SU543108A1

SU543108A1 - Direct-coupled frequency converter with forced switching node

Info

Publication number: SU543108A1
Application number: SU2160130A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Алексеевич Чернышев
Original assignee: Предприятие П/Я А-7376
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1977-01-15

Description

1one

Предлагаемое устройство относитс К области силовой преобразовательной техники.The proposed device relates to the field of power converter equipment.

В известных схемах 1, 2 преобразователей частоты с непосредственной св зью принудительна коммутаци главных силовых тиристоров преобразовател осуществл етс предварительно зар женными конденсаторами , подключаемыми к схеме при помощи дополнительных коммутирующих тиристоров, которые обычно соедин ютс но мостовой схеме .In the known circuits 1, 2 frequency converters with direct connection, the forced switching of the main power thyristors of the converter is carried out by precharged capacitors connected to the circuit using additional commutation thyristors, which are usually connected in a bridge circuit.

Мзвестна также схема (3), где узел коммут ции содержит два моста: один - диодный, который соединен клеммами переменного напп жени с входными фазами преобразовател , а другой - тиристорный, соединенный клеммами переменного напр жени с выходными фазами преобразовател .Also known is the circuit (3), where the switching node contains two bridges: one is a diode bridge, which is connected by alternating naps to the input phases of the converter, and the other is a thyristor, connected by alternating voltage terminals to the output phases of the converter.

К недостаткам известных схем преобразователей относитс то, что дл коммутации используетс только одна полуволна напр жени , что ведет к увеличению установленной мощности коммутирующих конденсаторов, требует вспомогательных источников питани дл перезар да конденсаторов перед коммутацией и дополнительных зар дных тиристоров, что усложн ет схему и ведет к увеличению потерь в узле коммутации.The disadvantages of the known converter circuits are that only one half-wave voltage is used for switching, which leads to an increase in the installed power of the switching capacitors, requires auxiliary power sources for recharging the capacitors before switching and additional charge thyristors, which complicates the circuit and leads to increased losses in the switching node.

Дл упрощени узла коммутации и снижени установленной мощности его элементов вTo simplify the switching node and reduce the installed capacity of its elements in

предлагаемом преобразователе частоты кЛем мы посто нного напр жени каждого мосТа соединены друг с другом и между точками соединени включен коммутирующий конДенWith the proposed Klem frequency converter, we are connected to each other by a constant voltage of each mosTo and a switching terminal is connected between the junction points

сатор.sator

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.The scheme of the proposed device is shown in the drawing.

Тиристоры 1 -18 вл ютс главными силовыми и образуют собственно преобразовательThyristors 1-18 are the main power and form the actual transducer

частоты с непосредственной св зью между питающей сетью, соединенной с входными фазами 19-21 преобразовател , и нагрузкой, подключенной к выходным фазам 22-24 преобразовател .frequencies with direct connection between the supply network connected to the input phases 19-21 of the converter, and the load connected to the output phases 22-24 of the converter.

Узел принудительной коммутации содержит два моста. Первый образован коммутирующими тиристорами 25-30, второй образован коммутирующими тиристорами 31-36. Клеммы посто нного напр жени первого мостаThe forced switching node contains two bridges. The first is formed by switching thyristors 25-30, the second is formed by switching thyristors 31-36. DC terminals of the first bridge

подсоедин ютс к выводу 37, а клеммы посто нного напр жени второго моста - к выводу 38 коммутирующего конденсатора 39.are connected to terminal 37, and the DC terminals of the second bridge are connected to terminal 38 of the switching capacitor 39.

Преобразователь работает следующим образом . Положительные полуволны тока нагрузки формируютс поочередным включением и отключением главных тиристоров 2, 4, 6 в фазе 22, тиристоров 8, 10, 12 - в фазе 23 и тиристоров 14, 16, 18 - в фазе 24, а отрицательные полуволны тока нагрузки формируютс поочередным включением и отключениемThe Converter operates as follows. The positive half-waves of the load current are formed by alternately turning on and off the main thyristors 2, 4, 6 in phase 22, the thyristors 8, 10, 12 in phase 23 and the thyristors 14, 16, 18 in phase 24, and the negative half-waves of the load current are formed by alternating switching and disconnect

тиристоров 1, 3, 5 в фазе 22, тиристоров 7, 9, 11 - в фазе 23 и тиристоров 13, 15, 17 - в фазе 24. Естествениую коммутацию главных тиристоров преобразовател обычио используют дл создани выходного напр жени частоты , в 2,5-4 раза меньшей частоты ннтающей сети. Дл получени более высокой частоты выходного напр жени преобразовател используют принудительную коммутацию главных тиристоров. Пусть в момент времени, когда нотенциал фазы 19 питающей сети больше потенциала фазы 21, ток нагрузки провод т главные тиристоры 6, 12, 13. Включаем тиристоры 36 и 25. Прн этом конденсатор 39 зар дитс до напр жени питающей сетн но цепи 19-6-22-36-38-39-37-25-21. Узел коммутации такнм образом подготовлен дл припудительного отключени любого четного главного тиристора преобразовател . Прн включеннн коммутирующих тиристоров 30 и 35 конденсатор 39 будет разр жатьс по цепн 39-38-35-22-6-19-30-37-39. Поскольку ток разр да конденсатора нротекает встречно провод щему направленню тиристора 6, последний отключаетс . Конденсатор 39 перезар жаетс , и на нем устанавливаетс напр л ение противоположной пол рности. Узел коммутации подготовлен дл принудительного отключени любого нечетного главного тиристора преобразовател . После отключени четных главных тиристоров в фазе 22, формировавших положительную нолуволну тока нагрузки , включаем нечетные главные тиристоры 1, 3, 5 в той же фазе, поочередным переключением которых формируем отрицательную нолуволну тока нагрузки. По истечении интервала, равного Ve периода выходного напр жени преобразовател , осуществл ем принудительную коммутацию нечетных тирнсторов в фазе 24. Так, еслн в момент отключени ток нагрузки нроводит, например, тиристор 15, включаем коммутирующие тиристоры 27 и 32. При этом конденсатор 39 разр жаетс но цепи 39-37-27-20--15-24-32-38-39, в результате чего главный тиристор 15 отключаетс . Конденсатор 39 нерезар жаетс , и узел принудительной коммутации вновь готов к отключению любого четного главного тиристора преобразовател и т. д.thyristors 1, 3, 5 in phase 22, thyristors 7, 9, 11 - in phase 23 and thyristors 13, 15, 17 - in phase 24. Natural switching of the main thyristors of the converter is used to create an output voltage of 2.5 -4 times lower frequency of the network. To obtain a higher frequency output voltage of the converter, forced switching of the main thyristors is used. Suppose that at the time when the phase 19 power supply voltage is greater than the potential of phase 21, the main thyristors 6, 12, 13 are connected to the load current. We turn on the thyristors 36 and 25. In this way, the capacitor 39 is charged before the voltage of the supply network 19-6 -22-36-38-39-37-25-21. The switching node is thus prepared to forcibly disconnect any even main thyristor of the converter. When the switching thyristors 30 and 35 are turned on, the capacitor 39 will be discharged along the circuit 39-38-35-22-6-19-30-37-39. Since the discharge current of the capacitor flows in the opposite direction of the thyristor 6, the latter is turned off. The capacitor 39 is recharged, and a voltage of opposite polarity is established on it. The switching node is prepared to forcibly turn off any odd main thyristor of the converter. After disconnecting the even main thyristors in phase 22, which formed a positive load current wavelength, we turn on the odd main thyristors 1, 3, 5 in the same phase, by alternating switching of which we form a negative load current wavelength. After the interval equal to Ve of the period of the output voltage of the converter, the odd tyrsthors in phase 24 are forcibly switched. Thus, if the load current is disconnected, for example, the thyristor 15 conducts the load, switching on the switching thyristors 27 and 32. In this case, the capacitor 39 is discharged but circuits are 39-37-27-20--15-24-32-38-39, as a result of which the main thyristor 15 is turned off. The capacitor 39 is non-resistive, and the forced switching node is again ready to disconnect any even main thyristor of the converter, etc.

Как видно из описани работы схемы, дл коммутации главных тиристоров преобразовател используютс обе полуволиы напр женп коммутнрующего конденсатора 39. Благодар этому установленна мощность конденсатора узла принудительной коммутации может быть уменьщена вдвое по сравнепню с известным. Кроме того, не требуетс нерезар жать коммутирующий конденсатор каждый раз перед очередной коммутацией, поэтому отпадает потребность в зар дных тиристорах и вспомогательных источниках питани , благодар чему упрощаетс схема узла нринуднтельной коммутации.As can be seen from the description of the operation of the circuit, both half-volts of the switching capacitor 39 are used to switch the main thyristors of the converter. Due to this, the installed capacitance of the forced switching node capacitor can be halved by comparison with the known. In addition, a non-rechargeable switching capacitor is not required each time before the next switching, therefore, there is no need for charge thyristors and auxiliary power sources, which simplifies the circuit of the switching node node.

Claims

1.G. S. Zinoviev, V.I. Popov. "Direct voltage power inverters from a three-phase AC network. Copferencin materials. “The state and prospects of development of production and introduction of power and / or valves and converter devices on their basis, M., 1966.

2.Y. M. Ionkov, V. P. Feoktistov, V. A. Matyushin. “Direct frequency converter with artificial current switching. Proceedings of MIIT, M., 1972, no. 405, pp. 11-24.

3. Authors certificate of the USSR №208115, M. Kl.2 N 02M 5/27, 1964 (prototype).

19 2Y21 sz 0 g

0 J3 0

22 23 g