SU1251266A1 - Инвертор напр жени дл питани нагрузки с переменным коэффициентом мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к системам управлени  дл  асинхронного электропривода . Цель изобретени  - повышение надежности устройства. Инвертор напр жени  образован главными тиристорами (Т) 1,2 и обратными диодами 3,4. Питание инвертора осуществл етс  двум  источниками 5,6. Нагрузкой  вл ютс  дроссель 8 и резистор 7. Дл  отключени  Т 1 и 2 инвертор снабжен коммутирукмцим колебательным контуром на дросселе 10 и конденсаторе 9, коммутирующими Т 11 и 12, ; С (Л 1C ел ю 05 О) 7V/7

Description

системой управлени  19. В трансформатор 13 введена дополнительна  обмотка 16, Введение в систему управлени  инвертором сигнала о наличии обратного напр жени  на Т 1 и 2 позвол ет запретить прохождение сиг1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при создании инвертора дл  асинхронного электропривода, например тепловоза.

Целью изобретени   вл етс  повышние надежности устройства путем сн ти  импульсов управлени  с главных тиристоров при наличии на них обратного напр жени .

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - |диаграммы сигналов и токов, шшюст- рирующие работу устройства; на фиг.З - схема инвертора с известно системой управлени , на базе кото- рой может быть реализовано предлагаемое техническое решение.

Инвертор напр жени  (фиг.1) образован главными тиристорами 1,2 и обратными диодами 3,4. Питание инвертора осуществл етс  от источников 5,6. Нагрузкой  вл ютс  резистор 7 и дроссель 8. (Дп  простоты изложени  изображен однофазньй инвертор). Дл  отключени  главных тиристоров инвертор снабжен коммутирующим колебательным контуром, содержащим конденсатор 9 и дроссель 10, который подключен к схеме через коммутирующие тиристоры 11, 12. Инвертор снабжен трансформатором 13, содержащим первичную обмотку 14, вторичную обмотку 15, дополнительную обмотку 16. Первична  обмотка включена в диагональ моста, образованного главными тиристорами I,2 и обратными диодами 3, 4. Вторична  обмотка включена в диагональ моста, образованного обратными диодами 3,4 и возвратными диодами 17,. 18. Система управлени  19 вырабатывает сигналы 19.1 дл  включени  тиристора 1,19.2 - дл  включени 

налов управлени  на врем  до исчезновени  обратного напр жени  на них. Введение обмотки 16 позвол ет уменьшить врем  выключени  Т 1 и 2, снизить установленную мощность коммутирующих элементов. 3 ил.

тиристора 2, 19.11 - дл  включени  тиристора 11 и 19.12 - дл  включени  тиристора 12. В цепи управлени  тиристорами 1 и 2 установлены логические элементы И 20.1 и 20.2 и

выходные усилители 21.1 и 21.2. Выходной сигнал с дополнительной обмотки 16 трансформатора 13 подан на вход преобразовател  22. Выход преобразовател  22 соединен с входом логического элемента НЕ 23,выход которого подключен к входам логических элементов И 20.1, 20.2.

Инвертор напр жени (фиг.I) работает следующим образом.

В исходном состо нии включен тиристор 1, который проводит ток на- грузки, протекающий по цепи: источник 5 - тиристор 1 - дроссель 8 резистор 7 - источник 5. Коммути- рук ций конденсатор 9 зар жен как показано на фиг.1. Работу схемы иллюстрируют диаграммы на фиг.2. В конце полупериода Т/2 выходного напр жени  снимаетс  сигнал управлени  19.1 тиристора 1 и включаетс  коммутируклций тиристор 1 1 сигналом 19.11. При этом коммутирующий , конденсатор 9 начинает разр жатьс  по цепи: конденсатор 9 - дроссель 10 - тиристор 1 - тиристор 11 - конденсатор 9. Когда коммутационный ток разр да конденсатора 9 достигнет величины тока нагрузки,

главный тиристор 1 обесточитс  и начнет восстанавливать свои управл ющие свойства. Коммутационньй ток после этого разветвл етс  на две цепи. По одной цепи протекает ток

нагрузки, это цепь: конденсатор 9 - дроссель 10 - дроссель 8 - резистор 7 - источник 5 - тиристор I - конденсатор 9, а по другой цепи протекает избыток коммутационного тока.

31

равный разности коммутационного тока и тока нагрузки, это цепь: конденсатор 9 - дроссель 10 - обмот ка 14 трансформатора 13 - обратный диод 3 - тиристор I1 - конденсатор 9. При протекании избытка коммутационного трка по первичной обмотке 14 на ней возникает падение напр жени , которое трансформируетс  во вторичную обмотку 15 и в дополнительную 16. Когда напр жение на обмотке 15 превысит сумму напр жений источников 5 и 6, откроетс  возвратный диод 18 и избыток коммутационного тока, трансформируемый в обмот- ку 15, потечет по цепи: обмотка 15 - диод 3 - источники 5,6 - возвратный диод 18 - обмотка 15. При этом на обмотках трансформатора установитс  стабильное напр жение. Падение напр жени  на первичной обмотке 14 прикладываетс  к тиристору 1 в обратном направлении, что способствует более быстрому восстановлению его управл ющих свойств. Напр жение, снимаемое с обмотки 16, преобразуетс  в согласующем преобразователе 22 и подаетс  на вход логического элемента НЕ 23. При этом на выходе элемента 23 сигнал отсутствует и не подаетс  на вход элементов И 20.1, 20.2, благодар  чему дополнительно осуществл етс  защита от подачи ложного сигнала на любой из тиристоров 1 или 2 во врем  коммутации. Конденсатор 9 перезар жаетс , коммутацион--, ный ток спадает и становитс  меньше тока нагрузки. Под действием ЭДС самоиндукции дроссел  8 включаетс  обратный диод 4 и индуктивный ток нагрузки замыкаетс  по це- . пи: дроссель 8 - резистор 7 источник 6 - диод 4 - обмотка 14 - дроссель 8, а коммутационный ток замыкаетс  по цепи: конденсатор 9 - дроссель 10 - обмотка 14 - диод 4 - источники 6,5 - тиристор 11 - конденсатор 9, спада  до нул , после чего тиристор 11 запираетс  и коммутационный процесс прекращаетс . Индуктив- ньй ток нагрузки тоже постепенно спадает до нул  вцлоть до момента t. В течение всего этого времени с обмотки 16 снимаетс  сигнал, в результате чего сигнал на выходе элемента 23 отсутствует и, следовательно , на входе элементов И 20.1, 20.2 вторые сигналы не подаютс , поэтому сигнал 19.2, вырабатывае512664

мый системой управлени  19 дл  включени  тиристора 2, не проходит через элемент И 20.2. Б момент t индуктивный ток нагрузки становитс 

5 равным нулю, исчезает падение напр жени  на обмотке 14, исчезает сигнал на дополнительной обмотке 16 и элемент НЕ 23 начинает вырабатывать свой выходной сигнал, который подает10 с  на другой вход элемента И 20.2 на первый вход которого уже подан сигнал 19.2, в результате чего на выходе элемента И 20.2 по вл етс  сигнал. Этот сигнал усиливаетс  в

15 выходном усилителе 21.2 и подаетс  на управл ющий переход тиристора 2. Тиристор 2 включаетс  и набирает ток нагрузки. Далее работа схемы протекает аналогично описанной.

20 На фиг.3 приведена схема инвертора с системой управлени , построенной на базе известной. Новыми элементами в базовой системе управлени   вл ютс  логический элемент

25 НЕ 23 и дополнительный элемент И 24. Пуск системы управлени  осуществл етс  от задающего генератора 25, ,, узел защиты 26 снимает сигналы управлени  с главных тиристоров 1 и 2 в

30 аварийной ситуации. Работа схемы по фиг.З аналогична работе схемы по фиг.1. Отличие только в том, что выходной сигнал логического элемен-, та НЕ 23 заведен на вход элементов

,- И 20.1, 20.2, установленных в каналах включени  главных тиристоров, через дополнительньш элемент И 24, на другой вход которого заведен сигнал из канала узла защиты 26, При

дд нормальной работе инвертора сигнал из узла защиты посто нно действует на другом входе дополнительного элемента И 4, при этом выходной сигнал элемента И 24 повтор ет

дг первый входной сигнал от элемента НЕ 23.

Введение в систему з правлени  инвертором сигнала о наличии обратного напр жени  на главных тиристо рак позвол ет запретить прохождение сигналов управлени  к главным тиристорам на врем  до исчезновени  обратного напр жени  на них, что гарантирует надежную работу инвер55 тора и обеспечивает его работоспособность при введении в схему трансфор- матора обратного напр жени . А введение трансформатора позвол ет почти.

5

вдвое-втрое уменьшить врем  выключени  (коммутации) главных тиристо- ров, следовательно, приблизительно во столько же снизить установленную мощность коммутируемых элементов. Существенным,  вл етс  также то, что при помощи трансформатора удаетс  обеспечить такое обратное напр жени на коммутируемом тиристоре, какое необходимо дл  достижени  паспортного , т.е. гарантированного заво- дом-и§готовителем, времени выключени  тиристора. В бестрансформаторных схемах врем  вьжлючени  тиристора больше паспортного в 2-3 раза и более.

Таким образом, введение в схему инвертора трансформаторов обратного напр жени  с предлагаемой обратной св зью по системе управлени  позвол ет проектировать преобразователь с гарантированной коммутационфие .2

10

512666

ной способностью, т.е. с более вы- сокой надежностью.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Инвертор напр жени  дл  питани 

   5 нагрузки с переменным коэффициентом мощности, в цепи обратных диодов которого включена первична  обмотка трансформатора, создающего обратное напр жение на главных тиристорах при их коммутации, а вторична  обмотка этого трансформатора через возвратные диоды подключена к источ , нику питани , отличающий- с   тем, что, с целью повышени 

   t5 надежности путем сн ти  управл ющих .сигналов с главных тиристоров при наличии на них обратного напр жени , трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, котора  через введенный

   20 логический элемент НЕ соединена с входами введенных логических элементов И, которые установлены в каналах управлени  главных тиристоров.

   Составитель Г.Мыцык Редактор М.Бандура Техред О.Гортвай Корректор М Сакйорска 

   каз 4423/55 Тираж

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно

   -полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4