Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1981 года по МПК H02M7/515 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ Изобретение относится к преобразовав тельной технике и может быть использовано, например, в электроприводе переменного тока. Известны преобразователи частоты, прин цип действия которых основан на дозированной передаче энергии в нагрузку через кондёнсатор, включенный в диагональ переменного тока тиристорного моста, формирование кривой тока нагрузки в таких преобразователях производится путем однопозиционного слежения за задающим сигналом 1 и 2. Недостатком таких преобразователей является невысокий КПД, что объясняется значительным количеством полупроводниковых вентилей (пять-шесть), последовательно включенных по цепи тока нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, содержащий тиристорный мост, подключенный междуположительным входным выводом и выходным выводом, второй тиристорный мост, подключенный между упомянутым выходным, выводом и отрицательным входным выводом, конденсатор, включенный одновременно ft диагональ переменного тока первого и второго тиристорных мостов, и два обратных тиристора, один из которых подсоединен анодом к отрицательному входному выводу, а катодом к упомянутому выходному выводу, а другой - анодом к тому же выходному выводу, а катодом к положительному входному выводу 3. Однако в таком преобразователе ограничен диапазон регулирования выходного тока вследствие ухудщения коммутационной способности преобразователя и значительного отличия кривой выходного тока от заданной величины в режиме малых токов нагрузки, а также неудовлетворительную форму кривой выходного напряжения, а именно значительное превыщение мгновенного значения выходного напряжения по отнощению к величине напряжения источника питания, что ведет в ряде случаев к недопустимым перенапряжениям на выгрузке. Цель изобретения - расширение диапа-: зона регулирования и улучшение формы кривой выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в переменное, содержащий первый тнристорный мост, анодный вывод которого соединен с положительным входным выводом, а катодный вывод через первый обратный вентиль соединен с отрицательным входным выводом .и связан с выходным выводом, второй тнристорный мост, катодный вывод которого соединен с отрицательным входныкг выводом, а анодный вывод соединен через второй обратный вентиль с положительным .входным выводом н связан с выходным выводом, и коммутирующий конденсатор, подключенный к объединенным выводам диагоналей переменного тока обоих мостов, введены два дросселя, через которые соответственно катодный вывод первого тиристорного моста и анодный вывод второго тнрнсторного моста соединены с выходным выводом, причем выходной вывод соединен с входными выводами через дополнительные обратные диоды. На фиг. I показана прйНцнгтиЗЛЬйая преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Преобразователь содержит включенный между входными .выводами мост на тиристорах 1-4 с конденсатором 5 в диагонали, два тиристора 6 и 7, катоды которых объе динены и подключены к катоду обратного вентиля 8, а анод каждого из них подсоединен к одному из выводов конденсатора 5, два тиристора 9 и 10, аноды которых объединены и подключены к аноду обратного вентиля 11, а катод каждого из них подсоединен к одному из выводов конденсатора 5, дроссель 12, включенный между катодом обратного вентиля 8 н выходным выводом, дроссель 13, включенный между упомянутым выходным выводом и анодом обратного вентиля 11, два дополнительных обратных диода 14 и 15, соединяющих выходной вывод с входными выводами. Нагрузка 16 включена между выходным выводом н нулевым выводом источника питания. Допустим, к моменту t| конденсатор 5 заряжен до напряжений источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1 без скобок. В t| включаются тиристоры 1 и 7. При этом образуются два контура перезаряда конденсатора. Первый включает в себя источник напряжения, включенный между плюсовым выводом и нулевым выводом, тиристор 1, конденсатор 5, тиристор 7, дроссель 12, нагрузку 16, второй - тиристор I, конденсатор 5, тиристор 7, дроссель 12 диод 14. При этом ток перезаряда,конденсатора 5 (ток дросселя i,p на этапе t, -i)) равен сумме токов, протекающих через нагрузку 16 i и диод 141д. В момент ti ток конденсатора 5 становится равным току нагрузки, диод 14 запирается и конденсатор 5 продолжает перезаряжаться лищь током нагрузки . В момент ts конденсатор 5 перезаряжается до напряжения источника питания с полярностью, показанной на фиг. 1 в скобках. С диода 8 снимается отрицательное напряжение, он открывается и замыкаёт на себя ток нагрузки, который начинает протекать ЭДС источника питания. Ток нагрузки „ спадает н в момент t4. достигает величины задающего сигнала ij , отпирается следующая пара тиристоров 2 и 6 и процесс повторяется. Преобразователь работает в таком режиме вплоть до момента tn, соответствующего окончанню формирования положительной полуволны тока. Интервал времени .t(j-t, предоставляется для восстановления управляющих свойств тирисTOpoEt, проводивших ток последними на этом участке. С момента начинается формирование отрицательной полуволны тока нагрузки. При этом в работе участвует второй мост на тиристорах 3, 4, 9, 10 и обратный вентиль И и диод 15. Электромагнитные процессы, протекающие в преобразователе на этапе формирования отрицательной полуволны тока аналогичны рассмотренным Как видно из фиг. 2, в области малых токов перезаряд конденсатора в значительной мере определяется дополиительными током, замыкающимся через диод 14 (15), что с однойстороны ведет к улучщению коммутационной способности преобразователя, а с другой - к уменьщению отклонения кривой выходного тока от заданного значения. Напряжение на выходе преобразователя за счет открытого диода 14 (15) ограничивается На уровне напряжения источника питания. Таким образом, изобретение расширяет диапазон регулирования преобразователя за счет улучшения коммутационной способности преобразователя и улучшает форму выходного напряжения. Кроме того, на базе предлагаемого преобразователя может быть легко построен многофазный преобра.зоватёль. Это достигается путем, параллельного подключения к входным выводам необходимого количества таких устройств. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий первый тиристорный мост, анодйый вывод которого соединен с положительным входным выводом, а катодный вывод через первый обратный вентиль соединен с отрицательным входHbiM выводом и связан с выходным выводом, второй тиристорный мост, катодный вывод которого соединен с отрицательным входным выводом, а анодный вывод соединен через второй обратный вентиль с положительным входным выводом и связан с выходным выводом, и коммутирующий конденсатор, подключенный к объединенным выводам диагоналей переменного тока обоих мостов, огличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и улучшения формы кривоТГ выходного напряжения, я него введены два дросселя, чёре которые соответственно катодный вывод первого тиристорного моста н анодный вывод второго тиристорного моста соединены с выходным выводом, причем выходной вывод соединен с входными выводами через дополнительные обратные диоды.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 474088, кл. Н 02 М 7/515, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 606786, кл. Н 02 М 7/757, 1975,

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2756585, кл. Н 02 М 7/5г15, 1979.