SU1458952A1 - Устройство управлени автономным инвертором напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобра- (зовательной технике и м.б. использо- вано в цепи .питани  т гового электропривода . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем снижени  потерь энергии в цепи управл ющих электродов главных и обратных трехфазных тиристорных мостов от т о- ков обратной утечки. Устр-во-содержит регул тор 46 частоты, соединенный с распределителем 47 импульсов. К входам логических блоков 53-58 подключен нормирующий элемент, состо щий из диодов 48, 49, формирователей импульсов 50, 51 и логического элемента НЕ 52 Г Логические блоки 53-58 состо т иэ логических цепочек НЕ .59,60 и уси - лительно-разв зываю цих узлов 61, 62. В устр-ве на интервалах коммутации снимаютс  импульсы управлени  с главных и обратных тиристоров. 4 ил, с СО

Description

Целью изобретени   вл етс  повьппе- JQ пределительных тиристоров 4, 5, 10,

11, 16, 17 подсоединены k выводу об мотки 32,  вл ющейс  источником ком мутирующего напр жени  UK.

ние надежности путем снижени  потерь энергии в цепи управл ющих электродов главных и обратных трехфазных мостов от токов обратной утечки.

На фиг. 1 приведена принципиаль-ч на  схема автономного инвертора напр жени  (АЙН)i на фиг. 2 - схема системы управлени , реализующей логические функции управлени i на фиг. 3 и 4 - диаграммы токов 1-й напр жений и, а также импульсов управлени , по сн ющие процесс преобразовани  электроэнергии в режимах т ги и рекуперативного торможени , причем номера импульсов- управлени  соответствуют но- мерам тиристоров.

Автономный инвертор напр жени  (фиг. 1) присоедин етс  своими выводами посто нного тока к шинам реверсивного источника 1 питани  и состоит из трехфазных мостов главных, обратных и распределительных тиристоров 2-19 (главные тиристоры 2,3,8,9, 14,15, обратные тиристоры 6,7,12,13, 18,19, распределительные тиристоры 4,5,10,11,16,17) и диодов 20-23 св зи . Вьшоды переменного тока трехфазных мостов подсоедин ютс  к трехфазной нагрузке 24 (фазы нагрузки обозначены А, В, с).

Устройство принудительной коммутации (УПК) вьшолнено в виде двух последовательно соединенных коммутирующих тиристоров 25 и 26, к общей точке соединени  которых подсоединена одним выводом коммутирующа  LC-цепь 27 28, зар дных тиристоров 29 и 30, к общей точке которых подсоединена другим выводом.коммутирующа  LC-цепь 27, 28, коммутирующего трансформатора 31,  вл ющегос  источником коммутирующего напр жени  U f(t,I), с обмотками 32-35, подсоединенными к выводам зар дных тиристоров 29 и 30, разр дных диодов 36 и 37 и возвратных диодов 38 и 39.

Входные ВЬШОДЫ 40-43 устройства 44 управлени  АЙН подсоединены к обмоткам 34 и 35 коммутирующего транс

Q пределительных тиристоров 4, 5, 10,

5

0

0 5

5

0

45

50

5

11, 16, 17 подсоединены k выводу обмотки 32,  вл ющейс  источником коммутирующего напр жени  UK.

Устройство 44 управлени  АЙН содержит регул тор 46 частоты, выход которого соединен с входом распределител  47 импульсов, а на вход подаетс  сигнал задани  выходной частоты преобразовател  U , нормируюпщй элемент , состо щий из диодов 48 и 49, подсоединенных к формировател м 50, 51 импульсов управлени , и логического элемента НЕ 52, подсоединенного к выходам формирователей 50, 51, логические блоки 53-58, состо щие из логических цепочек И 59, 60 и усилительно-разв зывающих узлов 61 и 62, Входы логических цепочек соедин ютс  с выходами распределител  47 импульсов и нормирующего элемента 48-52. Входы нормирующего элемента через клеммы 40-43 соединены с обмотками 34 и 35 коммутирующего трансформатора 31. Выходы логических устройств 53-58 соединены с электродами тиристоров 2, 3, 6-9, 12-15, 18, 19.

Рассмотрим,работу устройства управлени  АЙН на примере выключени  главных тиристоров трехфазного моста.

Предположим, что согласно диаграмме управлени  (фиг. 3) в интервале времени to-t3 в режиме т ги включены тиристоры 3, 9, 14 (см. фиг. 1) и . - ток нагрузки протекает по цепи: 1, 14, 24 (фаза С), 24 (фаза В) 9,1, 1,14, 24 (фаза G) 24, (фаза А) 3,1, В момент времени tj мен етс  пол рность напр жени  в фазе А вследствие . чего выключаетс  тиристор 3 включением тиристоров 26 и 5. При этом ток перезар да конденсатора 28 замыкаетс  по контуру: 28, 27, 26, 37, 32, 28 и напр жение первичной обмЬтю 32 коммутирующего трансформатора 31 при- кладьшаетс  на врем  обратного восстановлени  к выключенному.тиристору 3. Ток во вторичной обмотке коммутирующего трансформатора протекает по цепи: 33, 36, 45, 39. При .этом во вторичных обмотках 34 и 35 коммутирующего трансформатора 31 навод тс  ЭДС пр моугольной формы и их сигналы подаютс  на вход системы управлени  44. Из диаграммы фиг. 3 видно, что на врем , отводимое УПК дл  восстановлени  вентильных свойств тир ис- торов АЙН, формируютс  сигналы за-

шает ток нагрузки, в первичной обмотке коммутирующего трансформатора протекает избыточный ток перезар да И во вторичных обмотках 34 и 35 навод тс  ЭДС взаимоиндукции (см. фиг. 3,4), которые через диоды 48, 49 нормирующего элемента поступают на входы формирователей 50, 51. На выходах по

прета на все импульсы управлени , по- Q следних формируютс  пр моугольные имдаваемые с выхода устройства управлени  АЙН на трехфазные главные и обратные тиристорные мосты. Вследствие этого очередные главный 2 и обратный 7 тиристоры включаютс  со сдвигом во времени , равным интервалу времени превышени  тока перезар да коммутирующего конденсатора над током нагрузки. Так как в момент времени tg напр жение на коммутирующем конденсаторе (при условии, если U45 выбираетс  больше, чем U) становитс  выше или равно входному напр жению АЙН (источник 1 питани ), то напр жение на обратном тиристоре равно нулю, вследствие чего на очередной обратный и главный тиристоры импульсы упрайлени  подаютс  в момент равенства обратного напр жени  .. нулю. Из диаграммы фиг. 3 видно, что с задержкой во времени, равной интервалу времени t, -tg , импульсы управлени  подаютс  на тиристоры 15 и 19, с задержкой t(Q -t4i - на тиристоры 8, 12 и т.д.

Система управлени  АЙН, реализующа  апгоритм переключени  тиристоров, работает следующим образом.

На вход регул тора 46 частоты подаетс  сигнал задани  выходной частоты преобразовател  U. С выхода регул тора 46 согласно заданию U фор- (ируетс  последовательность пр моугольных положительных и отрицательных импульсов +ид , -Uft , +Ue , -Uft, +1)4 , -Ug , нормируемых и сдвинутых во времени (фиг. 3,4). Указанные импульсы поступают на вход распределител  47 импульсов. По передним и задним фронтам указанных импульсов распределителем 47 импульсов формируютс  импульсы управлени  rjy , Г , Fjj , Г , Гр, Г,, Н, Н, Hft, Ну, Не, Hj, поступающие на входы логических блоков 53-58. Так как входы логических цепочек блоков 53-58 соединены с выходами нормирующего элемента, то на интервале времени, когда ток перезар да коммутирующего конденсатора превыпульсы , равные по длительности положительной части ЭДС взаимоиндукции. , Эти импульсы поступают на вход логического элемента НЕ 52 нормирующего

15 элемента, поэтому с выхода элемента НЕ на входы блоков 53-58 подаетс  логический сигнал, равный нулю, вследствие чего с выходов логических цепочек И на врем , равное длительности

20 импульсов Ujo и Uj( , снимаютс  импульсы управлени .

Работа устройства в режиме рекуперации по сн етс  диаграммой управлени  фиг. 4, из которой видно, что от25 носительно задающих сигналов (,

-Vf, +Ug, Ug, +Uc, -Uc мен етс  очередность включени  главных и обратных тиристоров. При этом принудительно выключают обратные тиристоры и с вы30 держкой времени включают главные тиристоры . В качестве примера рассмотрим работу АЙН в интервале времени , в течение которого включены обратные тиристоры 7, 13, 18 и ток нагрузки замыкаетс  по цепи: 1,7, 24 (фаза А); 24 (фаза С) 18,1, 1,13,24 (фаза В) 24 (фаза С), 18,1. В момент времени t мен етс  пол рность напр жени  в фазе А, дл  чего включени40 ем тиристоров 25 и 4 выключают тиристор 7 по цепи: 28,4,7,21,25,27,28 и со сдвигом во времени, равным длительности Ц -tj, включаетс  очередной главный THpHctop 2. Согласно

45 фиг. 4, в момент времени tg мен етс  пол рность напр жени  в фазе С, и включением тиристоров 26, 17 выключают ти1)истор 18, а затем со сдвигом во времени включаетс  очередной главный тиристор 15.

Таким образом, со сдвигом во времени , равным интервалу восстановле- ни  вентильных свойств обратных тиристоров , включаютс  главные тиристоры . В обоих рассмотренных режимах на интервалах коммутации снимаютс  импульсы управлени  с главньк и обратных тиристоров автономного инвертора напр жени , что позвол ет суще35

50

пульсы, равные по длительности положительной части ЭДС взаимоиндукции. , Эти импульсы поступают на вход логического элемента НЕ 52 нормирующего

5 элемента, поэтому с выхода элемента НЕ на входы блоков 53-58 подаетс  логический сигнал, равный нулю, вследствие чего с выходов логических цепочек И на врем , равное длительности

0 импульсов Ujo и Uj( , снимаютс  импульсы управлени .

Работа устройства в режиме рекуперации по сн етс  диаграммой управлени  фиг. 4, из которой видно, что от5 носительно задающих сигналов (,

-Vf, +Ug, Ug, +Uc, -Uc мен етс  очередность включени  главных и обратных тиристоров. При этом принудительно выключают обратные тиристоры и с вы0 держкой времени включают главные тиристоры . В качестве примера рассмотрим работу АЙН в интервале времени , в течение которого включены обратные тиристоры 7, 13, 18 и ток нагрузки замыкаетс  по цепи: 1,7, 24 (фаза А); 24 (фаза С) 18,1, 1,13,24 (фаза В) 24 (фаза С), 18,1. В момент времени t мен етс  пол рность напр жени  в фазе А, дл  чего включени0 ем тиристоров 25 и 4 выключают тиристор 7 по цепи: 28,4,7,21,25,27,28 и со сдвигом во времени, равным длительности Ц -tj, включаетс  очередной главный THpHctop 2. Согласно

5 фиг. 4, в момент времени tg мен етс  пол рность напр жени  в фазе С, и включением тиристоров 26, 17 выключают ти1)истор 18, а затем со сдвигом во времени включаетс  очередной главный тиристор 15.

Таким образом, со сдвигом во времени , равным интервалу восстановле- ни  вентильных свойств обратных тиристоров , включаютс  главные тиристоры . В обоих рассмотренных режимах на интервалах коммутации снимаютс  импульсы управлени  с главньк и обратных тиристоров автономного инвертора напр жени , что позвол ет суще5

0

ственно упростить систему управлени , так как длительность задержки измен ете от величины коммутируемого тока, вследствие чего нет необходимости в создании регулируемых задержек и в переключении их из режима т ги в режим рекуперативного торможени .

Следует отметить, что сн тие импульсов управлени  в других фаз ах АЙН не приводит к прерыванию тока в нагрузке, так как она обладает большей индуктивностью.

Св зи логических цепочек с распределителем 47 импульсов и нормирующим элементом 48-52 определ ютс  следующими логическими выражени ми:

14589526

вёртора, подсоединенного через диоды св зи и выводы посто нного тока трехфазного моста распределительных тиристоров к соответствующим выводам трехфазных главных и обратных тирис- горных мостов, содержащее регул тор частоты, соединенньй с распределителем импульсов управлени , форми- 10 рующим в каждом периоде выходной

частоты последовательность сдвинутых во времени импульсов управлени  Гд,

в у с

Г главными тирис II U.

торами и импульсов управлени  , Нц, 15 НЕ а обратнь1ми. тиристорами, усилительно-разв зывающие узлы, подсоединенные своими выходами к вьто- дам управлени  соответствующих глав- .t ных и обратных трехфазных тиристорных мостов, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежйосГ

Г.и. Г г,

г J

н

ГУ и, г ц

г

Нх

и.. «

н.

н.и, HI н.

торами и импульсов управлени  , Нц, 15 НЕ а обратнь1ми. тиристорами, усилительно-разв зывающие узлы, подсоединенные своими выходами к вьто- дам управлени  соответствующих глав- .t ных и обратных трехфазных тиристорных мостов, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежйосгде Г и

«t

i - фазный индекс.

ти путем снижени  потерь энергии в цепи управл ющих электродов главнда и обратных трахфазных тиристорных 25 мостов от токов обратной утечки, оно снабжено нормирующим элементом, подсоединенным входом к источнику коммутирующего напр жени  С выходным Сигналы на выходах со- сигналом U. в коде единица и.ноль, ответствующих цепочек; зо фиксирующим длительность положительной полуволны коммутирующего напр жени  UK и подключенным выходом к введенным логическим цепочкам по числу главных и обратных тиристоров трехфазных тиристорных мостов, подсоединенным между выходными выводами распределител  импульсов и входными выводами усилительно -разв зывающих узлов, И реализующим следующие логические выражени 

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  автономным инвертором напр жени , выполненным в виде трехфазных главных, обратных и распределительных, тиристорных мостов, объединенных соответственно по вьгао- дам переменного тока, а по выводам посто нного тока объединены мосты главных и обратных тиристоров, узла принудительной коммутации, состо щего иа коммутирующей ЬС-цепи, включен ной в диагональ моста из коммутирующих и зар дных тиристоров, подсоединенных к источнику зар дного налр - жени  источника коммутирующего напр жени  UK f(t,I),  вл ющегос  функцией от времени и тока, определ емой параметрами коммутирующей LC- :цепи и током нагрузки автономного ин40

   45

   50

   где Г и . - сигналы на выходах соответствующих цепочек; i - фазный индекс.

   в у с

   Г главными тирис II U.

   торами и импульсов управлени  , Нц, НЕ а обратнь1ми. тиристорами, усилительно-разв зывающие узлы, подсоединенные своими выходами к вьто- дам управлени  соответствующих глав- .t ных и обратных трехфазных тиристорных мостов, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежйос

   50

   где Г и . - сигналы на выходах соответствующих цепочек; i - фазный индекс.

   16

   L

   11 1J

   iii

   |2i.

   725 29

   г

   31

   27

   . 32 .

   130 nil

   y

   16

   J8

   ,720 Z2l

   2J Ж

   23

   i

   С

   2i36

   Mil

   3d

   Ч-Л.А

   J

   J5

   J5

   Zi

   4/

   . -

   I

   K29.30

   tOI г Sf .5 678 9 Ю11 im It /5/5 7 181320 21

   Фиг.З