SU584412A1

SU584412A1 - Directly connected thyristor frequency converter with forced switching

Info

Publication number: SU584412A1
Application number: SU7502138419A
Authority: SU
Inventors: Владимир Семенович Руденко; Владимир Михайлович Скобченко; Эдуард Михайлович Чехет
Original assignee: Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалисьтческой Революции
Priority date: 1975-05-29
Filing date: 1975-05-29
Publication date: 1977-12-15

Description

гональ зар дного тиристорного моста включена диагональю мостова схема, в два плеча которой включены тиристоры 12 и 13, а в другие два плеча - цепочки, образованные последовательно соединенными дросселем 14 и коммутируюш,им конденсатором 15 в одном плече и дросселем 16 и коммутирующим конденсатором 17 в другом плече. Ко второй дна-, гонали мостовой схемы подключен диагональю распределительный тиристорный мост, образованный тиристорами 18-21, во вторую диагональ которого включена нагрузка 22 и датчик направлени тока нагрузки 23, св занный со схемой управлени , состо щей из управл ющего генератора 24, распределител импульсов 25 и схемы совпадени 26.The gonal of the charge thyristor bridge is connected with a diagonal bridge circuit, the two arms of which include thyristors 12 and 13, and the other two arms include chains formed by series-connected choke 14 and commuting, with a capacitor 15 in one shoulder and a choke 16 and a switching capacitor 17 in other shoulder. A diagonal distribution thyristor bridge, formed by thyristors 18-21, is connected to the second bottom of the bridge circuit, the second diagonal of which includes a load 22 and a load current direction sensor 23 connected to a control circuit consisting of a control generator 24, a pulse distributor 25 and the matching schemes 26.

В предлагаемом преобразователе частоты применен способ формироваии кривой выходного напр жени путем циклического подключени на равные промежутки времени нагрузки к линейным питающим напр жени м. При этом алгоритм работы силовых тиристоров следующий.In the proposed frequency converter, a method is used to form an output voltage curve by cyclically connecting the load to linear supply voltages for equal periods of time. The algorithm of operation of the power thyristors is as follows.

АВ (1, 5) (1, 6) (2, 6) (2, 4) {3, 4) (3, 5),AB (1, 5) (1, 6) (2, 6) (2, 4) {3, 4) (3, 5),

где АВ, ВС, АС - линейные напр жени , к которым подключаетс нагрузка;where AB, BC, AC are the line voltages to which the load is connected;

1,2,3,4,5,6 - номера тиристоров, подключающих нагрузку к линейным напр жени м.1,2,3,4,5,6 - numbers of thyristors connecting the load to linear voltages m.

Предположим, что импульсы управлени с управл ющего генератора 24 через распределитель импульсов 25 подаютс на силовые тиристоры 1 и 5 и с некоторой задержкой на тиристоры 9, 10, 12, 13. При этом коммутирующие конденсаторы 15 и 17 зар жаютс с пол рностью , указанной на чертеже. В следующий момент времени нагрузка переключаетс на другое линейное питающее напр жение, предположим с помощью тиристоров 1 и 6. Следовательно, необходимо погасить тиристор 5. Дл определени того, какой коммутирующий конденсатор необходимо подключить параллельно силовому тиристору, последовательно с нагрузкой включен датчик направлени тока нагрузки 23, сигнал которого поступает на схему совпадени 26. Сюда же поступают импульсы с управл ющего генератора 24 через распределитель импульсов 25, а с выхода схемы совпадени подаютс , в зависимости от направлени тока нагрузки, импульсы на те или иные распределительные тиристоры 18- 21. Одновременно подаютс импульсы управлени на тиристоры 8 и 11 зар дного тиристорного моста. Например, если направление тока соответствует направлению, указанному сплошной стрелкой, то дл гашени тиристора 5 со схемы совпадени 26 подаютс импульсы на включение тиристора 21. С некоторой задержкой , достаточной дл восстановлени запирающих свойств тиристора 5 включаетс тиристор 19, обеспечива независимый от нагрузки ускоренный перезар д коммутирующего конденсатора 15. Перед началом следующего рабочего цикла, т. е. выключени силового тиристора, необходимо перезар дить коммутирующий конденсатор 15. Дл этого подаютс импульсы управлени на тиристоры 9, 10, 12, 13.Suppose that the control pulses from the control generator 24 through the pulse distributor 25 are supplied to the power thyristors 1 and 5 and with some delay to the thyristors 9, 10, 12, 13. In this case, the switching capacitors 15 and 17 are charged with polarity indicated on drawing. The next time, the load switches to another line supply voltage, suppose using thyristors 1 and 6. Therefore, it is necessary to turn off thyristor 5. To determine which switching capacitor needs to be connected in parallel with the power thyristor, load current direction sensor 23 is turned on , the signal of which arrives at the coincidence circuit 26. It also receives pulses from the control generator 24 through the pulse distributor 25, and from the output of the coincidence circuit it is fed to the factory ing on the direction of the load current, the pulses on certain distribution thyristors 18- 21. Simultaneously, the control pulses are supplied to thyristors 8 and 11, the charging thyristor bridge. For example, if the direction of the current corresponds to the direction indicated by a solid arrow, to quench the thyristor 5, the matching circuit 26 is pulsed to turn on the thyristor 21. With some delay sufficient to restore the locking properties of the thyristor 5, the thyristor 19 is switched on, providing an accelerated load-independent recharge switching capacitor 15. Before starting the next operating cycle, i.e. turning off the power thyristor, it is necessary to recharge the switching capacitor 15. This is done by pulses thyristor controls 9, 10, 12, 13.

Если направление тока соответствует пунктирной стрелке, то импульсы управлени с блока совпадени подаютс на тиристор 20 и с некоторой задержкой на тиристор 18, обеспечива ускоренный перезар д коммутирующего конденсатора 17. После включени тиристоров 9, 10, 12, 13 конденсатор 15 перезар жаетс и готов к следующему рабочему циклу.If the direction of the current corresponds to the dotted arrow, the control pulses from the coincidence unit are fed to the thyristor 20 and with some delay to the thyristor 18, providing an accelerated recharge of the switching capacitor 17. After turning on the thyristors 9, 10, 12, 13, the capacitor 15 is recharged and ready to the next work cycle.

Использование предлагаемого узла искусственной коммутации выгодно отличает преобразователь частоты с непосредственно св зью на симметричных тиристорах от указанного прототипа, так как позвол ет использовать один узел искусственной коммутации дл одновременного гащени тиристоров в нескольких силовых схемах нагрузки. При этом количество тиристоров узла искусственной коммутации уменьшаетс от 36, необходимых при трехфазном выходе в прототипе, до 18 в предлагаемом преобразователе частоты (см. фиг. 2). В результате значительно уменьщаетс масса и габариты преобразовател частоты и увеличиваетс его надежность.The use of the proposed artificial switching node favorably distinguishes a frequency converter with direct connection on symmetrical thyristors from the specified prototype, since it allows the use of a single artificial switching node to simultaneously thicken the thyristors in several power load circuits. At the same time, the number of thyristors of the artificial switching node decreases from 36, which is required for a three-phase output in the prototype, to 18 in the proposed frequency converter (see Fig. 2). As a result, the weight and dimensions of the frequency converter are significantly reduced and its reliability is increased.

Трехфазно-трехфазный преобразователь частоты (см. фиг. 2, где 27-32 вентили, 33-35 дроссели, 36-56 тиристоры) работает следующим образом.Three-phase-three-phase frequency converter (see. Fig. 2, where 27-32 valves, 33-35 chokes, 36-56 thyristors) works as follows.

Пусть на входе преобразовател частоты отсутствуют обычно устанавливаемые дл ограничени токов короткого замыкани дроссели 33, 34, 35 (см. фиг. 2) и пусть . Тогда в фазах нагрузки протекает ток, как указано стрелками, и провод т ток тиристоры 1, 5, 36, 40, 47, 51. В следующий момент времени в соответствии с алгоритмом работы необходимо погасить тиристоры 5, 40, 51 и включить тиристоры 6, 41, 52. Дл этого с системь управлени подаютс импульсы на включение тиристоров 8, 11 зар дного тиристорного моста и 20, 45, 56 распределительного тиристорного моста. Гашение тиристоров 5 и 51 обеспечивает конденсатор 17, а гашение тиристоров 40 - конденсатор 15. Процесс гашени тиристора 5 протекает аналогично вышеописанному .Suppose that at the input of the frequency converter there are no chokes 33, 34, 35 normally installed to limit the short-circuit currents (see Fig. 2) and let. Then the current flows in the phases of the load, as indicated by the arrows, and the thyristors 1, 5, 36, 40, 47, 51 are flowing. At the next moment of time, in accordance with the operation algorithm, the thyristors 5, 40, 51 must be switched off and the thyristors 6 must be turned on 41, 52. For this, the control system is pulsed to turn on the thyristors 8, 11 of the charge thyristor bridge and 20, 45, 56 of the distribution thyristor bridge. The quenching of thyristors 5 and 51 provides the capacitor 17, and the quenching of thyristors 40 provides a capacitor 15. The quenching process of the thyristor 5 proceeds similarly to the above.

Если бы происходило гашение тиристора 5 в трехфазно-однофазной схеме на фиг. 1, то конденсатор 17 разр жалс по цепи «+, 20, 5, 31, 11, 16 «-, и после выключени тиристора 5 процесс разр да продолжалс бы через нагрузку, т. е. должен проводить диод 31.If the thyristor 5 was quenched in a three-phase-single-phase circuit in FIG. 1, then a capacitor 17 is discharged along the "+, 20, 5, 31, 11, 16" - circuit, and after turning off the thyristor 5, the discharge process would continue through the load, i.e., diode 31 must conduct.

ЕСЛИ бы аналогично происходил процесс гашени тиристора 51, то проводил бы диод 32.If the thyristor 51 were similarly quenched, then diode 32 would pass.

В трехфазно-трехфазной схеме процесс несколько измен етс . При VG диод 31 проводить не может, так как находитс под обратным напр жением, равным линейному напр жению сети. Считаем, что внутреннее сопротивление сети равно 0.In a three-phase to three-phase process, the process is slightly different. With VG, the diode 31 cannot conduct, as it is under reverse voltage equal to the linear voltage of the network. We assume that the internal resistance of the network is 0.

Тогда конденсатор 17 обеспечивает гашение тиристора 51 по цепи «+ 55, 51, 32, 11, 16, «-, и гашение тиристора 5 по цепи «+. 20, 5, фаза В, фаза А, 32, 11, 16, «-.Then the capacitor 17 provides the quenching of the thyristor 51 along the circuit “+ 55, 51, 32, 11, 16,“ -, and the quenching of the thyristor 5 along the circuit “+. 20, 5, phase B, phase A, 32, 11, 16, “- -.

То есть гашение тиристора 51 обеспечиваетс за счет напр жени на конденсаторе, а гашение тиристора 5 за счет суммы напр жени на конденсаторе и линейного напр жени сети . После выключени тиристоров 5, 51 через врем , равное времени восстановлени , включают тиристоры 18, 53, 43, при этом тиристоры 20, 45 и 55 после окончани перезар да выключаютс . Аналогично протекают процессы и в остальные интервалы времени.That is, the quenching of the thyristor 51 is provided by the voltage on the capacitor, and the quenching of the thyristor 5 by the sum of the voltage on the capacitor and the line voltage of the network. After the thyristors 5, 51 are turned off, after a time equal to the recovery time, the thyristors 18, 53, 43 are turned on, and the thyristors 20, 45 and 55 are switched off after the recharging has ended. Similar processes take place in the remaining time intervals.

Следует отметить, что установка дополнительных дросселей 33-35 измен ет процесскоммутации . В этом случае возможна работа одновременно диодов (например 31) без к. 3. источника, так как-внутреннее :СО-П;ротивление сети больнее внутре ннего,ебпротй;вЛенвд контура коммутации. Тосда на дроссел х- в.. момент коммут|цйи падениё налр жёнй равт но линейному, а потенциалы катодов циодев 32 и 31 равны. Гашенйё Т-ирйсторов 5 и51 протекает тогда аналогично вышеописанному.It should be noted that the installation of additional chokes 33-35 changes the process switching. In this case, it is possible to work at the same time diodes (for example, 31) without k. 3. a source, since — internal: CO-P; network motivation is more painful than the internal one, ebrod; Tosda on the x-c droplets. The moment of commutation | drop is not linear but linear, and the potentials of the cathodes of cyodev 32 and 31 are equal. Gashenyo T-iristors 5 and 51 then proceeds as described above.

Фор мула из о бр етен и -.Formula of bratin and -.

Непосредственный тиристорный-- преобразователь частоты с искусственной коммутацйёй тиристоров, содержащий основные . ти.ристорImmediate thyristor-- frequency converter with thyristor artificial commutation, containing the main ones. t.ristor

ные мосты, а также блок принудительной коммутации , включающий в себ выходами встречно-параллельно соединенные зар дный тиристорный и вспомогательный вентильныйbridges, as well as a forced switching unit, which includes anti-parallel connected thyristor and auxiliary valve outputs

мосты, причем вход вспомогательного вентильного моста подсоединен к входным выводам преобразовател , распределительные мосты, диагональю переменного тока включенные к выходным его выводам, дроссели, коммутирующие конденсаторы, а также блок управлени в виде задающего генератора, распределитель импульсов, индикатор направлени тока нагрузки и логические элементы И, отличающийс тем, что, с целью упрощени , он снабжен мостовой схемой, два противоположных -плеча которой содержат тиристоры, а два друтих - последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и дроссель, причем однаbridges, the input of the auxiliary valve bridge is connected to the converter input terminals, distribution bridges, AC diagonals connected to its output terminals, chokes, switching capacitors, and a control unit in the form of a master oscillator, pulse distributor, load current direction indicator and logic elements AND , characterized in that, for the sake of simplicity, it is provided with a bridge circuit, two opposite shoulders of which contain thyristors, and the other two are connected in series mutant capacitor and choke, and one

из диагоналей этой мостовой схемы подключенаК диагонали переменного тока указанного зар дного моста-i а друга -- к диагонали посто йного тока распределительного моста.from the diagonals of this bridge circuit is connected to the diagonal of the alternating current of the specified charge bridge i and the other to the diagonal of the direct current of the distribution bridge.

-Источники информации,-Information sources,

прин тые во внимание при экспертизе taken into account in the examination

1. Авторское свидетельство № 180689, кл. 21 А 14/02, 1965. - 2 Авторское свидетельство № 213958,1. Copyright certificate № 180689, cl. 21 A 14/02, 1965. - 2 Copyright certificate № 213958,

-кл. 2Ы2, 14/02, 1965. ,/-kl. 2Y2, 14/02, 1965., /

3. Авторское свидетельство № 309435,3. Copyright certificate № 309435,

кл.2Ы2, 14/01, 1968.Cl.2N2, 14/01, 1968.

AgAg

в 0181920 ,at 0181920,