Реверсивный преобразователь напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M7/12 

чало второй обмотки подключено к катодной группе тиристоров второго мостового выпрямителя, а начало третьей обмотки подключено к катодной группе тиристоров первого моствого выпрямителя 3 .

Недостатке такого реверсивного преобразователя являетс.я неравенство активного и реактивного., сопротивлений элемента ограничения, уравнительного тока, вносимых в цепь нагрузки анодной и катодной группами тиристоров при разных, направлениях и величинах выпрямленного тока нагрузки. Такое неравенство комплексных значений сопротивлений реверсивного преобразователя, вносимы в цепь нагрузки при различных направлениях тока, ведет к нарушению симметричности регулировочной характеристики реверсивного преобразователя относительно начала координат, особенно в области малых величин выпрямленного напряжения и тока нагрузки, искажение регулировочных характерист.ик преобразователя ведет также и к ухудшению динамических показателей для разных направлений и величин выпрямленного тока нагрузки.

Цель изобретения - улучшение регулировочных и динамических .характеристик преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в реверсивный преобразователь напряжения, содержащий два мостовых выпрямителя с анодной и катодной группами тиристоров, два диода и элемент ограничения уравнительного тока,, выполненный в виде трех обмоток, расположенных на одиом магнитопроводе, причем катоды диодов объединены в общую точку, анод первого диода соединен с началом первой обмотки, койец второй обмотк подключен к анодной группе тиристоров первого мостового выпрямителя начало второй обмотки подключено к катодной группе тиристо д в.-.-Вэго{)ого мостового выпрями те Ли , а начало, третьей обмотки пбдключе.но к катодной группе тиристоров первогомоетового выпрямителя, дополнительно введен третий диoд - элемент ограничения уравнительного тока дополнительно снабжен расположенной на том же магнитопроводе четвертой обмоткой, а первая и вторая обмотки элемента ограничения уравнительного тока снабжены отпайками -от средних точек, образующих выводы для подключения нагрузки, причем начало четвертой обмотки подключено к катоду первого диода, ее конец подключен к анодной группе тиристоров второго мостового выпрямителя, а конец первой обмЬтки соединен с катодом

третьего диода, анод которого соединен с концом третьей обмотки и анодом второго диода.

На чертеже приведена схема реверсивного преобразователя.

Реверсивный преобразователь содержит мостовой выпрямитель с катодной группой 1 и анодной группой 2 тиристоров, работающих на общую нагрузку 3, подкдюченную к средним

0 точкам первой 4 и второй 5 обмоток, включающих полуобмотки 4а и 46, 5а и 56 соответственно элемента ограничения уравнительного тока 6, конец первой обмотки 4 подсоединен

5 через последовательно соединенные дополнительно введенный третий диод 7 и третью обмотку 8 к катодам катодной группы 1 тиристоров, а начало первой обмотки 4 - через последовательно соединенные первый диод 9

и дополнительно введенную четвертую обмотку 10 к анодам анодной группы 2; тиристоров,- причем начало второй обмотки 5 подключено к катодам анодной группь 2 тиристоров,- а конец к анодам катодной группы 1 тиристоров, между концом третьей 8 и началом- дополнительно введенной четвертой 10 обмоток включен второй

Q ДИОД 11, подключенный анодом к точке соединения анода третьего диода 7 и конца третьей обмотки 8, а катодом - к точке соединения катода первого диода 9 и начала дополнительно введенной четвертой обмотки 10.

Рассмотрим работу схемы, реверсивного преобразователя в статическом и динамическом режимах.

0 В статическом режиме реверсивный

преобразователь работает следующим , образом.

При работе, например, катодной группы 1 тиристоров в выпрямительном

5 режиме, а анодной группы 2 тиристоров в йнвертном режиме при линейном согласованном управлении в уравнительных контурах протекают уравнительные токи, ограничиваемые индуктивностью согласно включенньах обмоток 8, 10 и 5 элемента ограничения уравнительно тока 6. Уравнительный ток в реверсивном преобразователе протекает по цепям: сеть переменного тока - катодная группа 1 тиристоров - обмртка 8 - второй диод

11 -. дополнительно введенная обмотка 10 элемента ограничения уравнительного тока 6 - анодная группа 2 тиристоров - сеть (в первом урав0 нательном контуре); сеть переменного тока - анодная группа 2 тиристоров - обмотка 5 элемента ограничения уравнительного тока б катодная группа 1 тиристоров - сеть

5 (во втором уравнительном контуре). Ток нагрузки 3 протекает в этом режиме по цепи: катодная группа-1 тиристоров - обмотка 8 - третий ди од 7 - полуобмотка 4 а - нагрузка 4 - полуобмотка 5а - аноды тиристо ров катодной группы 1.1 Суммарное комплексное сопротивление, вносимое в цепь нагрузки 3, в этом режиме работы реверсивного преобразователя определяется по выражению z, rgyf z + 2ча + 2 ГА+ M( +Гдр )i + (.) где ГА - активное сопротивление диода 7; , соответственно комплекс ные значения сопротивле ний третьей обмотки 8, полуобмоток 4а и 5а пер вой 4 и второй 5 обмото соответственно; tgLtitxIi 50- активное- сопротивление обмотки 8, полуобмоток 4а и 5а 4 и 5 обмоток соответственно; 8, цаЛ5с(-индуктивности рассеяния обмотки 8, полуобмоток 4а и 5а 4 и 5 обмоток соответственно; сО - круговая частота коммут ции . При работе группы 2 тиристоров выпрямительном режиме, а группы 1 тиристоров в инвертном режиме то нагрузки 3 протекает по цепи: ан ная группа 2 тиристоров - полуобмотка 56 - нагрузка 5 - полуобмока 46 - первый диод 9 - обмот ка 10 - аноды анодной группы 2 тиристоров . Суммарное комплексное сопротивл ние, вносимое в цезпь нагрузки 3, в этом режиме работы реверсивного преобразователя определяется по выражению2 2. гЙ9+ Zs6 + 2ц5 + ZW (Гзб+Гц8 +rio)2; + U3 (L56 + L4fr+LlQ где Trtg - активное сопрртивление диола 9: 55, ZiHgj iog.rsff.riO, Гцд, Ls6/J.u5,LlO - соответственно комплексные,активные сопротивления и индуктивности полуобмоток 56 и 46 и обмотки 10 эг.емента ограниче- . ния уравнительного тока б. Уравнительные токи в контурах протекают в этом режиме по описанным ранее цепям. В динамическом режиме реверсивный преобразователь работает следу щим образом. . При работе группы 1 тиристоров в выпрямительном режиме, а группы 2 тиристоров в инверторном режиме, электромагнитная постоянна я времени пуска определяется по выражению Le + Lsa rg+ Г8+ r,o+ Г5С При работе группы 2 тиристоров в выпрямительном режиме, а группы 1 тиристоров в инверторном режиме электромагнитная постоянная времени пуска определяется по выражению ФЬ5в+ ЩУ + LIO Э2 - Г--4. V- - . J. „.. . ( 4 ) fff 46 + видно из анализа выражений (1) И (2) комплексные значения сопротивлений, -вносимые в цепь нагрузки во всех режимах работы реверсивного преобразователя, одинаковы , а следовательно это приводит к выравниванию регулировочных характеристик преобразователя. На основании анализа выражений (3) и (4) следует вывод о том, что в реверсивном преобразователе происходит также выравнивание электромагнитных постоянных времени при разных режимах работы преобразователя. Суммарные ампервитки элемента ограничения уравнительного тока при работе катодной группы 1 тиристоров в выпрямительном режиме, а анодной группы 2 тиристоров в инверторном режиме определяются по выражению raWp 3n(W8+V75ci)- HW4a+ Ji|(Wa +N5 с, Oy-2W,(5) где OH,JLI - ток в нагрузке и уравнительный ток Wj -|-Wmf количество витков третьей обмотки 8, WSB W половинной обмотки 4а и полуобмотки 5а. Аналогичным образом определяются суммарные ампервитки элемента ограничения уравнительного тока при смене полярности выпрямленного тока. Анализ выражения (5) показывает, что элемент ограничения уравнительного тока б не вносит индуктивности в цепь нагрузки, а следовательно и на ухудшает динамических показателей реверсивного тиристорного преобразователя. В предложенном устройстве происходит улучшение регулировочных и динамических характеристик реверсивного преобразователя за счет выравнивания комплексных значений сопротивлений, вносимых преобразователем в цепь нагрузки при разных речеимах его работы, что особенно важно в высокоточных системах регулирования выпрямленного тока с большим диапазоном регулирования выпрямленного напряжения, например, в электроприводах подач металлорежуuwx станков с большим диапазоном регулирования скорости.

Формула изобретения

Реверсивный преобразователь напряжения, содержащий два мостовых выпрямителя с анодной и катодной группами тиристоров, два диода и элемент ограничения уравнительного тока, выполненный в виде трех обмоТок, расположенных на одном магнит опроводе, причем катоды диодов Объединены в общую точку, анод первого диода соединен с началом первой обмотки, конец второй обмотки подключен к анодной группе тиристоров первого мостового выпрямителя, начало второй обмотки подключено к катодной группе тиристоров второго мостового выпрямителя, а начало третьей обмотки подключено к катодной группе тиристоров первого мостового выпрямителя, от л ичающийся тем, что, с целью улучшения регулировочйых и динамических характеристик, в него дополнительно введен третий диод, элемент ограничения уравнительного тока дополнительно снабжен расположенной на том же магнитопроводе четвертой обмоткой, а первая и вторая обмотки элемента ограничения уравнительного тока снабжены отпайками от средних точек, образующих выводы для подключения нагрузки, причем начало четвертой обмотки подключено к катоду первого диода, ее конец подключен к анодной группе тиристоров второго мостового выпрямителя, а конец первой обмотки соединен с катодом третьего диода, анод которого соединен с концом третьей обмотки и анодом второго диода.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе 0 li Каган В.Г. и др. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Нелинейные с тиристорами. М., Энергия, 1968, с. 24.

2.Авторское свидетельство СССР 5 210247, кл. Н 02 М 7/72, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР № 746838, кл. Н 02 М 7/12, 1978.