SU1663717A1 - Устройство дл управлени преобразователем посто нного напр жени с тиристорным инвертором напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в преобразовател х посто нного напр жени . Целью изобретени   вл етс  повышение КПД преобразовател  посто нного напр жени  с тиристорным инвертором напр жени  путем ограничени  мощности потерь электрической энергии в его тиристорном инверторе напр жени  во всем диапазоне изменени  тока нагрузки. С помощью импульсов двух датчиков 30 и 31 тока, содержащих трансформатор 32 тока, нагрузочный резистор 22, источник 34 опорного напр жени , компаратор 35, дифференцирующую цепь 36 и диод 37 переключение тиристоров 7 - 10 инвертора 2 во всем диапазоне изменени  тока нагрузки 20 осуществл етс  формировател ми 22 и 23 управл ющих импульсов в моменты времени, когда ток тиристоров становитс  равным величине номинального тока нагрузки преобразовател , приведенной к числу витков первичной обмотки 13 трансформатора 12. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при разработке преобразователей посто нного напр жени  средней и большой мощности с тиристорными инверторами напр жени .

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД преобразовател  посто нного напр жени  с тиристорным инвертором напр жени .

На фиг. 1 показана принципиальна  схема предложенного устройства управлени  преобразователем посто нного напр жени  с тиристорным инвертором напр жени ; на фиг. 2 - кривые напр жений и токов в преобразователе при токе нагрузки, равном половине ее номинального тока:

а)напр жени  Uc на коммутирующем конденсаторе и тока Н в первичной обмотке инверторного трансформатора;

б)тока 1т1 в первой паре тиристоров;

в)тока ITS во второй паре тиристоров;

г)напр жени  URI на нагрузочном резисторе первого датчика тока;

д)напр жени  на выходе компаратора первого датчика тока;

С

О (л) V

е) напр жени  11д на выходе первого датчика тока.

Преобразователь посто нного напр жени  с устройством управлени  содержит источник 1 посто нного напр жени , тири- сторный инвертор 2, включающий диодный мост 3 обратного тока, подключенный диагональю посто нного тока к выводам одноименной пол рности источника 1 посто нного напр жени , токоограничива- ющие дроссели 4, 5, тиристорный мост 6 с тиристорами 7-10 и коммутирующим конденсатором 11 в диагонали переменного тока , подключенный диагональю посто нного тока через токоограничивающие дроссели 4, 5 к выводам противоположной пол рности источника 1 посто нного напр жени , трансформатор 12с первичной обмоткой 13 с трем  секци ми 14, 15, 16 и вторичной обмоткой 17, крайние выводы первичной обмотки подключены к диагонали переменного тока тиристорного моста 6, а средние - к диагонали переменного тока диодного моста 3 обратного тока, выходной выпр митель 18, подключенный к выводам вторичной обмотки 17 трансформатора 12, индуктивно-емкостный фильтр 19, подключенный входом к выходному выпр мителю

18,нагрузку 20, подключенную к фильтру

19,устройство управлени  21, включающее формирователь (блокинг-генератор) 22 управл ющих импульсов тиристоров 7 и 8, формирователь (блокинг-генератор) 23 управл ющих импульсов тиристоров 9 и 10, подключенный через диоды 24, 25 и дифференцирующие цепи 26 и 27, к управл ющим входам формирователей 22 и 23, задающий генератор (мультивибратор) 28, выключатель 29 питани  задающего генератора 28, два датчика 30 и 31 тока, каждый из которых содержит трансформатор 32 тока на входе, его нагрузочный резистор 33, источник 34 опорного напр жени , компаратор 35, подключенный инвертирующим входом к нагрузочному резистору 33, а неинвертирующим - к источнику 34 опорного напр жени , дифференцирующую цепь 36 и диод 37 на вы,- ходе компаратора, трансформатор тока датчика 30 включен в цепь катода тиристора 8, а выход этого датчика подключен к входу формировател  23, трансформатор тока датчика 31 включен в цепь катода тиристора 10, а выход этого датчика подключен к входу формировател  22.

Устройство работает следующим образом .

Пуск преобразовател  осуществл етс  с помощью задающего генератора (мультивибратора ) 28 включением выключател  29.

Выходные противофазные напр жени  задающего генератора 28 укорачиваютс  дифференцирующими цеп ми 26 и 27, импульсы с которых через разделительные диоды 24 vt

25 поступают на управл ющие входы формирователей (блокинг-генераторов) 22 и 23. Выходные импульсы формирователей 22 и 23  вл ютс  управл ющими дл  тиристоров инвертора: формировател  22 - дл  тири0 сторов 7 и 8, формировател  23 - дл  тиристоров 9 и 10. Частота задающего генератора выбираетс  равной граничной частоте инвертора, при которой мгновенные токи тиристоров в номинальном режи5 ме станов тс  равными приведенному к числу витков первичной обмотки инверторо- ного трансформатора номинальному току нагрузки 1но в момент переключени  тиристоров . Гранична  частота  вл етс  наи0 большей рабочей частотой инвертора.

Напр жение Uo источников 34 опорного напр жени  датчиков 30 и 31 тока принимаютс  равными Uo - , где К - коэффициент пропорциональности. Напр жение UR на

5 нагрузочных резисторах 33 датчиков 30 и 31 тока пропорционально токам iT тиристоров, т. е. UR К IT. При таком условии компараторы 35 датчиков 30 и 31 тока формируют выходные импульсы напр жени  UK в мо0 менты, когда напр жение UR становитс  равным напр жению U0, т. е., когда токи т тиристоров станов тс  равными току Но.

Так как при работе инвертора от задающего генератора токи т тиристоров в момен5 ты переключени  равны току Но при номинальном токе нагрузки и превышают значение IHO при токах нагрузки, меньших номинального, то при всех значени х тока нагрузки на выходах датчиков 30 и 31 тока

0 возникают управл ющие импульсы Уд, совпадающие по времени с соответствующими импульсами на выходах дифференцирующих цепей 26 и 27, поступающими от задающего генератора 28, т. е. управл ющие

5 импульсы ид датчиков тока практически дублируют управл ющие импульсы от задающего генератора 28 и, следовательно, не вли ют на работу формирователей 22, 23 управл ющих импульсов тиристоров.

0 После пуска задающий гегнератор 28 отключаетс  и включение тиристоров 7 и 8 осуществл етс  импульсами датчика 3t тока , а включение тиристоров 9 и 10 - импульсами датчика 30 тока, формируемыми в

5 моменты снижени  токов iT тиристоров до значени  тока IHO. При номинальном токе нагрузки рабоча  частота инвертора остаетс  равной граничной, а при меньших токах нагрузки соответственно уменьшаетс . Работа устройства после отключени  задающего генератора 28 иллюстрируютс  кривыми на фиг. 2.

Допустим, в моменты t0 импульсом датчика 31 тока включились тиристоры 7 и 8. Вследствие колебательного перезар да конденсатора 11 напр жение Uc на нем измен етс  от Ucm до -Ucm (фиг. 2а). В момент ti, когда напр жение Uc становитс  равно -Ucm, открываютс  диоды диодного моста 3 и ток hi тиристоров 7 и 8 начинает линейно снижатьс  от значени  IT1 (ti) I™ (фиг. 26). Амплитуда напр жени  на коммутирующем конденсаторе UCm (1 + КВЗ)Е, где КВэ - коэффициент возврата, равный отношению числа витков возвратных секций 14 и 16 первичной обмотки 13 инверторного трансформатора 12 к числу витков ее средней секции 15, Е - напр жение источника питани  1.

Напр жение URI на нагрузочном рези- сторе 33 датчика тока 30 пропорционально току in тиристоров 7 и 8, т, е. URI К 1ц .

В момент ta ток iTi тиристоров 7 и 8 становитс  равным току 1Но, а напр жение URI становитс  равным напр жению U& источника 34 опорного напр жени , и на выходе компаратора 35 возникает импульс напр жени  Uki (фиг. 2д), который укорачиваетс  дифференцирующим звеном 36 (фиг. 2е), и через диод 37 поступает на вход формировател  23 управл ющих импульсов тиристоров 9 и 10, вследствие чего последние включаютс .

Ток 1т2 тиристоров 9 и 10 (фиг. 2в) имеет такую же форму, как и ток in тиристоров 7 и 8 (фиг. 26), но сдвинут относительно последнего на половину периода. Коммутации тока в выходном выпр мителе начинаютс  в моменты прохождени  напр жени  Uc че- рез нулевые значени . На фиг. 2а показана крива  тока И первичной обмотки инверторного трансформатора в предположении мгновенной коммутации тока нагрузки, равного 0,. Следующее включение тиристо- ров 7 и 8 происходит в момент ts, когда ток 1т2 тиристоров 9 и 10 становитс  равным току 1но, Далее процессы повтор ютс .

Устройство дл  управлени  преобразователем посто нного/напр жени  с ти- ристорным инвертором напр жени  позвол ет ограничить мощность потерь энергии в инверторе и соответственно повысить КПД преобразовател .

Claims (1)

1. .Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  преобразователем посто нного напр жени  с тири

   5 10

   0

   5 0

   5 ®

   0

   5

   сторным инвертором напр жени , аход которого подключен к источнику питани , а выход через выпр митель и фильтр - к нагрузке , содержащее два формировател  управл ющих импульсов каждый с двум  синфазными выходами, предназначенными дл  подключени  к управл ющим электродам двух тиристоров инвертора в противоположных плечах разных вентильных групп, две дифференцирующие цепи, два диода, задающий генератор переменного пр моугольного напр жени  с двум  противофаз- ными выходами, первый из которых подключен через дифференцирующую цепь и диод к входу одного формировател  управл ющих импульсов, а второй - к входу другого формировател  управл ющих импульсов, выключатель в цепи питани  задающего генератора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  КПД преобразовател , в него введены два датчика тока, каждый из которых включает трансформатор тока, нагрузочный резистор, источник опорного напр жени , компаратор, подключенный инвертирующим входом к нагрузочному резистору, а неинвертирующим - к источнику опорного напр жени , дифференцирующую цепь, подключенную к выходу компаратора, диод, подключенный анодом к выходу дифференцирующей цепи, трансформатор тока первого датчика тока предназначен дл  включени  в цепь катода первого тиристора катодной группы, а катод диода первого датчика тока подключен к входу формировател  управл ющих импульсов второго тиристора катодной группы и соответствующего ему тиристора анодной группы, трансформатор тока второго датчика тока предназначен дл  включени  в цепь катода второго тиристора катодной группы, а катод диода второго датчика тока подключен к входу формировател  управл ющих импульсов первого тиристора катодной группы и соответствующего ему тиристора анодной группы, причем величина напр жени  источников опорного напр жени  равна мгновенному напр жению на нагрузочном резисторе при мгновенном токе тиристора, равном номинальному току нагрузки IHO, приведенному к числу витков первичной обмотки инверторного трансформатора , частота задающего генератора равна граничной частоте инвертора, при которой мгновенный ток тиристоров в момент переключени  тиристоров равен току Но при номинальном токе нагрузки.

   МЕЕМ

   JW У 9

   37

   i