SU1758810A1

SU1758810A1 - Автономный инвертор тока

Info

Publication number: SU1758810A1
Application number: SU904802305A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Наумович Коваливкер; Галина Викторовна Кузина; Юрий Моисеевич Иньков; Александр Михайлович Солодунов; Виктор Васильевич Литовченко
Original assignee: Центр Научно-Технического Творчества Молодежи "Прогресс"
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Использование тиристорные преобра- зователи.частоты, предназначенные дл питани асинхронных т говых двигателей (АТД) электропоездов посто нного и переменного тока а также дл питани АТД общепромышленных механизмов Сущность изобретени устройство содержит трехфазный мост главных тиристоров 9 14 п трех фазный мост распределительных диодов 18-23 Коммутирующий трансформатор выполнен с двум первичными обмотками 24 25 и одной вторичной обмоткой 26 Коммутирующие тиристоры 29 30 через коммути- рующую LC-цепь, состо щую из последовательно включенных реактора 31 и коммутирующего конденсатора 32, соединены с двум перезар дными тиристорами 34, 33 Параметры контура коммутации выбираютс из услови обеспечени восстановлени вентильных свойств главных тиристоров при минимальной величине обратного напр жени 3 ил. сл с

Description

сл

00 00

10

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразовател х частоты, предназначенных дчч питани асинхронных т говых двигателей (АТД) электропоездов.посто нного и переменного тока, а также дл питани АТД общепромышленных механизмов.

Целью изобретени вл етс повышение надежности путем снижени коммута- ционных напр жений в процессе восстановлени вентильных свойств.

На фиг.1 дана принципиальна схема силовых цепей автономного инвертора тока , на фиг.2 - диаграмма импульсов управ- лени (Uy), по сн юща принцип действи устройства и процесс преобразовани посто нного напр жени в трехфазное переменное; на фиг.З - диаграммы токов (I) и напр жений (U), по сн ющие принцип дей- стви и электромагнитные процессы, происход щие в устройстве.

Автономный инвертор тока (фиг.1) содержит шины 1 и 2 дл подсоединени к источнику питани 3, сглаживающий реак- тор 4, подсоединенный к шине 1 источника питани , однофазный мост возвратных диодов 5-8, выводами посто нного тока подключенный к источнику питани , трехфазный мост главных тиристоров 9-14. выводами посто нного тока подключенный к шине 2 и через сглаживающий реактор 4 к шине 1 источника питани 3, а выводами переменного тока, подключенными к трехфазной нагрузке 15-17, трехфазный мост распределительных диодов 18-23, выводами переменного тока подсоединенный к выводам переменного тока трехфазного моста главных тиристоров, коммутирующий трансформатор с двум первичными обмот- ками 24 и 25 и одной вторичной обмоткой 26, обмотка 26 включена в диагональ переменного тока моста возвратных диодов.

Трехфазный мост распределительных диодов анодами 18-20 через первичную об- мотку 24 и ускорительный тиристор 27 и катодами диодов 21-23 через вторичную обмотку 25 и ускорительный тиристор 28 подключен к выводам посто нного тока трехфазного моста главных тиристоров. Два коммутирующих тиристора 29 и 30 подсоединены одним анодом и катодом соответственно к катодам и анодам трехфазного моста распределительных тиристоров, а другими катодом и анодом к коммутирую- щей LC-цепи, состо щей из последовательно включенных реактора 31 и коммутирующего конденсатора 32. Два перезар дных тиристора 33 и 34, подсоединенных одними анодом и катодом

соответственно к анодам и катодам трехфазного мосга главных тиристоров, а другими анодом и катодом соедин ютс между собой и с другим выводом коммутирующей LC-цепи. Блок управлени 35,подсоединенный выходными выводами к управл ющим входам тиристоров 9-14, 27-30. 33, 34.

Устройство работает следующим образом .

Предположим, что согласно диаграмме на фиг 2 на интервале времени te-ti включены тиристоры 11 и 13,вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питани 3 через 4 по цепи 11 и 17 (фаза С), 16 (фаза В). 13, шина 2. минус источника питани 3. При этом конденсатор 32 зар жен пол рностью напр жени , указанной на фиг.1. В момент времени t-t согласно диаграмме фиг 2 включают тиристоры 29, 27 и 33, вследствие чего конденсатор 32 перезар жаетс по контуру 32, 31, 29, 20. 11 и 33, и ток в тиристоре 11 уменьшаетс до нул (фиг.З).

В момент выключени тиристора 11 ток нагрузки фазы С (17) замыкаетс по цепи: 3, 4,33,32,31,29,20, 17, 16 и 13 шина 2. минус источника питани 3, вследствие чего конденсатор 32 перезар жаетс током нагрузки . При этом избыточный ток перезар да конденсатора 32 (фиг.З) замыкаетс по цепи: 32, 31. 29, 27. 33, 32, в результате чего на врем восстановлени вентильных свойств к тиристору 11 прикладываетс напр жение первичной обмотки коммутирующего трансформатора 24; плюс 24 через диод 20 к катоду тиристора 11, минус через включенный тиристор 27 к аноду 11. Принцип действи коммутирующего трансформатора заключаетс в следующем. При включении коммутирующих тиристоров по первичной обмотке трансформатора протекает нарастающий ток к, равный (фиг.З) разности токов 1к и 1н. При нарастании тока iK в сердечнике трансформатора возникает нарастающий магнитный поток Фк, а в первичной обмотке трансформатора возникает ЭДС (И), направленна навстречу току. Соответственно во вторичной обмотке коммутирующего трансформатора наводитс ЭДС (I) противоположного знака, котора по абсолютному значению не превышает напр жение источника питани 3, поэтому И остаетс посто нной и отличаетс от 2 в Ктр раз. Ток во вторичной обмотке (i) меньше тока 1к также в Ктр раз и повтор ет ток первичной обмотки по форме. При этом КТр выбираетс из услови равенства h UR, требуемому по характеристикам дл восстановлени тиристоров.

В момент достижени током i тока нагрузки 1Н (фиг.4) тиристор 27 выключаетс и если напр жение на конденсаторе 32 ниже, чем напр жение источника питани 3, то он дозар жаетс током нагрузки до напр жени U Уз по цепи: 3. 4, 33, 32, 31. 29, 20, 17, 16, 13 и 3. При достижении в момент времени 3 на конденсаторе 32 напр жени Уз тиристор 33 начинает выключатьс , вследствие чего начинаетс процесс спада тока в фазе С и нарастани в фазе А, так как на вход тиристора 9 подан управл ющий импульс . На интервале времени ток в фазе С спадает до нул и конденсатор 32 зар жаетс до напр жени , превышающего входное напр жение источника питани 3.

В очередной момент коммутации (момент времени ts) включаетс перезар дный тиристор 30, ускорительный 29 и коммутирующий 34,

Электромагнитные процессы в контуре коммутации аналогичны рассмотренным ранее.

Первоначальный зар д коммутирующего конденсатора до напр жени любой пол рности можно осуществить от отдельного источника зар дного напр жени или от источника питани 3 путем включени перезар дного коммутирующего и главного тиристоров. Например, дл зар да конденсатора в исходную пол рность, указанную на фиг.1, включают тиристоры 9, 30 и 34, вследствие чего конденсатор зар жаетс по контуру: 3, 4. 9, 21, 30, 31, 32, 34, 3.

В зависимости от задани выходной частоты преобразовател и тока нагрузки напр жение источника питани может измен тьс в диапазоне один к трем, вследствие чего величина обратного напр жени , прикладываемого к тиристорам в процессе восстановлени вентильных свойств, может также измен тьс в этом диапазоне.

Параметры контура коммутации выбираютс из услови обеспечение восстановлени вентильных свойств главных тиристоров при минимальной величине обратного напр жени . Источник питани Е выполн етс в виде регулируемого выпр мител с конденсатором небольшой емкости на выходе, к выводам которого подключены выводы возвратного диодного моста.

Claims

Формула изобретени

Автономный инвертор тока, содержащий трехфазные мосты главных тиристоров и распределительных диодов, объединенных между собой выводами переменного тока, подключенными к выходным выводам, а выводами посто нного тока трехфазный

мост главных тиристоров подсоединен через сглаживающий реактор к шинам дл подключени источника питани , коммутирующую LC-цепь, состо щую из последовательно соединенных конденсатора и

реактора, два коммутирующих тиристора, подключенных одними катодом и анодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов, а другими анодом и катодом соединенных

между собой с одним выводом коммутирующей LC-цепи, два ускорительных тиристора, подключенных одними катодом и анодом соответственно к анодам и катодам трехфазного моста главных тиристоров, отличающ и и с тем, что, с целью повышени надежности путем снижени коммутационных напр жений в процессе восстановлени вентильных свойств тиристоров, дополнительно введены однофазный мост

возвратных диодов, выводами посто нного тока подсоединенный к шинам дл подключени источника питани , и коммутирующий трансформатор с двум первичными и одной вторичной обмотками, при этом вторична обмотка включена в диагональ переменного тока моста возвратных диодов, а первичные обмотки одними соответствующими выводами подсоединены к анодам и катодам трехфазного моста распределительных диодов и другими выводами - к аноду и катоду ускорительных тиристоров.

Фиг 2.

Фиг.З