SU1064400A1 - Трехфазный инвертор тока - Google Patents

Abstract

1. ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА, содержащий подключенный к входным вы водам трехфазный вентильный мост, вы .воды переменного тока которого св заны с фазными выходными выводами, а каждое плечо состоит из последовательно соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора-И последовательной цепочки из дополнительного диода и второго индуктивного элемента, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежное ти путем облегчени  токового режима силовых вентилей, в качестве первого и второго индуктивных элементов использованы соответственно первичные и вторичные обмотки -трансформаторов , тиристоры каждого плеча подключены к фазному выходному выводу и соединены с одной первичной обмотi кой трансформатора данной фазы, причем указанный дополнительный диод (Л в каждом плече включен в пр мом направлении и совместно с вторичной обмоткой одного трансформатора другой фазы шунтирует отсекающий диод, параллельно которому подключен кон-, денсатор. О5 4; 4:;

Description

2. Инвертор тока по п. 1, о т личающийс  тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, соединенных с одним фазным выводом, включены вторичные-обмотки трансформаторов, первичные обмотки которых зашунтированы встречными диодами и включены между тиристорами и отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соединенны с другим фазным выходным выводом, причем начала обмоток каждого плеча подключены к точке соедине

ни  встречного диода с конденсатором .

S. Инвертор тока по п. 1-, о т л и ч ающи.   тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, подключенных -к одному фазному выводу, включены вторичные обмотки одного трансформатора, а другой фазный выходной вывод соединен с соответствующими ему плечами моста череэ первичную обмотку указанного трансформатора , причем начала всех обмоток подключены к соответствующим тиристорам.

Изобретение относитс  к .электротехнике и может быть использовано дл . тиристоркых преобразователей частоты (ТПЧ) в вентильном электроприводе , Известны ведомые по ЭДС синхронного двигател  .(-РД) зависимые инверторы тока ТПЧ с естественной коммут цией вентилей инвертора по ЭДС, раз виваемой СД 1. Однако при малых скорост х вращени  СД, например при их пуске и разгоне , естественна  коммутаци  вентилей этих инверторов из-за малой величины ЭДС СД не может быть обеспе чена. Известен ведомый по ЭДС СД зави симый инвертор тока со смешанной ком мутацией вентилей, переводимый при пуске и. разгоне СД с помощью специальных устройств пусковой автоматики в . принудительной (искусствен ной) коммутации 2. Необходимость в дополнительных устройствах пусковой автоматики ус ложн ет схему управлени  Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности  вл етс  автономный инвертор с принудительной новентильной коммутацией, осуществл мой с помощью запирающих конденсаторов , дополнительных коммутирующих тиристоров, дросселей и диодов. Инвертор может быть использован как ведомый по ЭДС СД зависимый инвертор дл  управлени  вентильным электроприводом и обеспечивать при этом смешанный режим коммутации вен тилей инвертора,, а при разгоне СД плавный переход от режима принудительной коммутации к режиму естеств венной коммут,ации по ЭДС СД без при менени  дополнительных устройств пусковой автоматики t3j. Недостатком известного инвертора  вл етс  то, что принудительна  комглутаци  осуществл етс  с помс5щью дополнительных коммутирующих тиристоров , которые УСЛОЖНЯЮТ схему самого инвертора и схему его управлени , Кроме того, переключение тиристоров св зано с,дополнительными потер ми мощности из-за необходимости переполюс овки напр жени  на запирающих конденсаторах при их зар де и повышением требований к тиристорам по их максимально допустимому рабочему току из-за протекани  через каждый из них суммы токов - тока нагрузки и тока перезар да запирающего конденсатора . Дель и-зобретени  - упрощение инвертора и повышение надежности путем облегчени  токового режима силовых вентилей. Указанна  цель достигаетс  тем, что в трехфазном инверторе тока, содержащем подключенный к входным выводам трехфазный вентильный мост, виводы переменного тока которого св заны с фазными выходными выводами, а к каждое плечо состоит из последователь но соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора и последовательной цепочки из дополнительного диода и второго ин- дуктивного элемента, в качестве первого и второго индуктивных элементов использованы соответственно первичные и вторичные обмотки трансформаторов , тиристоры каждого плеча подключены к фазному выходному выводу и соединены с одной первичной обмоткой трансформатора данной фазы, причем указанный дополнительный диод в каждом плече включен в пр мом направлении и совместно с-вторичной обмоткой одного трансформатора другой фазьг шунтирует отсекающий диод, параллельно которому подключен конденсатор . Последовательно с дополнительными диодами плеч, соединенных с одним фаз ным выводом, включены вторичные обм ки трансформаторов, первичные обйот ки которых зашунтированы встречными диода.ми и включены между тиристорам и отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соелиненнык. с другим фазным.выходным выводом, п чем начала обмоток каждого подключены к точке соединени  встре ного диода с конденсатором. Последовательно с дополнительным диодами плеч, подключенных к одному фазному выв оду, могут быть включены вторичные обмотки одного трансформа ра, а другой фазный вывод соединен с соответствующими ему плечами моета через первичную обмотку указанно трансформатора, причем начала всех обмоток подключены к соответствующи тиристорам. На фиг. 1 и 2 изображены схемы трехфазного инвертора тока, вариант Трехфазный инвертор тока (фиг. 1 состоит из катодной группы тиристоров 1-3; анодной группы тиристоров 4-6, запирающих тиристоры катодной группы конденсаторов 7-9, запирающих тиристоры анодной группы конденсаторов 10 - 12, отсекающих диодов 13 - 15 в цеп х рабочих токов тиристоров катодной группы, отс кающих диодов 16 - 18 в цеп х рабочих токов тиристоров анодной группы дополнительных диодов 19 - 21 в цеп х зар да запирающих конденсаторов в катодной группе, дополнительных диодов 22 - 24 в цеп х зар да запирающих конденсаторов в анодной груп пе, трансформаторов 25 - 27 зар да запирающих конденсаторов катодной группы, первичные обмотки каждого из которых шунтированы встречными диодами 28 - 30 и трансформаторов 3 . 33 зар да запирающих конденсаторов анодной группы, первичные обмотки которых шунтированы встречными диодами 34 - 36. К выходным выводам инвертора 37 - 39 подключены выводы трехфазной нагрузки 40, например фазные обмотки синхронного двигател . Инвертор по фиг. 2 имеет тритрансформатора 41 - 43, первичные обмотки которых включены между парами тиристоров и выходными выводам а две вторичные обмотки каждого трансформатора включены в цепи зар  да запирающих конденсаторов. Трехфазный инвертор тока (фиг.1) работает следующим образом. В начале пуска СД, пока малы ЭДС развиваемые в обмотках СД, переключ ние тиристоров происходит за счет напр жений, до которых зар жаютс  конденсаторы 7-12. Пусть при этом в какой-то момент времени открыты тиристоры 4 и 2. Конденсаторы 11 и 9 зар жены. Их зар д прошел при открывании тиристоров 4 и 2, так как первичные обмотки трансформаторов 31 и 26 их зар да включены в собственные цепи рабочих- токов этих тиристоров . При этом вторичные обмотки трансформаторов 31 и 26 и диоды 23. и 21 в цепи зар да запирающих конден саторов 11 и 9 включены таким образом , что напр жение зар да запирающего конденсатора 11 приложено плюсом к катоду диода 17 в собственной цепи рабочего тока тиристора 5, а Напр жение зар да запирающего конденсатора 9 приложено минусом к аноду диода 15 в собственной цепи рабочего тока тиристора 3. При отпирании очередного тиристора 3 происходит зар д запирающего конденсатора 7, а напр жение конденсатора 9 оказываетс  приложенным через собственную цепь рабочего тока тиристора 3 и нагрузку к тиристору 2, минусом - к его аноду, плюсом - к катоду. Шунтирующий диод 29 при этом ограничивает.величину ЭДС самоиндукции трансформатора 26, преп тствующую спадению тока в тиристоре 2. Тиристор 2 запираетс , а запирающий конденсатор 9 разр жаетс  через источник тока, собственную цепь рабочего тока тиристора 4, нагрузку и собственную цепь рабоче17О тока тиристора 3. Напр жением запирающего конденсатора 11 осуществл етс  запирание тиристора 4 при открывании тиристора 5. С помощью трансформатоъ1 ра 32, по первичной обмотке которого начинает протекать рабочий ток, происходит .-дозар д запирающего конденсатора 12. Аналогичным образом происходит переключение других тирис торов инвертора. Трехфазный инвертор тока по фиг.2 работает следующим образом. В начале пуска синхронного двигател , пока малы ЭДС, развиваемые в его обмотках, переключение тиристоров происходит за счет напр жений, до которых зар жаютс  запирающие конденсаторы 7-12. Пусть при этом в какой-то момент времени открыты тиристоры 4 и 2. Конденсаторы 11 и 9 зар жены. Зар д конденсатора 11 проходит при открывании тиристора 4, когда нагрузочный ток протекает через первичную обмотку трансформатора 41 в направлении от- ее начала к выходу инвертора. Конденсатор 9 зар  жен в момент открывани  тиристора 2, когда нагрузочный ток через первичную обмотку трансформатора 42 протек, кает в направлении к ее началу. Вторичные обмотки трансформаторов 41 и 42 и диоды 21 к 23 включены так, что напр жение зар да запирающего конденсатора 11 приложено плюсом к катоду диода 17 в собственной цепи рабочего тока тиристор.э 5, а нащз т жение зар да запирающего конденсато ра 9 приложено минусом к аноду диода 15 в собственной цепи рабочего тока тиристора 3. При отпирании очередного .тиристо ра 3 начинает протекать ток через п вичную обмотку трансформатора 43 и зар жаетс  запирающий конденсатор 7. Напр жение конденсатора 9 через собственную -цепь рабочего ток тиристора 3, первичную обмотку тран форматора 43 и нагрузку прикладываетс  к тиристору 2, минусом - к его аноду, плюсом - к катоду. Тиристор запираетс , а задирающий конденсат тор 9 разр жаетс  через источник тока, собственную цепь рабочего тока тиристора 4, нагрузку и собствен ную цепь рабочего тока тиристора 3, ЭДС самоиндукции трансформатора 42, преп тствующа  спаданию тока в тиристоре 2, ограничена, так как запа энергии трансформатора 42 при этом расходу етс  на зар д запирающего конденсатора 12, Напр жением запирающего конденсатора И осуществл етс  запирание тиристора 4 при открывании тиристора 5. С помощью трансформатора зар да 42, по первичной обмотке которого начинает протекать ток,происходит дозар д запирающего конденсатора 12. Аналогичным образом происход т переключени  других тиристорсэв инвертора. Напр жени , до которых зар жа19тс  запирающие конденсаторы, определ ютс  величиной тока, задаваемого от источника тока и интервалом проводимости тиристоров инвертора, В.начале разгона синхронного двигател , пока инвертор работает на низкой частоте, напр жени ,до которых зар жаютс  запирающие конденсаторы, ограничены, так как насыщение трансформаторов зар да происходит за врем , меньшее интервала проводимости тиристоров, С ростом вращени  синхронного двигател , а значит частоты и амплитуды его фазных ЭДС становитс  возможной естественна  коммутаци  тиристоров по ЭДС синхронного двигател , а интервалы проводимости тиристоров уменьщаютс , Это приводит к сокращению времени зар да конденсаторов и уменьшению напр жений . До которых они зар жаютс ; автоматически осуществл етс  переход инвертора в режим естественной коммутации по ЭДС синхронного двига тел ,

Claims (3)

1. ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА, содержащий подключенный к входным вы* водам трехфазный вентильный мост, выводы переменного тока которого связаны с фазными выходными выводами, а каждое плечо состоит из последова тельно соединенных отсекающего диода и тиристора, соединенного с первым индуктивным элементом, а также конденсатора и последовательной цепочки из дополнительного диода и второго индуктивного элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежное ти путем облегчения токового режима силовых вентилей, н качестве первого и второго индуктивных элементов использованы соответственно первичные и вторичные обмотки -трансформаторов, тиристоры каждого плеча подключены к фазному выходному выводу и соединены с одной первичной обмоткой трансформатора данной фазы, причем указанный дополнительный диод в каждом плече включен в прямом направлении и совместно с вторичной обмоткой одного трансформатора другой 'фазы шунтирует отсекающий диод, параллельно которому подключен кон-, денсатор.

Φνιι

2. Инвертор тока по π. 1, о т дичающий ся тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, соединенных с одним фазным выводом, включены вторичные обмотки трансформаторов, первичные обмотки которых зашунтированы встречными диодами и включены между тиристорами и отсекающими диодами соответствующих одноименных плеч, соединенных с другим фазным выходным выводом, причем начала обмоток каждого плеча подключены к точке соедине' ния встречного диода ’ с конденсатором.

3. Инвертор тока по π. I-, отличающийся тем, что последовательно с дополнительными диодами плеч, подключенных к одному фазному выводу, включены вторичные обмотки одного трансформатора, а другой фазный выходной вывод соединен с соответствующими ему плечами моста через первичную обмотку указанного трансформатора, причем начала всех обмоток подклю· чены к соответствующим тиристорам.