Статический преобразователь постоянногоНАпРяжЕНия B пЕРЕМЕННОЕ Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике и Может быть использовано, например, в качестве источника питания электротермических установок. Известен статический преобразователь на тиристорах, содержащий бпок управле ния и две мостовые ячейки с коммутирующими конденсаторами в диагонапях переменного тока, подключенными к выводам источника питания через дроссепи фильтра. Каждое ппечо моста состоит из трех последовательно соединенных тиристоров, причем конденсаторы фильтра подключены через первичные обмотки коммутирующих дроссепей параллельно мостовым ячейкам и выходным выводам, образованным катодными группами этих ячеек. Каждая вто ричная обмотка коммутирующего дросселя через отсекающий диод подключена к обкладкам фильтрового конденсатора проти- Г 1 вофазной ячейки J. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемс лу изобретению является статический преобразователь посте- янного напряжения в переменное, содержащий преобразовательные мосты и блок управления, причем в каждом вентильном плече моста включено последовательно по крайней мере два тиристора, каждый из которых зашунтирован выравнивающей пе-. почкой, состоящей из последовательно (соединенных резистора и первичной обмотки выравнивающего трансформатора, вторичные обмотки трансформатора каждого вентильного ппеча соединены параллельно, а выходы блока управления, включающего соединенные последовательно задающий генератор, управляемый ключ, формирователь и распределитель импульсов, связаны с управляющими переходами соответствующих тиристоров |j2j. Выравнивающие цепочки позволяют обеспечить равномерное распределение напряжений на последовательно соединенных тяристорах. Однако при выходе нз строя одного из тиристоров напряжение на оставЩЕХСЯ в работе тиристорах возрастает. Возрастает и ток в выравнивающих целях. Это может привести к выходу из строя трансформаторов, что снижает надежность, llenb изобретения - повышение надежнюсти. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый преобразователь снабжен датчиками тока и пороговыми элементами по числу вентильнык плеч, а также формирователем аварийного сигнала, причем датчики тока включены последователь но с одной иа вторичных обмоток выравнивающегося трансформатора соответствующего вентипьного ппеча, а выход каждого датчика тока соединен через пороговый эпемент и формирователь аварийного сигнапа с управляющим входом ключа. На чертеже приведена принципиальная схема статического преобразователя на тиристорах. Статический преобразователь на тиристорах содержит бпок управпения, включаю щий задающий генератор 1, ключ 2, формирователь 3 и распределитель 4 импуль сов управления силовыми тиристорами ин вертор 5, состоящий из двух мостовых ячеек 6 и 7 с коммутирующими конденса торами 8 и 9 и диагоналях переменного тока, подключенных к выводам источника 1О питания через цроссели 11-14 фильт ра. Каждое плечо ячеек состоит из трех последовательно соединенных тирисгоров 15-38. Конденсаторы 39 и 40фильтра подключены через первичные обмоткии 41 и 42 коммутирующих дросселей 43 и 44 парал лельно ячейкам 6 и 7 и выходным выводам нагрузки 45, образованным катодными группами (тиристоры 2О, 26 и 32, 38) ячеек 6 и 7. Каждая вторичная обмотка 46 и 47 коммутирующих дросселей 43 и 44 через отсекающий диод 48 и 49 подключена к выводам фильтрового конденсатора противофазной ячейки 7 и 6 Параллельно каждому тиристору 15-38 плеча мостовых ячеек 6 и 7 подключена цепочка из последовательно соединенных резисторов 5 О-52 и первичных обмоток 53-55, выравнивающих трансформаторов 56-58. Вспомогательные обмотки 59, 6О и 61 трансформаторов запараллелены а в одну из вспомогательных обмоток (59) каждого плеча мостовых ячеек 6 и 7 введен датчик 62 тока, защунтированный резистором 63 и подключенный чере пороговый элемент 64 и формирователь 65 аварийного сигнала к управлякядёму входу ключа 2. Преобразователь в квазиустановивщем ся режиме работает следующим образом. При замыкании кпюча 2 сигнапы, выраатываемые задаклдим генератором 1, усиливаются формирователем 3 импульсов правпения, и распределяются по тиристорам ячеек 6 и 7 с помощью распрёдепитепя 4 импульсов управления. Пусть фипьтровые конденсаторы 39 и 40 заряжены до напряжения источника питания 1О через дроссели 11, 12, 13 и 14 фильтра. первичные обмотки 41 и 42 коммутируюих дросселей 43 и 44 и нагрузку 45, а коммутирующие конденсаторы 8, 9 инвертора 5 имеют полярность напряжения, указанную на чертеже. При отпирании тиристоров 15, 16, 17, 24, 25, 26 коммутирующий конденсатор начинает перезаряжаться через первичную обмотку 41 коммутирующего дросселя 43 и .нагрузку 45. При этом напряжения на первичной 41 и вторичной 46 обмотках коммутирующего дросселя 43 имеют полярность, указанную на чертеже. При переходе тока тиристоров 15, 16, 17, 24, 25 и 26 через максимальные значения полярности на-пряжений на указанных обмотках 41 и 46 изменяются на противоположные. Как только величина напряжения на обмотке 41 (а значит и на 46, так как коэффициент трансформации выбирается обычно равным 1) станет выше напряжения фильтрового конденсатора 4О, отпирается диод 48, сбрасывая излишнюю реактивную энергию коммутирующего дросселя 43 на фильтровый конденсатор 40. Ток тиристоров 15, 16, 17, 24, 25 и 26 при этом резко падает, и они запираются, чем ограничивается рост напряжения на коммутирукидем конденсаторе.8. Аналогично протекают процессы и при отпирании остальных тиристоров. При отпирании тиристоров 15-38 по цепочкам, состоящим из последовательно соединенных резисторов 5 О-52 и первичных обмоток 53-55 выравншающих трансформаторов 56-58, начинает протекать ток. Поскольку активное сопротивление резисторов 50-52 имеет гораздо меньщую величину по сравнению с индуктивным сопротивлением первичных обмоток 53-55, переменная составляющая падения напряжения на резисторах 50-52 составляет весьма малую величину и ею можно пренебречь. Тогда напряжение на первичных обмотках 53-55 - переменная составляющая напряжения на соответствующем тиристоре. При одинаковых количествах витков первичных 53-55 и вспомогательных 59-61 обмоток напряжения на этих о&мотках практически оаинакоБЫ в пюбой момент времени. На всех вспомогательных обмотках 5 61 будет одно и то же напряжение, поскопьку все их кониы.и все начала жестко связаны гальванически. Отсюда спедует, что и напряжение на всех первичных обмотках 53-55, должно быть практичес ки одинаково, чем обеспечивается эффективное выравнивание напряжений по поспедовательно соединенным тиристорам . 15-38, и повышается надежность работы инвертора. Еспи при работе преофазоватепя выйдет из строя хотя бы один тиристор, нйпример 15, то по обмоткам выравнивающих трансформаторов 56-58 данного ппё ча будут протекать большие токи. При этом датчик 62 тока выделит на резис о ре 63 сигнал, достаточный дпя сраба- тывания порогового устройства 64 и запуска формирователя 65 аварийного сигнала, который разорвет ключом 2 цепь между задающим генератором 1 и формирователем 3, снимая импульсы управления с силовых тиристоров инвертора 5, предотвращая выход из строя оставшихся исправными тиристоров. Это позволяет повысить надежность работы инвертора. Формула изобретения Статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий преобразовательные мосты и блок управления, причем в каждом вентильном плече преобразовательного моста включено последовательно по кр айней мере два тиристора, каждый из которых защунтирован выравнивающей цепочкой, состоящий из последовательно соединенных резистора и первичной обмотки выравнивающего трансформатора, вторичные обмотки трансформатора жаждого вентильного ппеча соединены параллельно, а выходы блока управления, включающего последовательно соединенные задающий генератор, управляемый ключ, фсфмирователь и распределитель импульсов, связаны с управляющими переходами соответствующих тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности он снабжен датчиками тока и пороговыми элементами по числу вентильных плеч, а также формирователем аварийного сигнала, причем датчики тока включены каждый последовательно с одной из вторичных обмоток выравнивающего трансформатора соответствующего вентильного плеча, а выхЪд каждого датчика тока соединен через пороговый элемент и формирователь аварийного сигнала с управляющим входом ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , NO 599324, кл. Н О2 М 7/515, 21.О7.76. 2,Авторское свидетельство СССР №625293, кл. Н О2 М 1/О8, 14.ОЗ.77 (прототип).