CS208545B1 - Zapojení tyristorového napěťového střídače komutovaného zátěži kapacitního charakteru - Google Patents

Description

(54) Zapojení tyristorového napěťového střídače komutovaného zátěži kapacitního charakteru

Vynález řeší problém napájeni spotřebičů s kapacitním charakterem pomocí napěťového tyristorového střídače přes převodní transformátor, kde napáječi kmitočet střidače je určován zátěži. Zároveň je předmětem vynálezu i způsob ochrany výkonových tyristorů proti proudovému přetížení při případné nedokonalé komutaci vlivem poruchy v zátěži.

Při napájení ozonizátorů nebo jiných spotřebičů kapacitniho charakteru pomocí měničů frekvence o velkých výkonech se běžně používá tyristorových měničů, jež jsou napájeny stejnosměrným napětím získaným většinou usměrněním a vyfiltrováním střídavého napět! z třífázové sítě. Napájecí usměrňovače bývají provedeny jako řízené, takže js možno volit vhodné napáječi napět! střidače. Vlastni střídače mohou být provedeny bu9 s nucenou komutací pomocnými komutačními obvody nebo jsou komutovány sériovým rezonančním obvodem, složeným z kondenzátorů a lndukčností, vestavěným v primárním obvodu převodního transformátoru. Střidače s nucenou komutací jsou však značně složité a drahé. Střidače s pomocným rezonančním obvodem jsou v primárním vinuti transformátoru jsou sice méně nákladné, o to nákladnější je však pomocný rezonanční obvod, jenž musí být dimenzován jednak na výkon střidače či spotřebiče, jednak na vyšší pracovní frekvenci, při niž střídač pracuje a jež je vyšší než frekvence sítová. Tato skutečnost ssebou přináší většinou nutnost použit v rezonančním obvodu speciálních kondenzátorů, které vyšší pracovní frekvenci

208 545 snesou. Tyto kondenzátory pak nezřídka musí být opatřeny vodním chlazením k odvodu ztrát v dielektriku.

V rezonančním obvodu tak vznikají další přídavné ztráty, jež nepříznivě ovlivňuji celkovou energetickou účinnost napáječe.

Uvedené nevýhody jsou naproti tomu odstraněny u zapojeni tyrlstorového napólového střidače podle vynálezu, u něhož se využívá jako kondenzátoru rezonančního obvodu vlastni a dynamické kapacity spotřebiče a jako Indukčnosti průchozí Indukční reaktance převodního transformátoru. Toto zapojeni je charakterizováno tlm, že k sekundárnímu vinuti transformátoru je připojena zátěž a vstupy čidla extrémního napětí, jehož výstup Je připojen ke vstupu řídicích a spouštěcích obvodů. Výstupy řídicích a spouštěcích obvodů jsou připojeny ke spouštěcím elektrodám výkonových tyristorů a ke svorce kladného napětí zdroje napájecího napět! je připojen prvni výkonový tyristor svoji anodou, přičemž jeho katoda ja přes prvni primární vinuti transformátoru připojena ke svorce nulového napětí zdroje, s niž je rovněž spojena přes druhé primární vinuti transformátoru anoda druhého výkonového tyristorů. Oeho katoda je spojena se svorkou záporného napětí zdroje, zatímco k oběma výkonovým tyristorům jsou připojeny antiparalelně rekuperační diody.

Příkladné uspořádáni zapojeni tyristorového napětového etřidače podle vynálezu je znázorněno na připojeném výkrese. Tyristorový střidač js připojen ke zdroji 1. napájecího napětí tak, že ke svorce kladného výstupního napětí zdroje 1, je připojena anoda prvního výkonového tyristorů 3, jehož katoda je spojena přes první primární vinutí 5 transformátoru k nulové svorce zdroje napětí 1. Ke svorce záporného napětí zdroje 1, je pak připojena katoda druhého výkonového tyristorů 4, jehož anoda Je přes druhé primární vinuti 6 transformátoru opět připojena k nulové svorce zdroje napět! 1_. K sekundárnímu vinuti 7 transformátoru je pak připojena zátěž 8 a vstupy čidla 10 extrémního napětí. Výstup čidla 10 extrémního napětí je spojen se vstupem řídících a spouštěcích obvodů 9, Jejichž výstupy jsou spojeny se spouštěcími elektrodami výkonových tyristorů 3 a 4. K oběma výkonovým tyristorům 3, 4 jsou kromě toho antiparalelně připojeny rekuperační diody 11.

Znázorněné zapojeni pracuje v podstatě následujícím způsobem: průchozí Induktivní reaktance mezi primárními vinutími 5, 6 a sekundárním vinutím 7 transformátoru 2 představuje indukčnost sériového rezonančního obvodu, Jehož kapacita je představována opět vlastni a dynamickou kapacitou ozonlzátoru, připojeného k sekundárnímu vinutí. Oe zřejmé, že transformátor 2 musi být navržen tak, aby jeho průchozí indukčnost měla takovou hodnotu, že výsledný rezonanční obvod s připojeným ozonizátorem bude pracovat právě v oblasti frekvence, jež je požadována. To si většinou vyžádá, aby byl transformátor 2 navržen jako rozptylový. Při spuštěni obvodu bude nejprve spouštěcími a řídicími obvody 9 sepnut prvni výkonový tyristor 3. Ze zdroje napětí 1_ projde přes prvni primární vinuti 5 transformátoru 2 proudový impuls, jenž vynutí kmit takto vytvořeného rezonančního obvodu. Přitom na druhém primárním vinuti 6 transformátoru 2 se bude indukovat napětí obdobného průběhu jako na prvním primárním vinuti 5, avšak fázově a tvarově upravená průchozí Indukčnosti samotného prvního primárního vinuti 5. Fázově bude napětí na druhém primárním vinuti 6

0 8 ί 4 S transformátoru 2 poněkud předbíhat napěti na primárním vinuti 5, a to v poměru, v jakěm ea průchozí indukčnoet samotného prvního primárního vinutí 5 podílí na celkové průchozí indukčnosti celého transformátoru 2. Po odezněni první půlperiody rezonančního kmitu přestane procházet proud přes první výkonový tyristor 3. V tom okamžiku řídicí a spouštěcí obvody 9 uvedou řídícím impulzem druhý výkonový tyristor 4 do vodivého stavu. Tím začne protékat proud ze svorky záporného napětí zdroje í druhým primárním vinutím 6 transformátoru 2. Na druhém primárním vinutí 6 bude přitom v okamžiku sepnutí druhého výkonového tyristoru 4 napěti vyšší než Je napětí připojovaného zdroje JL, a to úměrně fázovému posunu. Velikost napělového převýšeni bude dána průchozími indukčnostmi transformátoru 2.

Při připnuti druhého primárního vinuti 6 se pak funkce obou vinuti s ohledem na fázový posun obrátí. Energie daná napětovým převýšením zajistí bezpečné rozepnuti prvního výkonového tyristoru 3. Vždy na konci další půlperiody si oba obvody vymění svoje funkce, což zajisti řidiči a spouštěcí obvody 9, řízené čidlem 10 extrémního napětí, podle průběhu napětí na zátěži 8, tj. kupř. ozonizátoru.

Rozděleni primárního vinuti transformátoru 2 do dvou stejných, smyslově shodných vinutí má ještě tu výhodu, že při případné poruše v napájené zátěži 8, k niž může zejména u ozonizátoru velmi snadno dojít, nedojde k přímému zkratu průchodem proudu přímo přes oba výkonové tyristory 3, 4, a tím k destrukci ochranných pojistek. Zkratový proud v takovém případě Je v obvodu omezen vzájemnou průchozí reaktancí mezi oběma primárními vinuíimi a 6. Rekuperační diody 11 plní běžnou funkci, tj. omezuji přepětí v obvodu a rakuperují energii zpět do zdroje J v přechodových stavech.

Tyristojjový napětový střídač podle vynálezu může být rovněž upraven do můstkového zapojeni tak, že k jednomu primárnímu vinutí transformátoru 2 jsou připojeny pouze tyristory dovolující kladný směr toku proudu a k druhému primárnímu vinuti tyristory dovolující tok proudu opačným směrem. Přitom oproti běžnému můstkovému zapojení jsou výkonové tyristory zařazené mezi kladnou a zápornou svorkou napájecího zdroje vzájemně rozpojeny.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojeni tyristorového napěťového střídače komutovaného zátěží kapacitního charakteru připojenou k sekundárnímu vinuti transformátoru, vyznačené tím, že k sekundárnímu vinuti (7) transformátoru (2) je připojena zátěž (8) a vstupy čidla (10) extrémního napětí, jehož výstup je připojen ke vstupu řídicích a spouštěcích obvodů (9), zatímco výstupy řídicích a spouštěcích obvodů (9) jsou připojeny ke spouštěcím elektrodám výkonových tyristorů (3, 4) a ka svorce kladného napětí zdroje (i) napájecího napětí je připojen první výkonový tyristor (3) svojí anodou, přičemž jeho katoda je přes první primární vinuti (5) transformátoru (2) připojena ka svorce nulového napětí zdroje (i), s níž je rovněž spojena přes druhé primární vinutí (6) transformátoru (2) anoda druhého výkonového tyristoru (4), jehož katoda je spojena se svorkou záporného napěti zdroje (i),zatímco k oběma výkonovým tyristorům (3,4) jsou připojeny antiparalelně rekuperační diody li _:.