Преобразователь постоянного тока в постоянный

 

Использование: в .преобразовательной технике. Сущность изобретения: устройство содержит тиристоры (1, 2) и дозирующие конденсаторы (3, 4). Реакторы (5, 6) выполнены с дополнительными обмотками (11, 12). При срыве инвертирования индуктивностями рассеивания реакторов (5, 6) ограничивается аварийный ток тиристоров. 2 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 3/315

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829442/07 (22) 28.05.90 (46) 07.01.93. Бюл. ¹ 1 (71) Московский энергетический институт . (72) А.И,царенко и А.Д.Ноникашвили (56) О,Г.Булатов и др. Тиристорно-конденсаторные источники питания для электротехнологии, M.: Энергоатомиздат, 1989, с. 200.

О,Г.Булатов и др. Полупроводниковые зарядные устройства емкостных накопителей энергии, M.: Радио и связь, 1986, с, 160.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1541726 кл. Н 02 M 3/315, 1988, . Ы, 1786612А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ (57) Использование: в .преобразовательной технике. Сущность изобретения: устройство содержит тиристоры (1, 2) и дозирующие конденсаторы (3, 4). Реакторы (5, б) выполнены с дополнительными обмотками (11, 12). При срыве инвертирования индуктивностями рассеивания реакторов (5, 6) ограничивается аварийный ток тиристоров. 2 ил.

1786612

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в электротехнологии, зарядных преобразователях, источниках питания электрофизических установок.

Известны преобразователи постоянного тока, содержащие мост, одно из плеч которого образовано тиристорами, а другое— дозирующими конденсаторами, в диагональ которого включен трансформатор с выпрямителем и реактором на вторичной стороне, НеДостатком данных устройств является отсутствие индуктивностей в плече, содержащем тиристоры, что снижает надежность схемы в связи с отсутствием ограничения аварийного тока тиристоров, а также сложностью демпфирования высоких

dU/dt, присущих данным преобразователям, Введение дополнительных реакторов последовательно тиристорам, как правило, нежелательно, так как существенно увеличивает эффект накачки энергии в контуре перезаряда дозирующих конденсаторов и повышает уровень перенапряжений на элементах схемы, Известен преобразователь постоянного тока в постоянный, выбранный в качестве прототипа, содержащий два тиристора, анод первого из которых подключен к положительному входному выводу, а катод второго — к отрицательному входному выводу, два последовательно включенных дозирующих конденсатора, подключенных к входным выводам, и два реактора, первичные обмотки которых объединены началами и включены между свободным электродом одного иэ тиристоров и точкой соединения дозирующих конденсаторов, вторичные обмотки концами подключены через два одноименно включенных диода к первому выходному выводу, а началами объединены и соединены со вторым выходным выводом, Недостаток известного преобразователя — низкая надежность, обусловленная малой индуктивностью контура протекания аварийного тока тиристоров и сложность демпфирования скорости нарастания анодного напряжения, Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения аварийного тока и облегчения демпфирования, Цель достигается тем, что в преобразователь постоянного тока в постоянный, содержащий два тиристора, анод первого из которых подключен к положительному входному выводу, а катод второго — к отрицательному входному выводу, два последовательно соединенных дозирую5

55 щих конденсатора, подключенных ко входным выводам, и два реактора, первичные обмотки которых обьединены началами и включены между свободным электродом одного иэ тиристоров и точкой соединения дозирующих конденсаторов, вторичные обмотки концами подключены через два одноименно включенных диода к первому выходному выводу, а началами объединены и соединены со вторым выходным выводом, реакторы снабжены дополнительными первичными обмотками, начала которых также объединены, а концы соответственно подключены к свободному электроду второго тиристора и к точке соединения дозирующих конденсаторов, Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый преобразователь постоянного тока отличается тем, что реакторы снабжены дополнительными первичными обмотками, начала которых также объединены, а концы соответственно подключены к свободному электроду второго тиристора и к точке соединения дозирующих конденсаторов.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", а анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом преобразователе постоянного тока, и признать решение соответствующим критерию

"существенные отличия", На фиг, 1 приведена принципиальная схема; на фиг, 2 — временные диаграммы токов и напряжений, Преобразователь постоянного тока в постоянный (фиг, 1} содержит тиристоры 1, 2, анод первого из которых подключен к положительному входному выводу, а катод второго подключен к отрицательному входному выводу, два последовательно соединенных дозирующих конденсатора 3, 4, подключенных ко входным выводам, и два реактора 5 и 6, первичные обмотки 7, Р которых объединены началами и включены между свободным электродом одного из тиристоров (тиристора 1} и точкой соединения дозирующих конденсаторов. Вторичные обмотки концами подклю,ены через два одноименно включеннь х диода 9, 10 к первому выходному выводу, а началами объединены и соединены со вторым выходным выводом.

Начала дополнительных первичных обмоток 11, 12 реакторов также объединены, а концы подключены к свободному электроду второго тиристора и к точке соединения дозирующих кондснсаторов, 1786612

55 сатаров.

Преобразователь работает следующим образом.

К моменту 1, (фиг. 2) тиристоры 1 и 2 выключены, Реакторы 5 и 6 осуществляют передачу в нагрузку накопленной в них энергии. Ток нагрузки представляет собой сумму токов вторичных обмоток, которые замыкаются по двум контурам; вторичная обмотка реактора 7-диод 9 — нагрузка и вторичная обмотка реактора 8-диод 10 — нагрузка, В момент to включается тиристор 1, К диоду 10 прикладывается обратное напряжение и он запирается, Ток вторичной обмотки реактора 6 переводится в первичную обмотку 8 и замыкается по контуру, содержащему источник питания Е, тиристор 1, первичную обмотку 7 реактора 6, дозирующие конденсаторы 3, 4. По этому же контуру происходит перезаряд дози рующих конденсаторов, Реактор 5 трансформирует в нагрузку энергию из цепи первичной обмотки

7, одновременно выводя в нагрузку энергию, накопленную ранее в магнитном поле реактора. Реактор 6 накапливает энергию и сглаживает ток, трансформируемый в нагрузку реактором 5, В MoMeHTt> напряжение на конденсаторе 4 достигнет значения Е, Появляется условие для отпирания диода 10, вследствие чего ток из первичной обмотки реактора 6 переводится во вторичную обмотку и замыкается через диод 10 и нагрузку, при этом тиристор 1 обесточивается. Реакторы осуществляют передачу в нагрузку накопленной в них энергии. Тиристор 1 восстанавливает запирающие свойства.

В момент tz включается тиристор 2. К диоду 9 прикладывается обратное напряжение и он запирается, Ток вторичной обмотки реактора 5 переводится в первичнуюобмотку 11 и замыкается по контуру, включающему источник питания Е, тиристор 2, первичную обмотку 11 реактора 5, первичную обмотку 12 реактора 6 и дозирующие конденсаторы 3, 4, Реактор 6 трансформирует в нагрузку энергию из цепи первой обмотки 12 и выводит в нагрузку накопленную ранее энергию. Реактор 5 накапливает энергию и сглаживает ток, трансформируемый в нагрузку реактором 6, В момент э напряжение на конденсаторе 3 достигает значения Е. Появляется условие для отпирания диода 9, вследствие чего ток из первичной обмотки 11 переводится во вторичную обмотку и замыкается через диод 9 и нагрузку. Тиристор 2 обесточивается и востанавливает свои запирающие свой5

45 ства. Реакторы осуществляют передачу в нагрузку накопленной в них энергии.

B момент д включается тиристор 1 и процессы в преобразователе повторяются.

Повышение надежности работы схемы достигнуто путем ограничения аварийного тока тиристоров 1, 2 при срыве инвертирования индуктивностями рассеяния трансреакторов 5 и 6. Действительно, в случае протекания тока одновременно по всем первичным обмоткам, в образующемся при этом контуре присутствуют последовательно включенные индуктивности рассеяния встречно включенных обмоток 7, 11, а также встречно включенных обмоток 12, 8, Индуктивности рассеяния являются линейными (токонезависимыми) и выполняют функцию токоограничения во всем диапазоне изменения аварийного тока, Надежность работы аналогичных преобразовательных схем существенно связана с ограничением скорости нарастания анодного напряжения тиристоров. Наличие индуктивности рассеяния в цепи последовательно с тиристорами позволяют облегчить традиционные демпфирующие dU/dt цепи или исключить специально вводимые реакторы, котооые обычно нежелательны, т.к. дополнительно увеличивают накачку энергии в контуре перезаряда дозирующих конденсаторов, что повышает уровень напряжений на элементах схемы.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного тока в постоянный, содержащий два тиристора, анод первого из которых подключен к положительному входному выводу, а катод второго — к отрицательному входному выводу, . два последовательно соединенных дозирующих конденсатора, подключенных к входным выводам, и два реактора, первичные обмотки которых объединены началами и включены между свободным электродом одного из тиристоров и точкой соединения дозирующих конденсаторов. а вторичные обмотки концами подключены через два одноименно включенных диода к первому выходному выводу, а началами объединены и соединены с вторым выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения аварийного тока и ограничения скорости нарастания анодного напряжения, реакторы снабжены дополнительными первичными обмотками, начала которых также объединены, а концы соответственно подключены к свободному электроду второго тиристора и к точке соединения дозирующих конден1706612

Г I I lI ) г=1<

Составитель А,Ноникашвили

Техред M,Ìoðãåíòçã Корректор О,Юрковецкая

Редактор Л,Пигина

Заказ 254 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете iv.ям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )K-ЗЬ, Раушская наб,, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ) жгород, ул,Гагарина, 101

-"

Г"