CS257802B1

CS257802B1 - Six-pulse thyristor directfrequency and voltage converter

Info

Publication number: CS257802B1
Application number: CS844530A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Magyar; Juraj Oetter
Original assignee: Frantisek Magyar; Juraj Oetter
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1988-06-15
Also published as: CS453084A1

Abstract

Zapojenie je určené na napájanie trojfázových motorov v regulovaných elektrických pohonoch s vysokými nárokmi na dynamiku. V známom zapojení priameho meniča frekvencie a napStia so závislou komutáciou skratovacích tyristorov bola dvojica komutačných transfořmátorov, šestica komutačných tlmiviek a šestica komutačných kondenzátorov nahradená jediným spoločným sériovým komutačným obvodom LC. Tento splfia svoju funkciu připojením medzi uzol šesífázového tyristorového uzlového usměrňovače a opačný uzol šestfázového diodového uzlového usmerňovača, v ktorom je zapojený sériový tyristor, pričom striedavé strany obidvoch usmerňóvačov sú popripájané na navzájom opačné póly jednosměrných stráň šestice troj fázových diodových mostíkov s antiparalelným skratovacím tyristorom. Kontinuitu prúdu v záťažovom motote zaisťuje šesťfázový diodový mostík skratovaný na jednosmernej straně antiparaleným nulovacím tyristorom, pričom cez dvojicu prepólovacích tyristorov sa odtial tiež na vhodnú polaritu nabíja kondenzátor společného komutačného dvojpólu LC.The connection is designed to power three-phase motors in regulated electric drives with high demands on dynamics. In a friend connect a direct frequency converter and load with dependent commutation of shorting thyristors there was a pair of commutator transfosers, six commutating chokes and six commutating ones capacitors replaced by a single common serial commutation circuit LC. This will fulfill its own function by connecting between a six-phase thyristor node node rectifier and the opposite six-phase node diode node rectifier in which is a serial thyristor connected, alternating the sides of the two rectifiers are connected on opposite sides of one-way hills six three-phase diode bridges with antiparallel shorting thyristor. continuity current in the load motote ensures six-phase diode bridge shorted on DC side anti-parallel reset thyristor with over a pair of reversing thyristors also went off charge the capacitor to the appropriate polarity commutation dipole LC.

Description

Vynález sa dotýká šestimpulzových Jtyristorovýoh priamych meničov frekvencie na napStie resp. triakovýoh meničov frekvencie a napatia s vlastnou spoločnou komutáciou.The invention relates to six-pulse four-phase direct current frequency converters. triac frequency and voltage converters with their own common commutation.

Je známy poměrně jednoduchý priamy měnič frekvencie a napatia pozostávajúci z dvoch troj fázových transformátorov, z ktorých každý má tri trojice sekundárných vinutí. Konce sekundárných vinutí transformátora sú s cyklickým prestriedaním spolu spojené, premultiplexované, a připojené na začiatky, resp. na konce vinutia zátažového motora, ktorý je takto zapojený do otvoreného trojuholníka. Začiatky trojíc sekundárných vinutí trojfázového transformátora sa postupné spojůjú nakrátko pomocou polovodičových spínačov uzla, ktoré pozostávajú z trojfázového diodového mostíka a antiparalelného skratovacieho tyristora na jednosměrněj straně.A relatively simple direct frequency and voltage converter comprising two three-phase transformers, each having three triplets of secondary windings, is known. The ends of the secondary windings of the transformer are coupled to the cyclic shifting, premultiplexed, and connected to the start and end of the transformer. at the ends of the winding of the stress motor, which is thus connected to an open triangle. The beginnings of the three secondary windings of the three-phase transformer are successively short-circuited by means of node semiconductor switches, which consist of a three-phase diode bridge and an anti-parallel short-circuit thyristor on the unidirectional side.

Měnič má dalej dva Speciálně vinuté jednofázové komutačně transformátory s tromi vinutiami. Každý komutačný transformátor prenáša vypínací impulz z komutačného kondenzátora, ktorý sa v okamžiku zapnutia skratovacieho tyristora připojí na jedno jeho vinutie, na dalšie dva skratovacie tyristory, čím sa zabezpečuje závislá komutácia skratovacích tyristorov. Komutačně tlmivka má za úlohu spolu s komutačným kondenzátorom zabezpečit dobu potrebnú na obnovenie blokovacej schopnosti skratovacieho tyristora, ktorý bol právě vypnutý.The converter also has two specially wound single-phase commutating transformers with three windings. Each commutating transformer transmits a trip pulse from the commutating capacitor, which is connected to one of its windings at the moment the short-circuit thyristor is switched on, to the other two short-circuit thyristors, thereby ensuring a dependent commutation of the short-circuit thyristors. The commutating choke is intended to provide, together with the commutating capacitor, the time required to restore the blocking capability of the short-circuit thyristor that has just been switched off.

Hlavnou nevýhodou uvedeného známého typu jednoduchého priameho meniča frekvencie a napStia je skutočnosť, že komutačně kondenzétory sa nabijajú až na 8,88-násobok efektívnej hodnoty sekundárného fázového napatia trojfázových transformátorov. Ďalšou nevýhodou je aj potřeba značného počtu komutačnýoh súčiastok: 6 komutačných kondenzátorov, 6 komutačných tlmiviek a dva špeciálne komutačně transformátory.The main disadvantage of the known type of simple direct frequency and voltage converter is that the commutating capacitors charge up to 8.88 times the effective value of the secondary phase voltage of the three-phase transformers. Another disadvantage is the need for a significant number of commutating components: 6 commutating capacitors, 6 commutating chokes and two special commutating transformers.

Uvedené nedostatky odstraňuje šestimpulzový tyristorový priamy měnič frekvencie a napatia podlá vynálezu, ktorého podstatou je jednak jediný spoločný komutačný obvod LC, tvořený sériovou kombináciou komutačného kondenzátora a komutačnej tlmivky, jednak šestfázový diodový mostik připojený svojou striedavou stranou k otvorenému vinutiu trojfázového záťažového motora. Na jednosmernú stranu tohto mostíka je antiparalelne připojený nulovací tyristor, resp. cez dva prepólovacie tyristory je tam připojený spoločný komutačný obvod LC. TentoThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the six-pulse thyristor direct frequency and voltage converter according to the invention, which is based on a single common commutation circuit LC consisting of a serial combination of a commutating capacitor and a commutating choke and a six-phase diode bridge connected by alternating side to open winding of three-phase load. On the unidirectional side of this bridge there is an anti-parallel connection of a reset thyristor, resp. a common commutation circuit LC is connected via two reversing thyristors. this

I je naviac připojený na uzol šestfázového tyristorového uzlového usmerňovača a druhým koncom cez sériový tyristor na uzol šesťfázového diodového uzlového usmerňovača. Striedané strany šesťfázového tyristorového aj diodového uzlového usmerňovača sú připojené na opačné póly šestice trojfázových diodových mostíkov s antiparalelným skratovacím tyristorom.In addition, I is connected to a node of a six-phase thyristor node rectifier and the other end via a serial thyristor to a node of a six-phase diode node rectifier. The alternating sides of the six-phase thyristor and diode node rectifiers are connected to opposite poles of a six-phase diode bridge with an anti-parallel short-circuit thyristor.

Vyšší účinok šestimpulzového tyristorového priameho meniča frekvencie a napatia podlá vynálezu spočívá v tom, že na striedavú stranu šesťfázového diodového mostíka, z ktorého jednosmernej strany sa dobíja spoločný komutačný obvod LC, je připojená sústava fázových a nie združených sekundárných napatí trojfázových transformátorov. Preto komutačný kondenzátor sa nabije na napMtie 1//T -krát nižšie, než v doposiaí známom zapojení. V rovnakom pomere sa zníži napěťové namáhanie polovodičových súčiastok. Výhodou oproti známému zapojeniu je tiež úspora obidvoch špeciálne vinutých komutačných transformátorov, ako aj piatich komutačných tlmiviek, i ked počet polovodičových súčiastok sa zvýšil.The higher effect of the six-pulse thyristor direct frequency and voltage converter according to the invention is that the AC side of the six-phase diode bridge, from which the common commutating circuit LC is recharged, is connected to a series of phase rather than associated secondary voltages of three-phase transformers. Therefore, the commutation capacitor is charged to a voltage 1 / T times lower than in the known circuit. The voltage stress of the semiconductor devices is reduced in the same ratio. An advantage over the known circuit is also the savings of both specially wound commutating transformers as well as five commutating chokes, even though the number of semiconductor components has increased.

Na pripojenom výkrese je na obrázku jedno z konkrétných zapojení šestimpulzového tyristorového priameho meniča frekvencie a napatia podlá vynálezu.In the accompanying drawing, there is shown one particular embodiment of a six-pulse thyristor direct frequency and voltage converter according to the invention.

Primárné vinutia trojfázových transformátorov 1. sú připojené na napájaciu sieť. Každý z nich má tri trojfázové sekundárné vinutia. Konce sekundárných vinutí jedného, resp. aj druhého trojfázového trasformátora i sú premultiplexované a připojené na začiatky, resp. na konce vinutia trojfázového záťažového motora 2, ktorý je zapojený do otvoreného trojuholníka. Začiatky každého zo šiestich trojfázových sekundárných vinutí trojfázových transformátorov 1^ sú připojené na striedavú stranu jedného zo šiestich polovodičových spínačov uzla tvořených troj fázovým diodovým mostíkom 2 a antiparalelným skratovacím tyristorom 12 na jeho jednosmernej straně.The primary windings of the three-phase transformers 1 are connected to the mains. Each of them has three three-phase secondary windings. The ends of the secondary windings of one, respectively. the second three-phase transformer i are premultiplexed and connected to the beginnings, respectively. at the winding ends of a three-phase load motor 2 which is connected to an open triangle. The starts of each of the six three-phase secondary windings of the three-phase transformers 10 are connected to the alternating side of one of the six semiconductor node switches formed by a three-phase diode bridge 2 and an antiparallel shorting thyristor 12 on its unidirectional side.

Začiatky a konce vinutí troj fázového záťažového motora 2 sú připojené tiež na striedavú stranu šeťfázového diodového mostíka 2· Na katodový pól jeho jednosmernej strany je připojená anoda, na anodový pól zase katoda nulovacieho tyristora 5. Paralelné k němu, cez katodu a anodu prvého, resp. anodu a katodu druhého prepólovacieho tyristora 61, resp. 62, je připojená sériová kombinácia jediného spoločného komutačného dvojpólu, tvořeného sériovou kombináciou komutačnej tlmivky 7 a komutačného kondenzátora J5.Starts and ends of the windings of the three-phase load motor 2 are also connected to the alternating side of the six-phase diode bridge 2 · Anode is connected to the cathode pole of its unidirectional side and to the anode pole of the zero thyristor 5. . the anode and cathode of the second polarity reversal thyristor 61, respectively. 62, a series combination of a single common commutating dipole formed by a series combination of a commutating choke 7 and a commutating capacitor J5 is connected.

Jeden uzol komutačného dvojpólu 2r 2» spojený s katodou druhého prepólovacieho tyristora 62, je spojený s anodovým uzlom šesťfázového tyristorového uzlového usmerňovača kým druhý uzol, spojený s anodou prvého prepólovacieho tyristora 61, je připojený na katodový uzol šesťfázového diodového uzlového usmerňovača 10 cez sériový tyristor 11. Striedavá strana šesťfázového tyristorového uzlového usmerňovača 9 je připojená na anodové póly jednosmernej strany troj fázových diodových mostíkov 2» pričom ich katodové póly sú připojené na striedavú stranu šesťfázového diodového uzlového usmerňovača 10;One node of the commutating dipole 2r2 »connected to the cathode of the second polarity thyristor 62 is connected to the anode node of the six-phase thyristor node rectifier while the other node connected to the anode of the first polarity thyristor 61 is connected to the cathode node of the six-phase diode thyristor. The alternating side of the six-phase thyristor node rectifier 9 is connected to the anode poles of the unidirectional side of the three-phase diode bridges 2, wherein their cathode poles are connected to the alternating side of the six-phase diode node rectifier 10;

Multiplexovanie koncov sekundárných vinutí troj fázových transformátorov 2 umožňuje vytvárať napátia na jednotlivých vinutiach troj fázového záťažového motora 2, ktorých priebeh sa skládá z cyklicky striedaných úsekov združených sekundárných napatí troj fázových trasformátorov 2· Frekvencia najvýraznejšej zložky napMtia na vinutiach trojfázového záťažového motora 2 je daná rozdielom frekvencie napájacej siete a opakovacej frekvencie spínania skratovacích tyristorov 12 Změna napStia na vinutiach trojfázového záťažového motora 2 sa docieíuje šírkovo-impulzovým riadením.Multiplexing the ends of the secondary windings of the three-phase transformers 2 makes it possible to generate voltages on the individual windings of the three-phase load motor 2, the course of which consists of cyclically alternating sections of the combined secondary voltages of the three-phase transformers 2. The mains voltage and the switching frequency of the short-circuiting thyristors 12 are changed by voltage-pulse control of the windings of the three-phase load motor 2.

Nulové úseky v časovom priebehu napátia sú dané spojením vinutí trojfázového záťažového motora 2 nakrátko cez šesťfázový diodový mostík 4 a nulovací tyristor 5, pričom příslušné skratovacie tyristory 12 sa vypínajú pri zapnutí sériového tyristora 11 a zodpovedajúcich tyristorov šesťfázového tyristorového uzlového usmerňovača 9_. Oseky združeného sekundárného napStia na vinutiach trojfázového záťažového motora 2 sa vytvárajú súčasným zapnutím dvoch skratovacích tyristorov 12, z ktorých jeden spojuje do uzla trojicu sekundárných vinutí jedného, .druhý trojicu sekundárných vinuti druhého z troj fázových transformátorov 2· řThe zero sections over the voltage time course are given by short-circuiting the windings of the three-phase load motor 2 through the six-phase diode bridge 4 and the reset thyristor 5, the respective short-circuiting thyristors 12 being switched off when the serial thyristor 11 and the corresponding thyristors of the six-phase thyristor node 9 are switched. The secondary secondary voltage sections on the windings of the three-phase load motor 2 are formed by simultaneously switching on two short-circuit thyristors 12, one of which connects to the node three secondary windings of one, the other three secondary windings of the other of the three phase transformers.

Súčasne dostává hradlový impulz dvojioa prepólovacích tyristorov 61, resp. 62 a komutačný kondenzátor j) sa nabije na polaritu potrebnú na vypnutie skratovacích tyristorov 12.· Toto vypnutie nastáva súčasným přivedením hradlových impulzov na sériový tyristor 11 v uzle šesťfázového diodového uzlového usmerňovača 10 a na dva tyristory v šesťfázovom tyristorovom uzlovom usměrňovači 9, ktoré sú priradené k právě vypínaným dvom skratovacím tyristorom 12 Neprerušenosť obvodu trojfázového záťažového motora 2 zabezpečuje súčasné zapnutie nulovacieho tyristora !>.Simultaneously, the gate pulse receives two reversing polarity thyristors 61 and 61 respectively. 62 and the commutation capacitor j) is charged to the polarity required to trip the shorting thyristors 12. This trip occurs by simultaneously applying the gate pulses to the serial thyristor 11 at the node of the six-phase diode node rectifier 10 and to the two thyristors in the six-phase thyristor node. to the two short-circuited thyristors 12 just switched off. The continuity of the three-phase load motor circuit 2 ensures simultaneous switching on of the zero thyristor!>.

Claims

3 257802 The start and end of the winding of the three-phase load motor 2 are also connected to the alternating side of the six-phase diode bridge 2. Anode is connected to the cathode pole of its DC side, to the anode pole the cathode of the zero thyristor 5. Parallel to it via the cathode of the anode of the first , respectively. the anode and cathode of the second reversing thyristor 61 and 61, respectively; 62, a serial combination of a single common commutation dipole formed by a series combination of commutation choke 7 and commutation capacitor J5 is connected. One node of the commutation dipole 2r 2 'connected to the cathode of the second reversing thyristor 62 is connected to the anode node of the six-phase thyristor node rectifier while the second node, connected to the anode of the first reversing thyristor 61, is connected to the cathode six-phase diode node rectifier 10 via a serial thyristor 11. the thyristor node rectifier 9 is connected to the anode poles of the unidirectional side of the three phase diode bridges 2, wherein their cathode poles are connected to an alternating side of the six phase diode node rectifier 10; The multiplexing of the ends of the secondary windings of the three-phase transformers 2 allows the three winding load motors 2 to be formed on the individual windings, which consist of cyclically alternating segments of the combined secondary stresses of the three-phase transformers 2. of the network and the switching frequency of the tripping thyristors 12 The change in voltage on the windings of the three-phase load motor 2 is determined by the width-pulse control. Zero sections over time are given by the short-circuiting of the three-phase load motor winding 2 through the six-phase diode bridge i and the reset thyristor 5, wherein the respective short-circuit thyristors 12 are switched off when the series thyristor 11 and the corresponding thyristor thyristor node rectifier 9 are switched on. The two secondary thyristor coils on the windings of the three-phase load motor 2 are formed by simultaneously switching on the two short-circuit thyristors 12, one of which connects to the node a triple secondary winding, the other three winding windings of the second three-phase transformer. . 62 and commutation condenser j) are charged to the polarity needed to turn off the shorting thyristors 12. · Switching occurs by simultaneously applying the gate pulses to the serial thyristor 11 in the six-phase diode node rectifier 10 and to the two thyristors in the six-phase thyristor node rectifier 9 that are associated with the two short-circuiting thyristor 12 is switched off. The continuity of the three-phase load motor circuit 2 ensures simultaneous activation of the reset thyristor! OBJECT OF THE OUTSTAND The thyristor thyristor direct frequency and voltage converter consists of two three-phase transformers with three three-phase secondary windings, premultiplexed outlets connected to a three-phase load motor, the other outlets to the AC side of three-phase diodes with an anti-parallel short-circuit thyristor on the DC side, Sálejzo of a six-phase diode bridge, a six-phase thyristor node rectifier and a six-phase diode node rectifier with a series thyristor connected in its node and a common commutating dipole, characterized in that the AC side of the six-phase diode bridge (4) is connected to the open winding of the three-phase load motor (2) while a one-way counter is an anti-parallel connected resetting thyristor (5) and parallel to this via the antiseries of the first reversing thyristor (61) from one side, and a second reversing thyristor (62) from the other side is connected to a series combination of a commutating choke (7) and a commutation capacitor (8), forming a common commutating dipole, the first node of which with one of the polarizing thyristors (61,, ( 62) is connected to a non-uniform node of a six-phase thyristor node rectifier (9) connected by an alternating side with uneven poles of a one-way side of a six three-phase diode bridge (3, while a second node with a second one of polarity 257802 4 thyristors (62), (61), is connected via a serial thyristor (11) to an unbalanced node of a six-phase diode node rectifier 10, coupled on an alternating side to opposite poles of a single-directional side of a three-phase diode bridge, 3) with an antiparallel short-circuit thyristor (12f. 1 drawing