. В момент времени tз импульс тока ig через диод 2 подходит к нулю и с этого момента времени начинает протекать в обратном направлении из-за задержки его выключения. В момент времени i диод 2 восстанавливает запирающие свойства в обратном направлении и ток ig с диода 2 переходит в цепь диода 6 диодно-емкостной ограничительной цепочки первой ячейки инвертора. При этом в цепи первичной обмотки импульсного трансформатора 9 в момент времени ti4 появляется импульс тока i, обеспеГивающий запуск устройства задержки (фиг. 3) и формирование последним импульса тока в момент времени ts- Импульс тока i iотпирает тиристор 1 второй ячейки инвертора. При этом процессы во второй ячейке протекают аналогично процессам в первой ячейке.

Поочередное отпирание тиристоров всех ячеек инвертора обеспечивает формирование импульсов напряжения U-j, Uj, Uj U на нагрузке, имеющих прямоугольную форму. Указанные импульсы через диоды 12 ячеек подаются на нагрузку П.

Регулирование частоты импульсов осуществляется устройством задержки (фиг. 3) Оно содержит для первой ячейки конденсатор 14, диод 15, импульсный трансформатор 16, диод 17 и динистор 18. Общими для всех ячеек являются резистор 19, конденсатор 20, реактор 21 и динистор 22. Входные клеммы О, а устройства задержки подключены ко вторичным обмоткам соответствующих импульсных трансформаторов 9. Вторичная обмотка трансформатора 16 устройства задержки первой ячейки подключена к управляющему электроду тиристора 1 второй ячейки инвертора.

Появление импульса тока в цепи первичной обмотки трансформатора 9 обеспечивает заряд конденсатора 14 и возникновение на нем напряжения Uc. Это напряжение через диод 17 и резистор 19 подается на конденсатор 20. При этом конденсатор 20 плавно заряжается до напряжения, равного напряжению Un. динистора 22. Включение динистора 22 приводит к перезаряду конденсатора 20, и напряжение на конденсаторе 20 изменяет свой знак на обратный. При этом увеличивает напряжение на динисторе 18, вызывая его отпирание в момент времени iy. При отпирании динистора 18 в цепи первичной обмотки трансформатора 16 появляется короткий импульс тока длительностью, определяемой емкостью конденсатора 14 и индуктивностью реактора 21. При этом в цепи управляющего электрода тиристора 2 появляется импульс тока с амплитудой, достаточной для его отпирания. Протекание импульса тока через конденсатор 14 вызывает его полный разряд и напряжение на нем быстро снижается до нуля. Это исключает возможность повторных отпираний динистора 18 при очередных срабатываниях динистора 22, обусловленных зарядом конденсатора 20, импульсами напряжения на конденсаторах 14 второй, третьей и четвертой ячеек инвертора. Время задержки формирования импульса тока управления тиристором каждой ячейки инвертора можно плавно регулировать изменением сопротивления резистора 19. Увеличение времени задержки формирования импульсов тока управления тиристорами инвертора приводит к уменьшению частоты импульсов напряжения на выходе инвертора.

Предлагаемый многоячейковый инвертор с самоуправлением, кроме упрощения системы управления, обеспечивает автоматическое снятие импульсов тока управления с тиристоров следующих ячеек инвертора при возникновении повреждений при работе предыдущей ячейки или коротком замыкании на выходе инвертора. ,

Формула изобретения

ri, il i

iy iuii П n , f зана с управляющим . переходом тиристора смежной ячейки через элемент задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 304688, кл. Н 02 М 7/00, 22.01.70. 2.Elect, eng. 1961, v. 33, p. 426.

ffltf

r « Ч гг « ff

Put. 2

15

/7

18

wJWV

IZD2/

13

0 o

ZO

11

фиг.З