ОДНОТАКТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

ОДНОТАКТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для преобразования постоянного напряжения в переменное повьппенной частоты.
Известны преобразователи постоянного напряжения в переменное, выполненные по однотактной схеме на основе тиристорного коммутатора со встречным диодом и самокоммутацией тока через тиристор последовательным колебательным контуром, подключенным параллельно тиристору и диоду указанного коммутатора. При этом нагрузка подключается либо последовательно в цепь контура, либо к отпайке его реактора, а подвод энергии из сети постоянного тока осуществлен через реактор большой индуктивности СИ. С целью расширения функциональных возможностей преобразователя в нем в качестве реактора большой индуктивности использован трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь коммутатора, а вторичная подключена к нагрузке 21.
Однако в рассмотренных вариантах исполнения преобразователя при частотном регулировании выходных параметров проявляются резонансные явления, обуславливающие значительное уменьшение амплитуды тока в цепи колебательного коммутации тока тиристоров и сбои в его работе.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение устойчивой работы преобразователя в широком диапазоне изменен частоты в процессе регулирования выходных параметров.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что предлагаемый преобразовате.11ь, выполненный на основе тиристорного коммутатора с диодом встречного включения и коммутащей тока колебательным контуром, подключенным пщзаллельно тиристору и диоду указанного коммутатора, и содержащий либо реактор большой индуктивности, либо трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно в силовую цепь коммутатора, а также блок управления, формирующий короткий импульс
2000108 10
тока, выход которого связан с управляющим переходом тиристора, дополнен диодом прямой проводимости, введенным последовательно в цепь указанного коммутатора. Благодаря предлагаемому решению поставленной задачи обеспечивается полный возврат энергии у азанных индуктивных элементов после выключения коммутатора в цепь конденсатора колебательного контура, увеличение напряжения на нем до наибольшего значения и его сохранение на таком уровне во время паузы.
На фигЛ приведена принципиальная схема предлагаемого преобразователя, а на фиг.2 диаграммы напряжений и токов в схеме, иллюстрирующие его работу.
Предлагаемый преобразователь содержит тиристорный коммутатор, включающими тиристор 1, встречный диод 2 и колебательный контур, образованный реактором 3 и конденсатором 4, трансформатор 5, блок управления 6, конденсатор фильтра 7.
Дополнительно в схему преобразователя введен диод 8. Нагрузка 9 подключена ко вторичной обмотке трансформатора 5.
В исходном состоянии конденсаторы 4 и 7 заряжены и напряжение на них равно напряжению источника питания. В момент времени ti (фиг.2) импульс тока управления iy, формируемый блоком управления 6 поступает в цепь управляющего перехода тиристора 1. В результате отпирания последнего первичная обмотка трансформатора 5 подключается к конденсатору фшштра 7. При этом на его первичной обмотке появляется импульс напряжения Uy, прямоугольной формы, а в контуре, образованном тиристором 1, конденсатором фильтра 7, первичной обмоткой указанного трансформатора и диодом 8, будет протекать нагрузочная составляющая тока ii.
Кроме этого через полупроводниковые приборы коммутатора будет протекать импульс тока колебательного контура IK синусоидальной формы, амплитуда и длительность которого с достаточной точностью определяется выражениями:
/С.(
где Uo - напряжение на конденсаторе контура в момент отпирания тириотора 1,
C,L - индуктивность и емкость реактора 3 и конденсатора 4.
В интервале открытого оосрэяния коммутатора ток IK и напряжение Uc на конденсаторе 4 изменяются по синусоидальному закону. В момент времени t2 результирующий ток iv, протекающй через тиристор 1 становится равным О и с этого момента времени переходит в цепь встречного диода 2, тиристор 2 выключается и на его аноде удерясивается обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде 2.
В момент времени ta ток iy, протекащий через диод 2, становится равным О и последний выключается. При этом на тиристоре 1 восстанавливается прямое напряжение, величина которого определяется остаточным напряжением Uco на конденсаторе 4 в момент равенства О тока через вентили коммутатора. После выключения диода 2, обусловленного действием обратного напряжения на его аноде, нагрузочная составляющая тока продолжает протекать в контуре, образованным конденсатором 7, первичной обмоткой трансформатора 5, диодом 8, реактором 3 и конденсатором 4. При этом благодаря колебательному характеру процессов в схеме ток в указанном контуре ii уменьшается до О, а напряжение на конденсаторе 4 увеличивается до значения, большего напряжения на конденсаторе 7, диод 8 выключается и цепь контура практически будет разомкнутой. При этом напряжение на конденсаторе 4 в интервале паузы t3-t4 остается постоянным и исключается зависимость амплитуды импульса тока IK колебательного контура кшшутации от частоты и обеспечивается устойчивая работа преобразователя при частотном регулировании выходных параметров. При отсутствии диода 8 в цепи коммутатора напряжение Uc на конденсаторе 4 в интервале паузы t3-t4 имеет колебательный характер (штриховая кривая г.2) и к моменту отпирания тиристора 1 уменьшается до значения, меньшей критической величины и происходит аварийный сбой в работе преобразоаателя.
источники ИНФОРМАЦИИ
1.А.с. N 1552Е2. Параллельный инвертор./Л,Г.Кощеев. Бюллетень изобретений N12, 1963 г.
2.А.с. СССР N 716124. Однотактный пребразователь постоянного напряжения /Л.Г.Кощеев.// Бюллетень изобретений N6, 1980 г.
-/о
fc-   f