SU1561182A1 - Rectifier-inverter converter of ac electric rolling stock - Google Patents
Rectifier-inverter converter of ac electric rolling stock Download PDFInfo
- Publication number
- SU1561182A1 SU1561182A1 SU864192678A SU4192678A SU1561182A1 SU 1561182 A1 SU1561182 A1 SU 1561182A1 SU 864192678 A SU864192678 A SU 864192678A SU 4192678 A SU4192678 A SU 4192678A SU 1561182 A1 SU1561182 A1 SU 1561182A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- thyristors
- switching
- voltage
- main
- output
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и предназначено дл питани двух одинаковых нагрузок посто нного тока. Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей путем снижени установленной мощности коммутирующего оборудовани . Преобразователь содержит два моста на основных тиристорах (первый мост на тиристорах 3-6, второй - на тиристорах 7-10), питаемых от общей сети переменного тока, и узел принудительной коммутации в виде однофазного моста на коммутирующих тиристорах 16 - 19 с коммутирующим конденсаторам 20 в диагонали переменного тока, причем каждый вывод посто нного тока коммутирующего моста подключен к одноименному выводу посто нного тока соответствующего моста на основных тиристорах. Такое подсоединение позвол ет одним коммутирующим конденсатором принудительно запирать четрые главных тиристора преобразовател попарно в каждый полупериод. Причем в начале одна пара главных тиристоров, относ щихс к различным главным мостам и включенных в цепи коммутации последовательно, запираетс в процессе перезар да коммутирующего конденсатора от исходной пол рности напр жени на противоположную, а в следующий полупериод друга пара тиристоров запираетс при перезар де конденсатора вновь до исходной пол рности напр жени . 3 ил.The invention relates to power converter technology and is intended to supply two identical DC loads. The purpose of the invention is to improve the weight and size parameters by reducing the installed capacity of the switching equipment. The converter contains two bridges on the main thyristors (the first bridge on thyristors 3-6, the second on thyristors 7-10), powered from a common AC network, and a forced switching node in the form of a single-phase bridge on switching thyristors 16-19 with switching capacitors 20 in the diagonal of the alternating current, with each DC output of the switching bridge connected to the same DC output of the corresponding bridge on the main thyristors. Such a connection allows one switching capacitor to forcibly lock the four main thyristors of the converter in pairs in each half-period. Moreover, at the beginning one pair of main thyristors, belonging to different main bridges and included in the switching circuits in series, is locked during the recharge of the switching capacitor from the original polarity of the voltage to the opposite, and in the next half-period the other thyristors are locked again to the original polarity of the voltage. 3 il.
Description
////
.КЗ W,.KZ W,
ie isie is
315611315611
Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано во входных преобразовательных устройствах с принудительной коммутацией тиристоров, предназначенных дл питани как коллекторных , .так и бесколлекторных т говых двигателей электровозов переменного тока.The invention relates to power converter technology and can be used in input converter devices with forced switching of thyristors intended for powering both collector, so and brushless collector motors of AC electric locomotives.
10ten
Целью изобретени вл етс улучшение массогабаритных показателей путем снижени установленной мощности коммутирующего оборудовани .The aim of the invention is to improve the mass and size parameters by reducing the installed power of the switching equipment.
На фиг.1 приведена принципиальна 15 электрическа схема обратимого выпр - мительно-инверторного преобразовател ; на фиг.2 - временные диаграммы токов и напр жений в элементах преобразовател , а также временные диа- 20 граммы состо ний тиристоров дл выпр мительного режима работы; на фиг.З - то же, дл инверторного режима работы преобразовател .Figure 1 shows the principle 15 electrical circuit of a reversible rectifier - inverter converter; Fig. 2 shows time diagrams of currents and voltages in converter elements, as well as time diagrams of thyristor states for a rectifying mode of operation; in FIG. 3 - the same for inverter operation mode of the converter.
Выпр мительно-инверторный преоб- 25 разователь содержит т говый трансформатор 1, первична обмотка которого через токосъемник 2 подсоединена к т говой контактной сети, два однофазных моста главных тиристоров 3-6 и 0 7-10, выводами неременного тока подсоединенных к вторичной обмотке 11 т гового трансформатора 1, а выводами посто нного тока - к нагрузкам 12 и 13, кажда из которых представл ет , собой цепь из последовательно соединенных сглаживающего реактора 14 и коллекторного т гового двигател 15, однофазный мост коммутирующих тиристоров 16-19, выводом положительного Q полюса подключенный к выводу положительного полюса моста главных тиристоров 3-6 и выводом отрицательного полюса подключенный к выводу отрицательного полюса моста главных тирис- 45 торов 7-10, а выводами переменного тока подсоединенный к выводам коммутирующего конденсатора 20, и блок 21 управлени , соответствующими выводами подключенный к управл ющим CQ электродам тиристоров 3-10, 16-19. В качестве блока 21 управлени может быть применена, например, система им- пульсно-фазового управлени .The rectifier-inverter converter contains a traction transformer 1, the primary winding of which through the current collector 2 is connected to the traction contact network, two single-phase axles of the main thyristors 3-6 and 0 7-10, the terminals of a non-random current connected to the secondary winding 11 tons bend transformer 1, and direct current leads to loads 12 and 13, each of which is a circuit of a series-connected smoothing reactor 14 and a collector traction motor 15, a single-phase commutating thyristor bridge 16-19, the output of a positive Q pole connected to the output pole of the bridge of the main thyristors 3-6 and a negative pole output connected to the output pole of the bridge of the main thyristors 7-10, and the AC terminals connected to the terminals of the switching capacitor 20, and the control unit 21, corresponding pins connected to thyristor CQ control electrodes 3-10, 16-19. As the control unit 21, for example, a pulse-phase control system can be applied.
Преобразователь в выпр мительном режиме (фиг.1 и 2) работает следующим образом.The converter in rectifying mode (Fig. 1 and 2) operates as follows.
Предположим,, что первоначально проводили тиристоры 3, 5 и 8, 10.Suppose, that the thyristors were originally carried out 3, 5 and 8, 10.
00
5 0 50
5 0 , Q 45 CQ 5 0, Q 45 CQ
824824
Токи in и i f3 нагрузок 12 и 13 замыкались в буферных контурах по цеп м: 12; 4; 6; 12 и 13; 8; 10; 13.The in and i f3 currents of loads 12 and 13 are closed in the buffer circuits along the following circuits: 12; four; 6; 12 and 13; eight; ten; 13.
Предположим также, что первоначально , коммутирующий конденсатор 20 был зар жен до напр жени U2o, по величине равного амплитудному значению .напр жени вторичной обмотки 11 (U,ff) трансформатора 1 о Пол рность напр - . жени U20 показана на фиг.Л.Let us also assume that initially, the switching capacitor 20 was charged before the voltage U2o, which is equal in magnitude to the amplitude value of the secondary voltage 11 (U, ff) of the transformer 1 o. U20 is shown in FIG.
В момент времени 0 включаютс тиристоры 4 и 9 о Под действием напр жени U,|f , пол рность которого показана на фиг, стрелкой, токи ifjH ijg перераспредел ютс из буферного контура в обмотку 11 и протекают по цеп м: 12; 4; 11; 5; 12 и 13; 8; 11; 9; 13. При этом к нагрузкам 12 и 13 прикладываетс напр жение UJf .At time 0, thyristors 4 and 9 o are turned on. Under the action of voltage U, | f, the polarity of which is shown in FIG, by an arrow, the currents ijH ijg are redistributed from the buffer circuit to the winding 11 and flow along the circuits: 12; four; eleven; five; 12 and 13; eight; eleven; 9; 13. At the same time, voltage UJf is applied to loads 12 and 13.
В момент t f включаютс тиристоры 16 и 19. Под действием напр жени иго ток ijf во вторичной обмотке начинает спадать, а в конденсаторе 20 увеличиваетс по цепи: + 20; 16; 5; 11; 8; 19 и -. Токи в тиристорах 5 и 8 также спадают. В момент t после запирани тиристоров 5 и 8 и восстановлени их непровод щих свойств ток i1t снижаетс в два раза , станов сь равным по величине токам нагрузок 13 и замыкаетс по цепи: 11; 9; 13; 19; 20; 16; 12; 4; 11. Далее на интервале времени конденсатор 20 перезар жаетс током нагрузки. В момент tj , когда напр жение U10 начинает превышать текущее значение переменного напр жени Utf , открываютс тиристоры 6 и 7. На интервале времени t3-t. токи нагрузок 12 и 13 замыкаютс в буферные контуры по цеп м: 12; 4; 6; 12 и 13; 7; 9; 13, а ток обмотки 1 спадает к нулю под действием встречного напр жени конденсатора 20 (пол рность напр жени U2o противоположна показанной на фиг.1). При этом электромагнитна энерги , запасенна в индуктивност х цепи обмотки 11 током . , поступает в конденсатор 20, повыша на нем напр жение до некоторой величины. В момент t тиристоры 16 и 19 запираютс .At time tf, the thyristors 16 and 19 are turned on. Under the action of the voltage yoke, the current ijf in the secondary winding begins to decrease, and in the capacitor 20 it increases along the circuit: + 20; sixteen; five; eleven; eight; 19 and -. The currents in thyristors 5 and 8 also subside. At time t, after locking the thyristors 5 and 8 and restoring their non-conductive properties, the current i1t decreases twice, becoming equal in magnitude to the currents of the loads 13 and closes along the circuit: 11; 9; 13; nineteen; 20; sixteen; 12; four; 11. Next in the time interval, the capacitor 20 is recharged by the load current. At time tj, when the voltage U10 begins to exceed the current value of the alternating voltage Utf, thyristors 6 and 7 open. In the time interval t3-t. currents of loads 12 and 13 are closed in buffer circuits along the following circuits: 12; four; 6; 12 and 13; 7; 9; 13, and the current of the winding 1 drops to zero under the action of the counter voltage of the capacitor 20 (the polarity of the voltage U2o is opposite to that shown in Fig. 1). In this case, electromagnetic energy stored in the inductances of the winding circuit 11 is current. , enters the capacitor 20, raising the voltage on it to a certain value. At time t, thyristors 16 and 19 are locked.
В следующем полупериоде переменного напр жени U(1 дозар д конденсатора 20 до исходной величины напр жени может осуществл тьс , например , при помощи обычного зар дногоIn the next half-period of the alternating voltage U (1, the charging of the capacitor 20 to the initial value of the voltage may be effected
моста от собственно питающей обмотки 11 на интервале времени ts - t. Тот же результат можно получить без применени специального зар дного устройства, например путем задержки момента включени главных тиристоро 6 и 7Г так как до их включени ток нагрузки ij2 ifj протекает через конденсатор 20, линейно повыша на нем напр жение (фиг.2, пунктирна лини U50 и 1„ ).the bridge from the actual supply winding 11 on the time interval ts - t. The same result can be obtained without the use of a special charging device, for example, by delaying the moment of switching on the main thyristors 6 and 7G, because before they turn on the load current ij2 ifj flows through the capacitor 20, linearly increasing the voltage on it (Fig. 2, dotted line U50 and 1 „).
Изменением момента включени тиристоров 3, 4, 6 и 10 относительно нулевой фазы напр жени U,, достигаетс независимое (индивидуальное) регулирование напр жени на нагрузках .By varying the time of switching on the thyristors 3, 4, 6, and 10 with respect to the zero phase voltage Up, independent (individual) voltage control on the loads is achieved.
Далее процессы протекают согласно временным диаграммам, показанным на фиг.2, аналогично описанному.Next, the processes proceed according to the timing diagrams shown in figure 2, similarly to that described.
Таким образом, при работе преобразовател в выпр мительном режиме осуществл етс процесс принудительного гашени тока в обмотках тран форматора в два этапа с помощью коммутирующего конденсатора. На первом этапе производитс принудительное запирание двух главных тиристоров при коммутации в них тока, равного половине полного тока трансформатор а на втором этапе - искусственна коммутаци второй половины его тока что позвол ет уменьшить по сравнению с прототипом величину емкости, исключить холостой перезар д коммутирующего конденсатора и снизить его установленную мощность.Thus, when the converter is operating in the rectifying mode, the process of forcibly quenching the current in the transformer windings is carried out in two stages with the help of a switching capacitor. At the first stage, the two main thyristors are forcibly locked when the current in them is equal to half the total current of the transformer, and in the second stage, the second half of its current is artificially switched, which makes it possible to reduce the capacitance value compared to the prototype, eliminate the idle restart of the switching capacitor and its installed capacity.
Преобразователь в режиме зависимого инвертировани (фиг.1 и 3) работает следующим образом.The converter in dependent inversion mode (Figures 1 and 3) operates as follows.
Предположим, что первоначально проводили тиристоры 3, 5, 7, 10, а конденсатор 20 был зар жен напр жением , пол рность которого показана на фиг.1. Токи нагрузок 12 и 13 замыкались в буферных контурах по цеп м: 12; 3; 5; 12 и 13; 8; 10; 13.Suppose that thyristors 3, 5, 7, 10 were initially conducted, and capacitor 20 was charged with voltage, the polarity of which is shown in Fig. 1. The currents of loads 12 and 13 were closed in the buffer circuits in the following circuits: 12; 3; five; 12 and 13; eight; ten; 13.
В момент времени 0 включаютс тиристоры 16 и 19. Под действием напр жени конденсатора 20 (иго) ток в тиристорах 5 и 8 начинает уменьшатьс , одновременно увеличива сь в обмотке И по цепи: + 20; 16; 5; И; 8; 19, - 20. В моментAt time 0, thyristors 16 and 19 are turned on. Under the action of the voltage of the capacitor 20 (yoke), the current in thyristors 5 and 8 begins to decrease, simultaneously increasing in the winding And along the circuit: + 20; sixteen; five; AND; eight; 19, - 20. At the moment
t после запирани и восстановлени непровод щих свойств тиристоров 5 и 8 ток в обмотке 11 достигает величины , равной 0,510 1ц i fi и за0t after locking and restoring the non-conductive properties of thyristors 5 and 8, the current in the winding 11 reaches a value of 0.510 1 c i fi and for
5five
00
5 five
00
5five
00
5five
00
мыкаетс по цепи: + 20; 16; 12; 3; 11; 10; 13; 19, - 20.chained: + 20; sixteen; 12; 3; eleven; ten; 13; 19, - 20.
На интервале времени t т - t( конденсатор 20 перезар жаетс на обратную пол рность, противоположную показанной на фиг.1,In the time interval t t - t (the capacitor 20 is recharged to the opposite polarity opposite to that shown in Fig. 1,
момент t . - момент начала превышени напр жением над текущим значением переменного напр жени Ufl - включаютс тиристоры 6 и 7. moment t. - the moment when the voltage starts to exceed the current value of the alternating voltage Ufl - the thyristors 6 and 7 are turned on.
На интервале времени tj -tg токи i(2 и i f э перераспредел ютс из цепи, тиристоров 16 и 19 и конденсатора 20 в цепь тиристоров 6 и 7 и обмотки 11.In the time interval tj -tg, the currents i (2 and i f e are redistributed from the circuit, thyristors 16 and 19, and capacitor 20 to thyristor circuit 6 and 7 and winding 11.
В момент tg ток обмотки 11 достигает по величине суммарного тока обеих нагрузок, тиристоры 16 и 19 запираютс под действием встречного напр жени конденсатора 20. Токи in и Ј0 замыкаютс по цеп м: 12; 3} 11; 6; 12 и 13; 7; И; 10; 13. При этом к нагрузкам 12 и 13 прикладываетс встречное напр жение U, At the moment tg, the current of the winding 11 reaches the total current of both loads, the thyristors 16 and 19 are locked under the action of the counter voltage of the capacitor 20. The currents in and Ј0 are closed along the following circuits: 12; 3} 11; 6; 12 and 13; 7; AND; ten; 13. At the same time, a counter voltage U is applied to loads 12 and 13,
В момент t 0 включаютс тиристоры 4 и 9. Под действием напр жени тиристоры 6 и 10 запираютс , а токи п и -Ч э замыкаютс по цеп м: 12; 4; 6; 12 и 13; 7; 9; 13.At time t 0, thyristors 4 and 9 are turned on. Under the action of voltage, thyristors 6 and 10 are closed, and currents n and -C e are closed in the following circuits: 12; four; 6; 12 and 13; 7; 9; 13.
Изменением момента включени тиристоров 4 и 9 осуществл етс регулирование напр жени на выходных зажимах преобразовател ,By varying the time of switching on the thyristors 4 and 9, the voltage is controlled at the output terminals of the converter,
В следующем полупериоде переменного напр жени U(1 процессы протекают аналогично описанному согласно временным диаграммам, показанным на фиг.З.In the next half-period of the alternating voltage U (1, the processes proceed as described according to the time diagrams shown in FIG. 3).
Таким образом, при работе преобразовател в инверторном режиме осуществл етс процесс принудительного нарастани тока в обмотках трансформатора в два этапа с помощью коммутирующего конденсатора, причем принудительное запирание двух главных тиристоров производитс на первом этапе при коммутации тока, равного по величине половине полного тока трансформатора. В результате снижаетс установленна мощность коммутирующего конденсатора по сравнению с прототипом за счет уменьшени требуемой величины емкости и исключени холостого перезар да.Thus, when the converter operates in the inverter mode, the process of forced current buildup in the transformer windings is carried out in two stages with the help of a switching capacitor, and the forced locking of the two main thyristors is performed at the first stage when the current is equal to half the total current of the transformer. As a result, the installed capacity of the switching capacitor is reduced in comparison with the prototype by reducing the required capacitance value and eliminating idle overcharging.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864192678A SU1561182A1 (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Rectifier-inverter converter of ac electric rolling stock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864192678A SU1561182A1 (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Rectifier-inverter converter of ac electric rolling stock |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1561182A1 true SU1561182A1 (en) | 1990-04-30 |
Family
ID=21284857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864192678A SU1561182A1 (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Rectifier-inverter converter of ac electric rolling stock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1561182A1 (en) |
-
1986
- 1986-12-10 SU SU864192678A patent/SU1561182A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Тихменев Б.Н. Трахтман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. М„: Транспорт, 1980, с. 74. Авторское свидетельствоСССР № 954270, кл. В 60 L 9/12,1976, Авторское свидетельствоСССР № 515674, кл. В 60 L 9/12,1974, * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5424937A (en) | Gate drive power source for electric power converter | |
JPH03103079A (en) | Method and apparatus for regenerating energy in power converting circuit using gto thyristor | |
JPH10271703A (en) | Converter circuit for battery charger | |
SU1561182A1 (en) | Rectifier-inverter converter of ac electric rolling stock | |
US3879646A (en) | System for adjusting and commutating current in the windings of an AC machine from a constant-voltage DC supply | |
KR870002154B1 (en) | Control circuit of a synchronous motor with two induced windings | |
US3986099A (en) | Multi-purpose thyristor commutation circuit | |
SU1541726A1 (en) | Dc-to-dc converter | |
SU838970A1 (en) | Self-sustained inverter | |
SU192915A1 (en) | ||
SU764067A1 (en) | Ac-to-dc voltage converter | |
SU1524148A1 (en) | Self-excited inverter | |
SU767921A1 (en) | High-frequency inverter | |
SU1725356A1 (en) | Dc voltage converter | |
SU1272433A1 (en) | D.c.voltage-to-three-phase a.c.voltage converter | |
RU2088036C1 (en) | Unit for forced switching of power thyristors of three-phase autonomous voltage inverter | |
RU1777220C (en) | Off-line current inverter | |
SU832682A1 (en) | Self-sustained m-phase inverter | |
SU1690138A1 (en) | Dc/ac converter | |
SU1112507A1 (en) | Three-phase thyristor converter with artificial switching | |
SU1069112A1 (en) | Device for adjusting rotational speed of traction motor | |
SU1742961A1 (en) | Frequency converter | |
SU862337A1 (en) | Ac to dc voltage converter | |
SU1554095A1 (en) | Traction converter of dc voltage-to-three-phase ac voltage converter | |
SU754613A1 (en) | Self-mantained voltage inverter |