SU1612363A1

SU1612363A1 - Автономный инвертор тока

Info

Publication number: SU1612363A1
Application number: SU894634505A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Наумович Коваливкер; Галина Викторовна Кузина; Юрий Моисеевич Иньков; Александр Михайлович Солодунов
Original assignee: Сибирский Завод Комплектного Электропривода "Сибстанкоэлектропривод"
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1990-12-07

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано дл питани асинхронных т говых двигателей средств наземного электротранспорта и общепромышленных механизмов. Целью вл етс повышение надежности за счет улучшени коммутационных условий тиристоров. Устройство содержит мосты главных тиристоров (Т) 26 - 31 и распределительных диодов 20 - 25. Разр дные диоды 10, 11 соединены с первичными обмотками 5, 6 коммутирующего тр-ра, а возвратные Т 8, 9 - с его вторичными обмотками 4, 7. Коммутирующие Т 12, 13 соединены с LC-цеп ми 14, 15 и 16, 17, зашунтированными перезар дными Т 18, 19. Наличие Т 8, 9 позвол ет путем выбора коэффициента трансформации коммутирующего тр-ра обеспечить требуемое обратное напр жение и возвращать избыточную энергию коммутации в один из коммутирующих конденсаторов LC-цепей. Т 18, 19 обеспечивают перезар д конденсаторов LC-цепей. 4 ил.

Description

. /

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразовател х частоты, предназначенных дл питани асинхронных т говых двигателей средств наземного электротранспорта и общепромышленных механизмов .

Целью изобретени вл етс повышение надежности за счет улуча1ени коммутационных условий тиристоров.

На фиг. 1 дана принципиальна схема силовых цепей предлагаемого устройства; ни фиг. 2 - диаграмма импульсов управлени Uy, по сн юща принцип действи устройства и процесс преобразовани посто нного напр жени в трехфазное переменное; на фиг. 3 - функциональна схема системы управлени устройством; на фиг 4 - диаграммы токов I и напр жений U, по сн ющие принцип действи и электромагнитные процессы, происход щие в устройстве.

Автономный инвертор тока (фиг. 1) содержит сглаживающие реакторы 1 и 2, подсоединенные одними выводами к выводам дл подключени источника питани , коммутирующий трансформатор 3 с первичными и вторичными обмотками 4-7, подсоединенными к одним выводам возвратных тиристоров 8 и 9 и разр дных диодов 10 :i 11 Аноды и катоды упом нутых тиристоров 8 и 9 и диодов 10 и 11 попарно объединены и подсоедин ютс к другим выводам сглаживающих реакторов 1 и 2. )йство также содержит коммутирующие тирр сторы 12 и 13, подсоединенные анодом и катодом к выводам двух коммутирующих i.C-цепей 14-17, с подключенными параллельно перезар дными тиристорами 18 и 19. Кроме того, к общим точкам соединени конденсаторов и реакторов LC-цепей подсоедин ютс выводы вторичных обмоток 4 и 7 трансформатора 3.

Другие катод и анод коммутирующих тиристоров 12 и 13 подсоедин ютс к выводам посто нного тока трехфазного моста распределительных диодов 20-25 и к выводам первичных обмоток 5 и 6 коммутирующего трансформатора 3. Выводы переменного тока распределительного диодного моста объединены с выводами переменного тока трехфазного моста главных тиристоров 26-31 и предназначенными дл подключени трехфазной нагрузки 32-34. Выводы посто нного тока моста 26-31 подсоедин ютс к вторым выводам LC-цепей 14-17 и подключаютс к выводам сглаживающих реакторов 1 и 2.

Блок управлени устройства (фиг. 3) содержит двухканальный регул тор 35 частоты , выход которого подсоединен к входу двухканального распределител 36 импульсов управлени , два канала 37 и 38 которого подсоединены своими выходами через усили- тели-формгроьс1тели 39-42 к управл ющим входам тиристоров 18, 26, 28 и 30 и через

усилители-формирователи 43-46 к управл ющим входам тиристоров 19, 27, 29 и 31. Кроме того, выход канала 37 распределител через первый одновибратор 47 и усилитель-формирователь 48 подсоедин етс к управл ющим входам возвратного тиристора 9, а выход канала 38 через первый одновибратор 49 и усилитель-формирователь 50 подсоедин етс к управл ющему входу тиристора 8.

0 В блок управлени также вход т вторые одновибраторы 51 и 52, подсоединенные входами к выходам первых одновибрато- ров 47 и 49 и логические элементы ИЛИ 53-54, подсоединенные входами к выходам одновибраторов 47, 51 и 49, 52 и выходами через усилители-формирователи 55 и 56 импульсов управлени - к управл ющим входам коммутирующих тиристоров 12 и 13. Устройство согласно диаграмме (фиг. 2) работает следующим образом.

0 Предположим, что на интервале времени to-ti включены тиристоры 29 и 30, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питани через реактор 1 по цепи: 30, 34. 33, 29 и 2. .мину .: нс- очника питани . При этом кондеь..:аторы 14 и 16 зар жены пол рностью напр жени , указанной на фиг. 1. В MOMv-i времени ti согласно диаграмме управ. выключают тиристор 30. Дл э ГО первоначально вклю- ча ют пергзар ;... гиристор 18, вследствие чего конденсатор 14 перезар жаетс по цепи: 14, 18, 15 и 14. В момент окончани перезар да конденсатора на противоположную пол рность (фиг. 4, момент времени t2) включают тиристор 12, вследствие чего конденсатор 14 через тиристор 12 перезар 5

5

жаетс по цепи: 14, 15, 12, 24, 30 и 14. Ток

тиристора 30 начинает спадать (фиг. 4), и в момент равенства тока нулю тиристор 30 выключаетс .

При этом избыточный ток перезар да конденсатора 14 замыкаетс по цепи: 14, 15

0 12, 6, 10 и 14, вследствие чего к выключенному тиристору 30 на врем восстановлени его вентильных свойств прикладываетс обратное напр жение, равное напр жению первичной обмотки 6 Ue коммутирующего трансформатора 3; плюс Ug прикладываетс через диод 24 к минусу тиристора 30, а минус Ue через диод 10 к аноду тиристора 30. При выключении тиристора 30 ток нагрузки выключаемой фазы переводитс в цепь: -f источника питани 1, 14, 15, 12, 24,

0 34, 33, 29 и 2, минус источника питани . При этом конденсатор 14 перезар жаетс (фиг. 4) до исходной пол рности -напр жени , превышающего в 1,7-1,8 раза U (где Ud - входное напр жение источника питани ), вследствие чего тиристор 12 вы5 ключаетс .

Поскольку напр жение на конденсаторе 16 имеет неизменную пол рность, то при включении тиристора 9 ток обмотки 7 коммутирующего трансформатора замыкаетс по цепи: 7, 16 и 9 (фиг. 4, диаграмма Ь).

Коэффициент трансформации коммутирующего трансфор 5атора выбираетс таким образом, чтобы обратное напр жение, прикладываемое к выключаемому тиристору, было равно

LV. Ui6/K2,i, где Ui6 - напр же-ше конденсатора 6;

К2,1 - коэффициент трансформации комраспредетител 36 импу;;ьсов упранленич подаетс последовательность сдвинутых во времени импульсов управлени . С выхода распределител логические сигналы управ. :е- ни поступают на входы усилителей-Фо,- мироватсмей и согласно диаграмме yi piiivie- ни (фиг. 1) на управл ющие вхолы пприс- торов 26, 28, 30 и 27, 29, 31. В моменты чремени {,, t.-j, ts, t, tg, ... распределитель 36 формирует импульсы управлени , поступаюмутирующего трансформатора, ю Щие на управл ющие входы пе;ч-зар дных

Поскольку к выключенному тиристору прикладываетс напр жение первичной сйб- мотки коммутирующего трансформатора, то к противоположному тиристору 31 прикладываетс сумма напр жений, равна

U.50 Urf + Ui)ii,

а это приводит к существенному снижению уровн коммутационных перенапр жений. При этом обратное напр жение пр1 клады- ваетс в течение интервала времени, равного t2-12(ФИГ. 1).

По окончании процесса коммутации согласно диаграмме импульсов управлени на интервале времени ta--1з подаетс импульс управлени на противоположный коммути- руюпхий тиристор, вследствие чего, если на15

тиристоров и на вхолы первь; щновибра- торов 47 и 49 формируюип: падержку, равную т. С выходов однс-виб;- : оров 47 и 49 импульсы управлскч псступ;;;, п на входы логических элементов ИЛИ 53 t: 54, а затем через усилители-формирователи 55 и 56 на управл ющие входы коммутирующих торов. Поскольку согласно диаграмме (фиг. 2) дл дозар да ке-.ммутирующих конденсаторов следует подава1: импульс уп 20 равлени на второй коммути -ющий тприс- тор, не участвующий в npoiu cce коммутации , то на вторые входы 1огических э.-|е- ментов ИЛИ поступают им1 ульсы управлени , сформированные элементами задержки. На вход одновнбраторов 51 и 52 поступают

пр жение на конденсаторе 14 по окончании 2 импульсы первых одновиГраторов 47 ; -19, процесса коммутации ввиду малого тока на-по передним фронтам которых формируетс

груз.чи ниже, чем U, то конденсатор 14 за-задержка (4/3) т. Выходи однонибраторов

подключаютс к противоположным R каналах управлени элементам ИЛИ, чем обеср жаетс по цепи: плюс источника 1, 14, 15, 2, диодный мост 20--25, 13, 17, 6 и 2, минус источника питани . Длите. -.ьность им- пул ьсов управлени коммутирующими тиристорами выбираетс больше, чем вследствие чего обеспечиБаетс цепь дл дозар да коммутирующих конденсаторов.

На интервале времени tz-i выключают тиристор 29, дл чего вк тючают перезар дный тиристор 9, а затем с выдержкой времени коммутирующий тиристор 13. При этом коммутирующ,ий конденсатор 16 -перезар жаетс по контуру 6, I, 5, 13, 17 и 16, вследствие чего к выключаемому тиристо:ю

35

печиваегс включение коммутирующих ти- рксторов дл осуществлени дозар да с выдержкой т/3 после окончани процессов в колебатель:к).м KUH vpe (. 1, кри. ii).

Claims

Формула изобр: ; сни

Автономный инвертор .жа, сс.ч -: ржащий подключенный к входным вывола. через сглаживающие реакторы тр хфа иы- : мост главных тиристоров, выводы пе)емс ного тока которого соединены с вых() выру 29 прикладываетс напр жение первич- 40 водами и выводами переменного тока трех- ной обмотки 5 коммутирующего трансформатора 3.

Одновременно с включение.м коммутирующего тиристора включаетс возвратный тиристор 8, вследствие чего вторична обмотка коммутирующего трансформатора 3 подключаетс к источнику посто нного напр жени , в качестве которого :1спользуетс конденсатор 4.

Затем на интервале времени (4-Is согласно диаграмме (фиг. 2) повторно включаетс тиристор 12, если его напр жение по окончании процессов коммутации ниже, чем напр жение U, вследствие чего осуществл етс дозар д конденсатора 16.

Блох управлени автономным инвертором напр жени работает следующим образом . На вход устройства подаетс сигнал задани выходной частоты преобразовател (U/), в зависимости от которого на входы

фазного моста распределительных диодов, две LC-цепи, кажда из которых состоит из поспедовательно соединенных коммутирующих конденсатора и дроссел , защунти- рованных перезар дным тиристором, и под- 45 ключена к соответствующему выводу посто нного тока моста главных тиристоров, соединенному с противоположным выводом соответствующего разр дного диода, а также блок управлени , выполненный в виде последовательно соединенных двухканально50

го регул тора частоты, формирующего

заданную последовательность сдвинутых Ю времени в каждом канале логических сигналов управлени , выходом подключенного к входу двухканального распределите„1Я им- 55 пульсов управлени , подсоединенного в каждом канале управлени к управл ющим входам соответствующей группы трехфазного моста главных и перезар дных тираспредетител 36 импу;;ьсов упранленич подаетс последовательность сдвинутых во времени импульсов управлени . С выхода распределител логические сигналы управ. :е- ни поступают на входы усилителей-Фо,- мироватсмей и согласно диаграмме yi piiivie- ни (фиг. 1) на управл ющие вхолы пприс- торов 26, 28, 30 и 27, 29, 31. В моменты чремени {,, t.-j, ts, t, tg, ... распределитель 36 формирует импульсы управлени , поступаю Щие на управл ющие входы пе;ч-зар дных

Щие на управл ющие входы пе;ч-зар дных

тиристоров и на вхолы первь; щновибра- торов 47 и 49 формируюип: падержку, равную т. С выходов однс-виб;- : оров 47 и 49 импульсы управлскч псступ;;;, п на входы логических элементов ИЛИ 53 t: 54, а затем через усилители-формирователи 55 и 56 на управл ющие входы коммутирующих торов. Поскольку согласно диаграмме (фиг. 2) дл дозар да ке-.ммутирующих конденсаторов следует подава1: импульс уп равлени на второй коммути -ющий тприс- тор, не участвующий в npoiu cce коммутации , то на вторые входы 1огических э.-|е- ментов ИЛИ поступают им1 ульсы управлени , сформированные элементами задержки. На вход одновнбраторов 51 и 52 поступают

импульсы первых одновиГраторов 47 ; -19, по передним фронтам которых формируетс

:ю

35

печиваегс включение коммутирующих ти- рксторов дл осуществлени дозар да с выдержкой т/3 после окончани процессов в колебатель:к).м KUH vpe (. 1, кри. ii).

Формула изобр: ; сни

Автономный инвертор .жа, сс.ч -: ржащий подключенный к входным вывола. через сглаживающие реакторы тр хфа иы- : мост главных тиристоров, выводы пе)емс ного тока которого соединены с вых() вы 40 водами и выводами переменного тока трех-

40 водами и выводами переменного тока трех-

фазного моста распределительных диодов, две LC-цепи, кажда из которых состоит из поспедовательно соединенных коммутирующих конденсатора и дроссел , защунти- рованных перезар дным тиристором, и под- 45 ключена к соответствующему выводу посто нного тока моста главных тиристоров, соединенному с противоположным выводом соответствующего разр дного диода, а также блок управлени , выполненный в виде последовательно соединенных двухканально50

го регул тора частоты, формирующего

заданную последовательность сдвинутых Ю времени в каждом канале логических сигналов управлени , выходом подключенного к входу двухканального распределите„1Я им- 55 пульсов управлени , подсоединенного в каждом канале управлени к управл ющим входам соответствующей группы трехфазного моста главных и перезар дных тиристоров . отличающийс тем, что, с целью повышени надежности за счет улучшени коммутационных условий тиристоров, он снабжен коммутирующим трансформатором, двум вошфатными тиристорами и двум ком- мутиру;о1цими тиристорами, включенными в пр м(4, направлении между LC-цеп ми и выводами ;;осто нного тока моста распределительных диодов, соединенными через первичные с бмотки коммутирующего трансфор- мат(;1 с соответствующими одноименными свободными выводами разр дных диодов, а -| ;ричпые обмотки коммутирующего трансформатора соединены последовательно с воз- (ь;ми тиристорами и подключены совместно с последними параллельно конден- гашпам LC-цепочек, соединенными с выводами посто нного тока моста главных :. горов, к которым подключены разно- чм,чн1ыми выводами возвратные тиристоры, .1 i блок управлени введены два первых

одновибратора, выполненных формирующими задержку, равную т, где т - длительность полупериода собственной частоты перезар да колебательного контура, образованного LC-цеп ми, коммутирующими трансформаторами , тиристорами и разр дными диодами, и подключенных, каждый входом к соответствующему выходу своего канала двухканального распределител импульсов управлени , а выходом - к управл ющему входу соответствующего вспомогательного возвратного тиристора, два вторых одновибратора , выполненных формирующим задержку, равную 4/Зт, и подсоединенных, каждый своим входом к выходу первого одновибратора другого канала, два логических элемента ИЛИ, каждый из которых подключен входом к выходам первого и второго одновибраторов своего канала, а выходом - к управл ющему входу ссютвет- ствующего коммутирующего тиристора.

PUZ.2

/

0i/S.J

SS

Л7

5б