SU1758808A1 - Мостовой @ -фазный инвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение Б преобразовател х с искусственной коммутацией тиристоров, в частности в системах т гового электропривода на тепловозах. Целью изобретени   вл етс  упрощение и улучшение массогабаритных показателей. Устр-во содержит силовые тиристоры 1-6 и распределительные тиристоры 7-12. Полностью управл емые коммутирующие тиристоры 15,16 соединены с накопительными конденсаторами 19,20. Тиристоры 7-12 выполн ют функцию не только распределительных, но и вентилей обратного тока совместно с двум  тиристорами 13, 14. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. J JM JJ JJ X ЗП ЗБ 32 V 12 4 СЛ 00 00 О 00 У 6 -$28 № 324 yj

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в преобразо- вательных устройствах широкого назначени  с искусственной коммутацией тиристоров.

Цель изобретени  - упрощение и улучшение массогабаритных показателей.

На чертеже представлена схема т-фаз- ного инвертора.

Устройство содержит силовые тиристоры 1-6, распределительные тиристоры 7- 12, анодный 13 и катодный 14 тиристоры обратного тока (соответственно тиристор 13 подключен к общей точке анодов главных тиристоров 1,3, 5, а тиристор 14 подключен к общей точке катодов главных тиристоров 2, 4, 6), коммутирующие запираемые тиристоры 15,16, зар дные диоды 17, 18, коммутирующие конденсаторы 19, 20, маломощные источники подзар да 21, 22, дроссели 23-28 и дополнительные дроссели 29, 30, служащие дл  ограничени  скорости нарастани  тока через главные тиристоры, тиристоры обратного тока и защитные дроссели 31-36, служащие дл  ограничени  скорости нарастани  тока через главные тиристоры при разр де конденсатора фильтра 37 в случае опрокидывани  инвертора.

Кроме того, на чертеже показаны присущие любым схемам автономных инверторов напр жени  конденсатор фильтра 37 и источник питани  38, а также тормозной резистор 39.

Рассмотрим работу инвертора, прин в следующее исходное состо ние схемы, предшествующее коммутации главного тиристора 1, при пр мом чередовании фаз вы- ходного напр жени  инвертора: напр жение на конденсаторе фильтра, определ емое напр жением источника питани  38, подключенного к входу инвертора, равно Ud; к выходным выводам инвертора А, В, С подключена симметрична  активно- индуктивна  нагрузка, например, асинхронный электродвигатель; полагаем,что нагрузка включена звездой ; включены главные тиристоры 1, 2, 3; напр жени  на коммутирующих конденсаторах 19, 20 соответственно равны Uco и DCK. причем Uco UCK 0; ток в цеп х с остальными вентильными элементами равен нулю.

При указанных услови х ток от источника питани  38 протекает по следующим цеп м: плюс источника питани  38 - тиристор 1 - дроссель 23 - дроссель 31 - нагрузка, подключаема  к клемме фазы А; плюс источника питани  38 - тиристор 3 - дроссель 25 - дроссель 33 - нагрузкд, подключенна  к фазе В; нагрузка, подключенна  к фазе С - дроссель 32 - дроссель 24 тиристор 2 - минус источника питани  38. При этом напр жени  фаз А и В положительны и равны Ud/З, напр жение фазы С отрицательно и равно -2Ud/3, где Ud напр жение источника питани  38 (среднее значение).

Непосредственно перед коммутацией тиристора 1 ток фазы А равен Нк (мгновенное значение). В соответствии с общеприн тыми допущени ми величина W в процессе коммутации тиристоров на интервале коммутации Тк полагаетс .неизменной. Дл  отключени  тиристора 1 включаютс  запираемый тиристор 15 и распределительный тиристор 7. Образовалс  контур комму- тации тиристора 1: предварительно зар женный конденсатор 19 - тиристор 15 - тиристор 7 - дроссель 23 - тиристор 1 - конденсатор 19, В ветви: конденсатор 19 тиристор 15 - тиристор 7 начинает протекать ток, а в ветви; тиристор 1 - дроссель 23 ток начинает снижатьс  таким образом, что сумма токов в этих двух ветв х остаетс  посто нной и равной W. Дроссель 23 служит дл  ограничени  скорости нарастани  тока в цепи коммутации (конденсатор 19 - тиристор 15-тиристор 7), ее максимальное значение равно

dA U dtj...... I23

макс

Через определенное врем  ( Ati) через цепь коммутации 19-15-7 начинает протекать полный ток нкФззы А, а ток в цепи 1-23 становитс  равным нулю и к тиристору 1 прикладываетс  отрицательное напр жение Uc(t) конденсатора 19. На интервале коммутации Тк при правильно выбранных параметрах контура коммутации тиристор 1 должен восстановить свои запирающие свойства. Интервал Тк отсчитываетс  от момента включени  тиристоров 5 и 7 и до момента запирани  тиристора 15. На интервале времени , которое должно превышать врем  Твосст., к тиристору 1 прикладываетс  отрицательное напр жение, измен ющеес  по закону

50

Uc(t) Uco JHK

с

t,

где 0 t Тк.

После завершени  процесса коммутации остаточное напр жение на конденсаторе 19 (без учета изменени  напр жени  на конденсаторе 19 на интервале времени Дп) равно

II - 11IHK . T

UCK - Uco - -p- I K.

После запирани  тиристора 15 фаза А отключаетс  от положительного полюса источника питани  38, а так как на интервале времени, предшествовавшем коммутации тиристора 1, в индуктивности нагрузки фазы А была запасена значительна  реактивна  энерги , ЭДС самоиндукции фазы А мен ет знак и возрастает до величины, достаточной дл  подключени  фазы А к отрицательному полюсу источника питани  38 по цепи: минус источника питани  38 - конденсатор 20 - диод 18 - тиристор 7 - дроссель 31 - нагрузка фазы А.

Таким образом, в схеме инвертора выполн етс  условие безразрывной коммутации . При этом начинаетс  процесс дозар да конденсатора 10 от значени  UCK (остаточное напр жение от предшествующей коммутации тиристора 6) до значени  UCo. В св зи с тем, что на интерзалах коммутации IHK const, то процесс дозар да конденсатора 20 происходит за врем  Тк. После дозар да конденсатора 20 до величины Uco (либо по истечении времени Тк от момента выключени  тиристора 15, либо по уровню напр жени  на конденсаторе 20) включаетс  тиристор 14. Процесс дозар да конденсатора 20 прекращаетс  и реактивный ток нагрузки А переключаетс  в цепь: тиристор 14 - дроссель 30 - тиристор 7 - дроссель 31 - нагрузка фазы А. Диод 18 запираетс  напр жением конденсатора 20. Дроссель 30 служит дл  ограничени  скорости нарастани  тока через включающийс  тиристор . При этом процесс коммутации тока в ветв х: конденсатор 20 - диод 18 и тиристор 14 - дроссель 30 протекает в течение времени и происходит аналогично описанному дл  ветвей: тиристор 1 - дроссель 23 и конденсатор 19 - тиристор 15

-тиристор 7.

Если инвертор работает в режиме управлени  ft 5  /6 , где в-t- угол управлени  главными тиристорами, и вл л/6 , где $д -углова  мера части периода , в течение которой по цепи: тиристор 14 - дроссель 30 - тиристор 7 - дроссель 31

-фаза А протекает реактивный ток нагрузки , ток в фазе А снижаетс  до нул  за врем  tp вл/(1), где а) - кругова  частота напр жени  на выходе инвертора.

После этого тиристор 14 отключаетс  и фаза А отключаетс  от источника питани  Напр жение на нагрузке фазы А становитс  равным нулю. По истечении времени л/6 ш от начала коммутации тиристора 1 в

соответствии с диаграммой управлени  инвертора производитс  включение тиристора 4, а контур коммутации: конденсатор 20 - тиристор 16 тиристор 8 подготовлен к

выключению очередного тиристора 2. Процесс коммутации тиристора 2 будет происходить аналогично процессу коммутации тиристора 1. В процессе коммутации тиристора 2 будет произведен дозар д конденсатора 19 реактивным током фазы С. В дальнейшем указанные процессы повтор ютс  .

Особенностью схемы инвертора  вл етс  то, что тиристоры 7-12 совмещают функции не только коммутирующих тиристоров, но и диодов обратного тока, присущих всем схемам инверторов напр жени .

В св зи с возможностью контрол  напр жени  на коммутирующих конденсатоpax , в схеме инвертора отсутствует  вление накоплени  энергии.

Инвертор обладает возможностью бесконтактного перевода схемы, например, в системе инвертор - асинхронный электродвигатель , в режим реостатного торможени , что не требует использовани  силовой коммутационной аппаратуры либо бесконтактных ключей.

При резком сбросе нагрузки подключаетс  автоматически поглощающее устройство (резистор 39).

Claims (2)

1. Мостовой m-фазный инвертор, содержащий подключенный к входным выводам m-фазный мост силовых тиристоров, в каждое плечо которого включен дроссель, а выводы переменного тока соединены с

выходными выводами, две группы распределительных тиристоров, перва  из которых состоит из m тиристоров, аноды которых соединены и подключены к катоду первого полностью управл емого коммутирующего

тиристора, а катоды соединены через упом нутые дроссели с катодами соответствующих силовых тиристоров анодной группы, причем m распределительных тиристоров второй группы объединены катодами, подключенными к аноду второго полностью управл емого коммутирующего тиристора, а анодами соединены с анодами силовых тиристоров катодной группы через другие упом нутые дроссели, анод первого полностью

управл емого коммутирующего тиристора через первый накопительный конденсатор соединен с положительным входным выводом , соединенным с отрицательным выводом первого источника подзар да, подключенного через согласующий резиcrop параллельно первому накопительному конденсатору, а катод второго полностью управл емого коммутирующего тиристора через второй накопительный конденсатор подключен к отрицательному входному выводу , соединенному с положительным выводом второго источника подзар да, подключенного через другой согласующий резистор параллельно второму накопительному конденсатору, а также два обратных тиристора и два диода, отличающий- с   тем, что, с целью упрощени  и улучшени  массогабаритных показателей, он снабжен двум  дополнительными дроссел ми, причем катоды распределительных тиристоров второй группы соединены с анодом первого диода, подключенного катодом к аноду первого полностью управл емого коммутирующего тиристора, и через первый

дополнительный дроссель - с анодом первого обратного тиристора, соединенного катодом с положительным входным выводом, а аноды распределительных тиристоров

первой группы соединены с катодом второго диода, подключенного анодом к катоду второго полностью управл емого коммутирующего тиристора, и через второй дополнительный дроссель - с катодом второго

обратного тиристора, соединенного анодом с отрицательным входным выводом.

2. Инвертор по п.1. о т л и ч а ю щ и и - с   тем, что, с целью повышени  устойчивости работы инвертора в нестационарных режимах , между анодами первой группы распределительных тиристоров и катодами второй группы распределительных тиристоров включен введенный резистор.