SU1179499A1 - Single-phase reversible converter with artificial switching - Google Patents
Single-phase reversible converter with artificial switching Download PDFInfo
- Publication number
- SU1179499A1 SU1179499A1 SU843707723A SU3707723A SU1179499A1 SU 1179499 A1 SU1179499 A1 SU 1179499A1 SU 843707723 A SU843707723 A SU 843707723A SU 3707723 A SU3707723 A SU 3707723A SU 1179499 A1 SU1179499 A1 SU 1179499A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- switching
- converter
- thyristor
- thyristors
- artificial
- Prior art date
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано .для улучшения энергетических и динамических показателей двухкомплектных реверсивных однофазных преобра- 5 зователей с нулевым выводом, получающих широкое применение в электроприводе малой и средней мощности.The invention relates to electrical engineering and can be used to improve the energy and dynamic performance of two-piece reverse single-phase converters with zero output, which are widely used in small and medium-sized electric drives.
Цель изобретения - упрощение преобразователя. 10The purpose of the invention is to simplify the converter. ten
На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя с двумя разделительными диодами; на фиг. 2 и 3 - преобразователь с одним разделительным диодом; на фиг. 4 - ди- 15 аграммы электромагнитных процессов в преобразователе; на фиг. 5 - . временные диаграммы выходного напряжения (а) и тока (б) преобразователя, диаграммы состояния вентилей (г) 20FIG. 1 shows a circuit diagram of a converter with two separation diodes; in fig. 2 and 3 - converter with one divider diode; in fig. 4 - 15 diagrams of electromagnetic processes in the converter; in fig. five - . timing diagrams of the output voltage (a) and current (b) of the converter, valve state diagrams (d) 2 0
прй отработке управляющего сигнала (в), которые иллюстрируют работу преобразователя в режиме многократного переключения тиристоров на периоде сети. 25Follow up the control signal (c), which illustrate the operation of the converter in the mode of multiple switching of thyristors on the network period. 25
На чертежах обозначено ик, ίκ напряжение и ток к-го элемента схемы; иу, иср- управляющее и опорное напряжения в системе импульсно-фазо- <. вого управления тиристорами; - 3θIn the drawings, marked and to , ί κ voltage and current of the k-th element of the circuit; and y , and cf - control and reference voltage in the system of pulse-phase-<. thyristor control; - 3 θ
управляющее напряжение’к-го тиристора.control voltage of the thyristor.
Устройство (фиг. 1) содержит силовые тиристоры 1-4, образующие встречно-параллельно включенные пары: на тиристорах 1 и 3 и тиристорах 2 и 4.The device (Fig. 1) contains power thyristors 1-4, forming a pair of parallel-parallel connected: on thyristors 1 and 3 and thyristors 2 and 4.
Указанные пары тиристоров одними выводами подключены к вторичной обмотке трансформатора 5, выполненной со средним выводом, образующим первый выходной вывод, а свободные выводы пар тиристоров 1—4 объединены, образуя второй выходной вывод для подключения нагрузки 6.These thyristor pairs are connected to the secondary winding of the transformer 5 with the middle output forming the first output terminal, and the free terminals of the thyristor pairs 1-4 are combined to form the second output terminal for connecting the load 6.
Преобразователь содержит также 45 узел искусственной коммутации, включающий в себя однофазный мост на коммутирующих диодах 7-10, диагональ переменного тока которого подключена к вторичной обмотке трансформатора 5,50 а в диагональ постоянного тока включены последовательно соединенные коммутирующий конденсатор 11 и дроссель 12, зашунтированные в проводящем направлении моста коммутирующим тирис- 55 тором 13, а также разделительный диод 14, соединенный анодом с катодом коммутирующего тиристора, к анодуThe converter also contains 45 artificial switching nodes, including a single-phase bridge on commutating diodes 7-10, the diagonal of alternating current of which is connected to the secondary winding of the transformer 5.50 and the series-connected switched capacitor 11 and choke 12, which are shunted in the conductive the direction of the bridge by the commutating thyristor 55, as well as the separation diode 14, connected by the anode to the cathode of the commuting thyristor, to the anode
которого катодом подключен разделительный диод 15, причем другие разноименные выводы разделительных диодов объединены и подключены к второму выходному выводу.which the cathode is connected to the separation diode 15, and the other opposite conclusions of the separation diodes combined and connected to the second output terminal.
При таком построении узел искусственной коммутации может служить для поочередного проведения искусственной коммутации в обеих вентильных группах реверсивного преобразователя. Это может быть необходимо для управления преобразователем по способу многократного включения тиристоров на периоде, сети или, например, при использовании данного устройства в качестве непосредственного преобразователя частоты.With such a construction, the artificial switching node can be used to perform artificial switching in turn in both valve groups of the reverse converter. It may be necessary to control the converter using the method of multiple switching of thyristors on a period, network, or, for example, when using this device as a direct frequency converter.
Работу устройства рассмотрим вначале при однократном включении тиристоров. Достоинством реверсивных преобразователей с искусственной коммутацией является возможность реализации совместного согласованного управления вентильными группами без уравнительных токов. Для этого необходимо, чтобы одна, например, катодная группа тиристоров, работала с опережающими углами управления -ίϊΎοίκ<Ο при искусственной коммутации, а другая, например, анодная группа, работала с отстающими углами управления с естественнойThe operation of the device, we consider first with a single turn on thyristors. The advantage of reversible converters with artificial switching is the possibility of implementing joint coordinated control of valve groups without equalizing currents. For this, it is necessary that one, for example, a cathode thyristor group, works with leading control angles -ίϊΎοί κ <Ο with artificial switching, and the other, for example, the anode group, works with lagging control angles with natural
коммутацией. При условии // = οί кривые мгновенных напряжений на выходах вентильных групп будут идентичными, и необходимость в уравнительных дросселях отпадает. Полагаем также, что катодная группа работает в выпрямительном режиме с углами управления, по модулю не превышающими /к\/<90 эл. град., а анодная группа управлением подготовлена к инверторному режиму, работая с углами, большими с€о,>90 эл. град. Так как с искусственной коммутацией в этом случае должна работать лишь одна вентильная группа, преобразователь может быть выполнен без диода 15 в более простом варианте (фиг. 2). Для иллюстрации процессов '6 преобразователе в режиме однократного включения тиристоров служат временные диаграммы напряжений и токов (фиг.4).switching. Under the condition // = οί, the instantaneous voltage curves at the outputs of the valve groups will be identical, and there will be no need for balancing inductors. We also believe that the cathode group operates in a rectifier mode with control angles that do not exceed / k \ / <90 el. deg., and the anode control group prepared for the inverter mode, working with angles greater than € about,> 90 el. hail. Since only one valve group should work with artificial switching in this case, the converter can be made without diode 15 in a simpler version (Fig. 2). To illustrate the processes of the '6 converter in the mode of a single turn-on of the thyristors, time diagrams of voltages and currents are used (Fig. 4).
При подключении преобразователяWhen connecting the converter
к питающей сети конденсатор с помощью коммутирующих диодов будет заряжен с полярностью, указанной наto the mains, the capacitor will be charged with a polarity indicated by
схеме без скобок. Ввиду наличия вscheme without brackets. Due to the presence of
4four
3 1 1 7(3 1 1 7 (
контуре заряда индуктивных элементов начальное напряжение на конденсаторе устанавливается на уровне, превышающем амплитуду напряжения на вторичной обмотке трансформатора5 и поэтому диоды 7-10 оказываются запертыми. Пусть ток нагрузки протекает по цепи, содержащей левую полуобмотку, тиристор 2 и нагрузку 6.The charge circuit of the inductive elements of the initial voltage on the capacitor is set at a level higher than the amplitude of the voltage on the secondary winding of the transformer 5 and therefore the diodes 7-10 are locked. Let the load current flow through the circuit containing the left half winding, thyristor 2 and load 6.
В начале коммутации управляющие им- ί пульсы подаются одновременно на очередной силовой тиристор 4, коммутирующий тиристор 13, а также в соответствии с правилом совместного согласованного управления на тирис- ί тор 3 инверторной группы. При этом происходит вспомогательный колебательный перезаряд конденсатора по цепи, содержащей тиристор 13 и дроссель 12. После окончания вспомо- 2 гательного перезаряда полярность напряжения на конденсаторе будет показана в скобках. Последующий за этим обратный рабочий перезаряд происходит по двум параллельным конту- 2 рам, один из которых содержит дроссель 12, диоды 7 и 8, а другой дроссель 12, диод 14, встречновключенный тиристор 2 и диод 8. В момент времени, когда составляющая 3At the beginning of switching, control impulses are fed simultaneously to the next power thyristor 4, commuting thyristor 13, and also according to the rule of joint coordinated control to thyristor 3 of the inverter group. In this case, an auxiliary oscillatory overcharge of the capacitor along the circuit containing the thyristor 13 and the choke 12. After the completion of the auxiliary recharging, the polarity of the voltage across the capacitor will be shown in brackets. The subsequent working overcharge then follows two parallel loops, one of which contains choke 12, diodes 7 and 8, and the other choke 12, diode 14, on-line thyristor 2 and diode 8. At the time when component 3
тока обратного перезаряда сравнивается с прямым током нагрузки в тиристоре 2, последний выключается.the reverse charge current is compared with the direct load current in thyristor 2, the latter is turned off.
После выключения к тиристору 2 в течение примерно полупериода собст- $ венных колебаний коммутирующего узла прикладывается обратное напряжение, выделяющееся на диодах 7 и 8.After switching off, the reverse voltage is applied to the thyristor 2 for approximately half a period of its own oscillations of the switching node, which is released on diodes 7 and 8.
На этом промежутке времени также восстанавливает запирающую способность коммутирующий тиристор 13. После выключения тиристора 2 ток левой полуобмотки трансформатора начинает уменьшаться, протекая по цепи, содержащей диод 8, конденсатор 11, . 4At this time interval, the switching thyristor 13 also restores the locking ability. After turning off the thyristor 2, the current of the left half-winding of the transformer begins to decrease, flowing through the circuit containing diode 8, capacitor 11,. four
дроссель 12, диод 14 и нагрузку 6.choke 12, diode 14 and load 6.
При этом конденсатор будет дозаряжаться, имея вновь полярность напряжения, указанную на’ схеме без скобок. Под воздействием напряжения на кон-' 51 денсаторе ток нагрузки начинает переходить в цепь очередного силового тиристора 4. Коммутация завершается, когда весь ток переходит в правую . полуобмотку трансформатора с тирис- 5: тором 4, и диоды 7-10 оказываются вновь запертыми. Коммутация тока из тиристора 4 в тиристор происходитIn this case, the capacitor will be recharged, having the voltage polarity again indicated in the ’scheme without brackets. Under the influence of the voltage on the capacitor, the load current begins to pass into the circuit of the next power thyristor 4. Switching is completed when all the current passes to the right. the half-winding of a transformer with Tiris-5: torus 4, and diodes 7-10 are again locked. Switching current from thyristor 4 to thyristor occurs
аналогично. В инверторном режиме ком мутация тока б тиристорах 1 и 3 происходит естественно по обычным правилам.similarly. In the inverter mode, current switching between thyristors 1 and 3 occurs naturally according to the usual rules.
г Преобразователь работает аналогичным образом, если искусственная коммутация осуществляется в анодной группе, а катодная группа тиристоров работает с естественной коммута3, дней. В этом случае упрощенный вариант преобразователя без диода 14 имеет вид, показанный на фиг. 3.The converter works in the same way if the artificial switching is performed in the anode group and the cathode group of the thyristors operates from the natural switch 3 days. In this case, a simplified version of the converter without diode 14 has the form shown in FIG. 3
Искусственную коммутацию в данном устройстве рассмотрим на примере пе5 ревода тока нагрузки из тиристора 1 в тиристор 3. После подачи управляющих импульсов на тиристоры 3, 13 и 4 происходит вспомогательный перезаряд конденсатора по цепи тиристора 13Let us consider artificial switching in this device by the example of transferring the load current from thyristor 1 to thyristor 3. After supplying control pulses to thyristors 3, 13 and 4, an auxiliary overcharge of the capacitor along the thyristor circuit occurs 13
3 и дросселя 12. Обратный рабочий перезаряд также происходит по двум параллельным контурам, один из которых содержит дроссель 12, диоды 7 и 8, а другой - дроссель 12, диод 7,3 and choke 12. Reverse working overcharge also occurs along two parallel circuits, one of which contains choke 12, diodes 7 and 8, and the other - choke 12, diode 7,
? встречновключенный тиристор 1 и диод 15. После включения тиристоры 1 и 13 также имеют возможность восстановить запирающую способность под воздействием обратного напряжения,? opposite thyristor 1 and diode 15. After switching on, thyristors 1 and 13 also have the ability to restore the locking ability under the influence of reverse voltage,
} выделяющегося на диодах 7 и .8. При этом ток левой полуобмотки трансформатора вынужден замыкаться по цепи, содержащей нагрузку 6, диод 15, конденсатор 11, дроссель 12, диод 7,} released on diodes 7 and .8. In this case, the current of the left half-winding of the transformer is forced to close along the circuit containing the load 6, diode 15, capacitor 11, choke 12, diode 7,
. уменьшаясь и дозаряжая конденсатор. При этом ток правой полуобмотки начинает возрастать, втекая в очередной силовой тиристор 3. Коммутация также завершится, когда диоды 7-10. decreasing and charging the capacitor. In this case, the current of the right half winding begins to increase, flowing into the next power thyristor 3. The switching also ends when diodes 7-10
, под воздействием напряжения на конденсаторе окажутся запертыми., under the influence of the voltage on the capacitor will be locked.
Очевидно, что основные свойства и характеристики обоих рассмотренных вариантов преобразователя одинаковы,It is obvious that the basic properties and characteristics of both considered variants of the converter are the same,
: и предпочтение тому или другому может быть дано лишь в конкретных условиях практического применения. В обоих вариантах преобразователь потребляет ток из питающей сети с опережающим : and preference for one or the other can be given only in the specific conditions of practical application. In both cases, the converter consumes current from the mains with leading
ι относительно напряжения фазовым сдвигом, благодаря чему он может быть отнесен к категории компенсационных выпрямителей. Известно, что компенсационные выпрямители работают с опере; жаыщим коэффициентом сдвига и поэто—v relative to the phase shift voltage, so that it can be classified as a compensation rectifier. It is known that compensation rectifiers work with opera ; by the shear factor and the poet—
му способны генерировать реактивнуюare able to generate reactive
мощность в сеть, причем в том жеpower to the network, and in the same
объеме, в каком обычные выпрямителиvolume in what usual rectifiers
5five
11794991179499
66
ее потребляют. Однако функциональные возможности более сложного варианта устройства (фиг. 1) не ограничиваются указанной областью применения. Наличие узла искусственной коммутации (фиг. 1) позволяет управлять преобразователем при многократном включении тиристоров на периоде сети и тем самым существенно расширить его частотную полосу пропускания. Такую возможность иллюстрируют диаграммы (фиг. 5). Протекание коммутаций в вентильных группах данного преобразователя происходит ана.логично и поэтому не рассматривается. При многократном включении управление вентильными комплектами также целесообразно производить по совместному согласованному способу, устраняющему возможность появления уравнительного тока в статических и динамических режимах. Для этого, как следует из диаграмм состояния вентилей (фиг. 5 и 3), управляющие импульсы подаются одновременно на оба противофазных тиристора, подключенных к одной полуобмотке трансформатора.consume it. However, the functionality of a more complex version of the device (Fig. 1) is not limited to the specified scope. The presence of an artificial switching node (Fig. 1) allows you to control the converter when you turn on the thyristors multiple times on the network period and thereby significantly expand its frequency bandwidth. This possibility is illustrated by diagrams (Fig. 5). The flow of commutations in the valve groups of this converter occurs in a similar manner and therefore is not considered. With repeated switching on, it is also advisable to control the valve sets according to a joint coordinated method, which eliminates the possibility of a balancing current in static and dynamic modes. To this end, as follows from the state diagrams of the valves (Fig. 5 and 3), control pulses are simultaneously applied to both antiphase thyristors connected to the same half winding of the transformer.
На этих диаграммах участки проводящего состояния вентилей зачернены. Полагается, что управление тиристорами ведется в соответствии с известным вертикальным принципом, при этом моменты переключений тиристоров находятся в точках пересечения управляющего иу и опорного иоп напряжений (фиг. 5 6). Кроме того, для улучшения формы выходного напряжения, осуществляются-дополнительные коммутации в моменты перехода сетевого напряжения через О,On these diagrams, the areas of the conductive state of the valves are blackened. It is believed that the thyristors are controlled in accordance with the well-known vertical principle, while the switching times of the thyristors are located at the intersection points of the control and the reference and op voltages (Fig. 5 6). In addition, to improve the shape of the output voltage, additional commutation is carried out at the moments when the mains voltage passes through O,
'н, 2((, ... Управляющие импульсы для коммутирующего тиристора и формируются при условно положительном токе нагрузки (βΐβη ί6=1) на возрастающих участках опорных напряжений, а при отрицательном токе нагрузки (з1§п гБ=-1) - на убывающих участках опорных напряжений. Из диаграммы видно, что на интервале О - νζ при положительных значениях напряжения управления и тока нагрузки работают поочередно тиристоры 1 и 3, при этом включения тиристора 3 в данном случае происходят с искусственной коммутацией, а включения тиристора 1 - с естественной коммутацией. На этом интервале преобразователь большую часть времени работает в выпрямительном режиме. На интервале У2-24( в работе поочередно находятся тиристоры 2 и 4. На участке К-У2 в связи с убыванием управляющего сигнала и последующей сменой, его знака преобразователь большую часть времени работает в инверторном режиме Аналогично протекают процессы при отрицательных значениях управляющего напряжения и тока нагрузки. Из представленных диаграмм следует, что при многократном включении тиристоров преобразователь имеет большее быстродействие, так как приобретает способность отрабатывать управляющие воз действия с частотой, превышающей частоту питающей сети. Уровень начального напряжения на обкладках коммуI'n, 2 ((, ... Control pulses for the switching thyristor and are formed at a conditionally positive load current (βΐβη ί 6 = 1) on increasing sections of the reference voltages, and at a negative load current (s1gr B = -1) - on decreasing sections of the reference voltages. From the diagram it can be seen that in the interval O - ν ζ at positive values of control voltage and load current alternately thyristors 1 and 3 work, while turning on thyristor 3 in this case occur with artificial switching, and turning on thyristor 1 - with natural commutation. In this range, most of the time the inverter operates in the rectifier mode. In the range -24 V 2 (in are alternately thyristors 2 and 4. At the station K-V 2 due to the decrease of the control signal and the subsequent change its sign inverter most of the time works in the inverter mode Similarly, the processes proceed at negative values of the control voltage and load current. From the diagrams presented, it follows that when the thyristors are repeatedly turned on, the converter has a higher speed, How does it acquire the ability to work out control actions with a frequency exceeding the frequency of the supply network? The level of the initial voltage on the plates of communi
тирующего конденсатора в данном устройстве не зависит от угла управления тиристорами и тока нагрузки, в связи с чем регулировочные свойства преобразователей с независимой колебательной коммутацией не уступают свойствам обычных преобразователей с естественной коммутацией.The capacitor in this device does not depend on the angle of control of the thyristors and the load current, and therefore the adjustment properties of the transducers with independent oscillatory switching are not inferior to the properties of conventional transducers with natural commutation.
11794991179499
11794991179499
«ч?*·"H? * ·
ί и***·ί and *** ·
сь.smiling
( ^пматама(^ pmatam
«&"&
ί"4ί "4
<м<m
.мягячг.цд^.myag.cd ^
<$м» с\1<$ m "with \ 1
X?'"· ХрX? '"· Hr
^_4±^|ΐζν*νΛ^ >^ _4 ± ^ | ΐζν * νΛ ^>
7 Т7 T
11794991179499
ОABOUT
11794991179499
Фиг. 5FIG. five
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843707723A SU1179499A1 (en) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | Single-phase reversible converter with artificial switching |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843707723A SU1179499A1 (en) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | Single-phase reversible converter with artificial switching |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1179499A1 true SU1179499A1 (en) | 1985-09-15 |
Family
ID=21106208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843707723A SU1179499A1 (en) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | Single-phase reversible converter with artificial switching |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1179499A1 (en) |
-
1984
- 1984-03-06 SU SU843707723A patent/SU1179499A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4039926A (en) | Current fed inverter with commutation independent of load inductance | |
US4706178A (en) | Power conversion system | |
EP0012648B1 (en) | Single-pole commutation circuit | |
US3989996A (en) | Force commutation static frequency changer apparatus using direct capacitor commutation | |
US3483462A (en) | Inverters operable with a wide range of load impedances | |
SU1179499A1 (en) | Single-phase reversible converter with artificial switching | |
US4455600A (en) | Single phase, double-ended thyristor inverter with choke-coupled impulse commutation | |
RU2254658C1 (en) | Transistorized tree-phase reactive-current supply | |
SU1001380A1 (en) | Ac voltage-to-dc voltage converter | |
JPS6035892B2 (en) | power converter | |
EP0081302B1 (en) | Series resonant inverter with integrating feedback control loop | |
RU2110881C1 (en) | Pulse-width modulated resonance-tuned converter | |
GB1564626A (en) | Inverter system | |
JPH0344505B2 (en) | ||
RU2117377C1 (en) | Fully compensated valve-type inverter and its control method | |
SU1092648A1 (en) | Device for single-phase control of mains voltage | |
JPH0523791U (en) | Isolated converter device | |
SU964921A1 (en) | Self-sustained inverter | |
SU1112507A1 (en) | Three-phase thyristor converter with artificial switching | |
SU1742959A1 (en) | Three-phase frequency multiplier | |
SU1524148A1 (en) | Self-excited inverter | |
SU1758810A1 (en) | Independent current inverter | |
SU1288853A1 (en) | Frequency converter with direct coupling | |
SU1251262A1 (en) | Thyristor reversible converter with artificial commutation | |
SU1317588A1 (en) | Device for artificial commutation of converter thyristors |