Преобразователь тока Советский патент 1982 года по МПК H02M7/515 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводе, электротехнологии и других областях.

Известны преобразователи тока, принцип действия которых основан на дозированной передаче энергии в нагрузку через конденсатор, включенный в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста. Для формирования необходимой кривой тока нагрузки в таких преобразователях используется принцип однопозиционного слежения за задающим сигналом. Для ограничения напряжения на дозирующем конденсаторе служит буферный вентиль. Изменение полярности тока обеспечивается при помощи мостового тиристорного реверсора 1.

Недостатком данных устройств является невозможность рекуперации энергии, накопленной нагрузкой, что ухудшает форму и снижает частоту выходного напряжения тоьа.

Известны также преобразователи тока, позволяющие осуществить рекуперацию энергии нагрузки благодаря включению дополнительного тиристорного моста на входе преобразователя 2, либо управляемого тиристорного ключа, подсоединенного последовательно с реверсором тока нагрузки 3. Недостатком таких преобразователей является низкий КПД, что объясняется наличием значительного количества полупроводниковых вентилей, последовательно включенных в цепи тока нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь тока, содержащий включенные последовательно .между входными выводами однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали, тиристорный мостовой реверсор тока нагрузки, 15 щунтированный буферным вентилем, и тиристор, а также вентиль, предназначенный для сброса энергии, накопленной нагрузкой, в питающую сеть, включенный между анодом упомянутого тиристора и положительным входным выводом. Необходимо отметить, что в данном устройстве сброс энергии нагрузки в питающую сеть может быть обеспечен также известным включением двух вентилей, каждый из которых соединяет соответстсующий выходной вывод с положито; 1) н hi VI в ход н ы м в ы води м 14 . ед()статк()м данного прсобразовате;1я являсччИ ни:)кий КПД, в связи с наличием зиач111ч 1ьи()|-о к();и-1чеетва веити,К-й, iioc/icдоватсльно соединенных по цени тока нагрузки. Цель изобретения11()вын1ение КПД н 5едлагае 1(го р1Ч)бразователя тока. Поставленная iie.ib достигается те.м, что изЕкчтныЕ нреобразователь Т(жа, соде)жаuiiiii одн()с)) ти)ист()рн)1Й моет с конденеа Ч))ом к диагонали неременного тока, диагональю постоянного тока через 6y(j)e) вснг;|,:1ь к..1К)чен1И)1Й между входными i biBo;ia.ni. одно(|к13нь Й .мостовой )исто)ный ;)е-вереор гока нагрузки, катодная Ipyiiна ) нодключена к аноду буфернсмч.) вснтн.тн, и два вентнля, еоединяющие выходiH.ie В1)1воды, к к()Т()) ежи нОдк.чючен) анода.ми, с 1 оложител1Л1ЬГ 1 входньгм выводом, донолнительно снабжен дву.мя тиристорами, катоды кото) обьедннен,: и нпдключены к катоду буфег)ного вентиля, а анод каждого нз них нодеоедкнен к соответетвующему выходному ыводу. Катод уи()мянуто1() буферно1о ве1ггн.тя иодк;11очен неносрсдетткнно к анодной r)yiiие тиристоров уномяну1ого MocTOBOio реверсора. 1)еобразовате,1ь енабжеи д(кххчле.м, ик;ноч( между катодом уио.мянутого буфернсич-) вснтн,1я и анодной груиной тиристорои у11о.мянуто1Ч) мостового реве|)С())а. Па . I нредставлсны схемы иред.та|-аемо о преобразователя; fia фиг. 2 днагра. )аботы и)еобразовате,ти. Преобра.«)вате.:|ь (фнг. 1а) еодержнт нодк/ноченный к илюсовон тине источника нитания 1: мост, вьи1о,:|иенный на iTipHCTOpax 1 4 с конденсатором 5 в диагона.чи. lloe,:icдовате.илк) е упомянутым мостом нодк,Иоч(ч )еве)со|) тока иа1рузки, выполненный также но .мосто и)й ехеме на тирнет ;)ах ti (.. 1 очка со1 динення катодов шрнсторов 7 и У подключена к MHHyeoBoii Н1нне ннтання. li дна1Ч)нал1 iiepe.MeHiioro тока ти)исторно1Ч) реве}) со)а вк,л1очена нагрузка К). 5| гходные BijiBoды н)еобразователя через тириеторы II н 12 соединены е катодом буферного веншля 1И, а че)ез тириеторы 14 и 15 е 11;1К)еовой iiuiiioii нитания. Диа1раммы pa6oTi)i ире(К5разовате,ля (фиг. 1бг) изображены на фи1 2. Формировапне выходного тока преобразователя нр(П1Сходит но известному при 1иипу одпопозиционногО слежения за задаю цим еигна,ло.м i . Д(Л1уетим к момснту t , конденеатор 5 заряжен до панряжения источника интанин е ноля)ноетью, ноказанной на фнг. 2 без екобок. R момент t открываютея тиристор) 1, 2, () и 7 и копденеа Ч)р о ереза)яжатьея токо.м farpy3K i i. В t ма ко1 де еато1)е. о достнгае к.) ia 1ряження ие1очника (ри этом )оет1) на ряжеп я на к(Л денсат(.)ре tipoт -;во 1оложна пepвo aчa,(JЙ ). тнриет(.1р 12 )ывае ея и Ч)К 1а рузки c iaда Ч}, ротекая io К( 31pиcлчJp b )у.чка К)т) 12. В .мо.мент Ц ()к ) мен)на1.гея ,io зaдaннo:Ч - и .ч1Стея с,тедую1цая а{)агнрпсторо - 3 и 4 оста (Здно ременно .1 ). .1С na(JT на тнрието))1 t) и 7. l o LU4ieaTop 5 )ii) пере.заряжает.я до об)атно(; па1)яжспин и П кя1есе овт : пклчя. .) г (tio). ia)ae () учаетка Ч).1-;а агрузк.ч. в е.. парае аюпцчч; ча1. тка . Ф(.()(е сла,;;:ИЛЛ1-: 1 участка ) ронех(;;1. с,1ед :().v. ибразом. В момент t 12 ток 1агру{ки ам кается че)ез тнристо)1 Н н 12. 11)1 anjM т.ирнстчд) 7 обееточ ваетея. ПрСДс а 1;Яетея время tp П1 время 1ауз)). пeoбx(JДH.м(c воеета 1овления управ,;як)ие-й е 1оеобноети тнристо)а 7, н в .момсН i j, ИчЛ)чаютея Bi.cти; 1 (i-нриеторы 1 1, 2. о ..: 17). Кс де :еат(:) 5, .1аряже) до )().ия источ 1нка 1иТа)1Я и ИМеК)ДИЙ ())К)С rij, 1(.) па фн 1 без екобок, ачинает )с-за)яжаться током г1а рузки. К тн)нетору 12 рнк,1ад вается на 1ряжение ко 1депсат(;ра 5 в за ира1О цем на 1равле ии и оп восста,нав, евои управ; яюп1ие свойства. В MCJVRCHT t 14 ко 1де сатор 5 не)езаряжаетея до обрат 1ого на1 рнжепия, открь вается буфер 1Й ентн;1ь 13 и ток )y,, 1ачил ае )отекать навстречу иеточпику , .замыкаясь через вентили (тн))Л) 13, Н н 15. Происходит 1 ередача е)1ии, iaK()i,(jii на рузк(й, иеточнику 1ггания 1:. В мо. ;1оетиже ия током а рузк велич Ы ia дак)) си пала )тея вепти: и 3, -1 и 15 и i poiiecc новто)яется. Отрицательная олуво; на тока формируетея апа; огично iioc.ie в |держ ки времени 1н ггервал t t,,,), необходн.мой д. «)еета1 ов. . Я ОД1ей (j собноетн тириеторов 6 и 15. При iiTOM в формировании араетаю лего участка си усоид л )т участие тиристоры 8 и 9 реверсора и обратный тиристор I 1, а в фор.мировании )11,) участка еи гуеоид тириеторы 8 и 14 и буферный венти; ь 13 Па фиг. 16 Г1риведе(а схема 1реобразователя, в котором агрузка 1 1унтирова а ветречнол1араллельн() е( пенны ми тиристорами. Такая ехема может дать 1екоторое улучшение КПД, 1ри В,()м 1 а ряжеНИИ, ЗНаЧИТеЛЬ И) . ВХОДНО Ч). Преобра,зовател), схема )рого 1)иведе а на фигч 1н, отличается о реобразователя на фиг. а тем, что е ) |)ае,чирения pery,iHpf) он до 1олнител1 пь м .1 1оесе,, ))М между )Д ,)м 6yibepHiJ:i) 4спги,1я и анодной )| ()ие 1оро, .М( ic 1) io пм р(верео 1а. Расширение диапазона регулирования в преобразователе (фиг. 1в) достигается за счет уменьшения отклонения тока от заданной кривой при изменении нагрузки в широких пределах. Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с известным имеет лучший КПД. По предварительным расчетам уменьшение количества полупроводниковых вентилей последовательно включенных по цепи тока нагрузки ведет к уменьшению потерь мошности в преобразователе примерно на 20% и, соответственно, увеличению КПД на 2-3«/о. Формула изобретения . Преобразователь тока, содержаший однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, диагональю постоянного тока через буферный вентиль включенный между входными выводами, однофазный мостовой тиристорный реверсор тока нагрузки,катодная группа которого подключена к аноду буферного вентиля, и два вентиля, соединяющие выходные выводы, к которым они подключены анодами, с положительным входным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он дополнительно снабжен двумя тиристорами, катоды которых объединены и подключены к катоду буферного вентиля, а анод каждого из них подсоединен к соответствуюшему выходному выводу преобразователя. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в нем катод упомянутого буферного вентиля подключен непосредственно к анодной группе тиристоров упомянутого мостового реверсора. 3.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, он дополнительно снабжен дросселем, включенным между катодом упо.мянутого буферного вентиля и анодной группой тиристоров упомянутого мостового реверсора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Булатов О. Г., Лабунцов В. А., Царенко А. И. «Преобразователь постоянного напряжения в синусоидальный ток, «Электротехническая промышленность, сер. Преобразовательная техника, 1975, вып. 3(62), с. 8-11. 2..Авторское свидетельство СССР № 474088, кл. Н 02 М 7/515, 1975г. 3.Авторское свидетельство СССР № 600678, кл. Н 02 Л1 7/757, 1978 г. 4.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2883410/24-07, от 14. 02.80 г.