SU1310975A1

SU1310975A1 - Three-phase inverter

Info

Publication number: SU1310975A1
Application number: SU863999103A
Authority: SU
Inventors: Иван Семенович Ефремов; Сергей Константинович Корольков; Владимир Александрович Глушенков; Сергей Леонидович Киреев
Original assignee: Московский энергетический институт
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1987-05-15

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано дл регулировани переменного напр жени трехфазного индуктивного потребител , например асинхронного двигател . Целью вл етс расширение диапазона регулируемой мощности. Устройство состоит из моста на тиристорах 3-8 с отсекающими диодами 9-14. Коммутирующие конденсаторы 15-20 подключены к плечам инвертора через первичные обмотки 21-26 насыщающихс дросселей. Вторичные обмотки 27-32 соединены coJ лacнo последовательно и включены в цепь посто нного тока моста. В момент включени , например, диода 11 ток, ответвл ющийс из контура коммутации, ограничен током намагничивани насыщающегос дроссел с обмотками 23 и 29. Нри этом не происходит существенных изменений в характере электромагнитных процессов в нагрузке и сохран етс возможность устойчивого регулировани мощности за счет регулировани переменного напр жени , подводимого к нагрузке . Степень расщирени диапазона регулировани определ етс вольт-секундной характеристикой насыщающихс дросселей. 1 ил. € (Л со о со С71 35The invention relates to a converter technique and can be used to control the alternating voltage of a three-phase inductive consumer, for example an induction motor. The goal is to expand the range of regulated power. The device consists of a bridge on thyristors 3-8 with cut-off diodes 9-14. Switching capacitors 15-20 are connected to the inverter shoulders through the primary windings 21-26 of saturable chokes. The secondary windings 27-32 are connected co-laconically in series and connected to the DC circuit of the bridge. At the moment of switching on, for example, diode 11, the current branching out from the switching circuit is limited by the magnetizing current of the saturating droplet with windings 23 and 29. There is no significant change in the nature of the electromagnetic processes in the load and the possibility of stable power control is maintained due to the variable voltage applied to the load. The degree of extension of the control range is determined by the volt-second characteristic of the saturable chokes. 1 il. € (L with about with C71 35

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл регулировани переменного напр жени трехфазного индуктивного потребител , например асинхронного двигател т гового или промышленного электропривода.The invention relates to electrical engineering and can be used to control the alternating voltage of a three-phase inductive consumer, such as an induction motor or industrial electric drive.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона регулировани мощности.The aim of the invention is to expand the range of power control.

На чертеже изображена принципиальна схема предложенного устройства.The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Инвертор состоит из подключенного к входным выводам через сглаживающие дроссели 1 и 2 вентильного моста, состо щего из тиристоров 3-8 и отсекающих диодов 9-14 двух групп, соединенных в треугольник коммутирующих конденсаторов 15-20 и щести двухобмоточных насыщающихс дросселей с первичными 21-26 и вторичными-27-32 обмотками, нагрузка 33 подключена к выходным выводам моста.The inverter consists of connected to the input terminals through smoothing throttles 1 and 2 of the valve bridge, consisting of thyristors 3-8 and cut-off diodes 9-14 of two groups connected in triangle of switching capacitors 15-20 and double-winding saturated chokes with primary 21-26 and secondary-27-32 windings, the load 33 is connected to the output pins of the bridge.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При переключении тиристоров инвертора процесс коммутации протекает в две ступени , которые характеризуютс линейным и колебательным интервалами перезар да коммутирующих конденсаторов. Перед началом коммутации все насыщающиес дроссели намагничены входным током таким образом , что при включении любого отсекающего диода и образовании цепи, включающей первичные обмотки насыщающихс дросселей, один из них будет пере- магничиватьс коммутирующим током.When switching the inverter thyristors, the switching process proceeds in two stages, which are characterized by linear and oscillating intervals of switching the capacitors. Before the start of switching, all saturable chokes are magnetized by the input current in such a way that when any cut-off diode is turned on and a circuit is formed including the primary windings of the saturated chokes, one of them will be re-magnetized by the switching current.

Рассмотрим электромагнитные процессы, протекающие во врем коммутации после следующего состо ни инвертора: включены тиристоры 3, 8 и отсекающие диоды 9, 14, ток протекает по цепи обмоток 30-32. Процесс коммутации начинаетс после вклю- чени тиристора 4. Пол рность напр жени на коммутирующих конденсаторах до начала коммутации указана на чертеже. Конденсаторы 15-19 зар жены до напр жени U™ а конденсаторы 16 и 20 разр жены.Consider electromagnetic processes occurring during switching after the following inverter state: thyristors 3, 8 and cut-off diodes 9, 14 are turned on, current flows through the circuit of windings 30-32. The switching process starts after the thyristor 4 is turned on. The polarity of the voltage on the switching capacitors before the switching starts is indicated in the drawing. Capacitors 15-19 are charged up to voltage U ™ and capacitors 16 and 20 are discharged.

После включени тиристора 4 происходит перема.гничивание насыщающегос дроссел , состо щего из обмоток 21 и 27, под действием напр жени на коммутирующих конденсаторах. В момент насыщени дроссел обратное напр жение прикладываетс к тиристору 3, он закрываетс и ток коммутируетс в тиристор 4. Начинаетс линейный процесс перезар да коммутирующих конденсаторов 15-17. После достижени напр жени на конденсаторе 15 величины, превыщающей линейное напр жение на нагрузке коммутируемыми фазами, происходит включение отсекающего диода 10. С этого момента начинаетс переключение тока между фазами нагрузки в интервале колебательного перезар да коммутирующих конденсаторов 15-17. Процесс коммутации заканчиваетс , когда ток в отсекающем диоде 9 и, следовательно, отсекаемой фазе уменьщитс до нул .After switching on the thyristor 4, a reversal of the saturating throttle, consisting of windings 21 and 27, occurs under the action of the voltage on the switching capacitors. At the moment of throttle saturation, the reverse voltage is applied to the thyristor 3, it closes and the current is switched to thyristor 4. A linear process of recharging the switching capacitors 15-17 begins. After the voltage on the capacitor 15 reaches a value that exceeds the linear voltage on the load by the switched phases, the cut-off diode 10 turns on. From this moment the current switches between the load phases in the oscillatory overcharge and switching capacitors 15-17. The switching process ends when the current in the cut-off diode 9 and, therefore, the cut-off phase decreases to zero.

00

5five

0 0

В наиболее неблагопри тных, с точки зрени возможности включени во врем коммутации , услови х находитс отсекающий диод 11.In the most unfavorable from the point of view of the possibility of switching on during switching, the cut-off diode 11 is located.

В начальный момент времени, -когда включены тиристоры 3, 8 и диоды 9 и 14, напр жение Оц на отсекающем диоде отрицательно и определ етс выражениемAt the initial moment of time, when the thyristors 3, 8 and diodes 9 and 14 are turned on, the voltage Ots on the cutting diode is negative and is determined by the expression

Uii --Uco± ел, (1)Uii --Uco ± el, (1)

где Uco - модуль напр жени на коммутирующем конденсаторе 17;where Uco is the voltage module on the switching capacitor 17;

е.1 - линейна ЭДС между включенными фазами нагрузки.е.1 - linear emf between switched on phases of load.

После выключени тиристора 4 (в момент to) начинаетс перезар д конденсато- с ра 17 вместе с конденсаторами 15 и 16. С момента времени t, когда напр жение на конденсаторе 15 достигнет величины линейного напр жени между коммутируемыми фазами и начнетс переключение тока в нагрузке, напр жение на диоде 11 остаетс неизменным вследствие действи ЭДС самоиндукции индуктивностей нагрузки. После окончани коммутации тока и выключени отсекающего диода 9 напр жение на отсекающем диоде 11 будет определ тьс соотнощением (I), где Uco - модуль напр жени на коммутирующем конденсаторе 16.After the thyristor 4 is turned off (at the moment to), the recharging of the capacitor 17 begins with the capacitors 15 and 16. From the time t, when the voltage on the capacitor 15 reaches the value of the linear voltage between the switched phases and the current in the load starts, the voltage on diode 11 remains unchanged due to the effect of emf self-induction load inductances. After the current switching is completed and the cut-off diode 9 is turned off, the voltage on the cut-off diode 11 will be determined by the relation (I), where Uco is the voltage module on the switching capacitor 16.

В случае отсутстви насыщающихс дросселей после включени диода 11 происходит ответвление тока из контура коммутации через этот диод, существенно увеличиваетс врем коммутации инвертора, что приводит к изменению Е1заимного расположени электромагнитных величин нагрузки и возникновению автоколебаний в системе инвертор - нагрузка.If there are no saturable chokes after switching on the diode 11, the current is diverted from the switching circuit through this diode, the switching time of the inverter significantly increases, which leads to a change in E1 of the reciprocal arrangement of the electromagnetic magnitudes of the load and the occurrence of self-oscillations in the inverter-load system.

Вследствие включени насыщающихс дросселей в момент включени диода 11 ток, ответвл ющийс из контура коммутации, ограничен током намагничивани насыщающегос дроссел с обмотками 23 и 29. При этом не происходит супхественных изменений в характере электромагнитных процессов в нагрузке и сохран етс возможность устойчивого регулировани мощности за счет регулировани переменного напр жени , подводимого к нагрузке. Степень расширени диапазона регулировани определ етс вольт-секундной характеристикой насыщающихс дросселей.Due to the inclusion of saturable chokes at the time of turning on the diode 11, the current branching from the switching circuit is limited by the magnetizing current of the saturating droplet with windings 23 and 29. At the same time, there are no supernatural changes in the nature of the electromagnetic processes in the load and the possibility of stable power control by adjusting AC voltage applied to the load. The degree of expansion of the control range is determined by the volt-second characteristic of the saturable chokes.

Claims

Invention Formula

A three-phase inverter containing smoothing throttles and a valve bridge, the AC outputs of which are connected to the output terminals, and a thyristor and a cut-off diode are connected in each arm in series, and also two groups of switching capacitors connected in a triangle, characterized in that of the power control range, it is provided with a brush with saturating double-winding chokes, divided into two groups, each of the primary windings being saturated with chokes of the first group and the beginning with the point of connection of the thyristor and the diode of the corresponding arm of the anode group of valves, and the end. - with one of the conclusions of the first triangle of switching capacitors, and their secondary windings are connected in series according to

and connected between smoothing throttles and anodes of thyristors of the same valve group, each primary, the winding of the second group chokes is connected to the connection point of the diode and the thyristor of the cathode group of valves, and to the beginning of one of the conclusions of the second triangle of switching capacitors, and their secondary windings are connected according to consistently and connected between the second smoothing choke and the thyristors of the same group of valves.