SU764065A1

SU764065A1 - Thyristor frequency changer

Info

Publication number: SU764065A1
Application number: SU782702735A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Снятков; Николай Иванович Петриди
Original assignee: Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе
Priority date: 1978-12-26
Filing date: 1978-12-26
Publication date: 1980-09-15

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может найти -применение в качестве источника питани ультразвуковых магнитострикционных преобразователей, индукционных электротермических установок, а также других потребителей тока высокой частоты. Известны тиристорные преобразователи частоты содержащие инверТируйщие мосты, подключенные параллельно с цепочкой из фильтрового конденсатора и нагрузки к зажимам посто нного тока мостового выпр мител через фильтровые дроссели, a также коммутирующие конденсаторы, одни обкладки которых соединены с зажимами перемен ,ного тока инвертирующегЪ моста, a .другие обкладки объединены и :соёдиненвг с вершинами моста чёрез диодно-дроссельные цепочки , 1} , либо подключены к сред- ней точке фильтрового дроссел , либо подключены к нулевому выводу вторичной обмотки питающего трансфор ,матора зЗ. В этих преобразовател х обеспечиваетс включение тиристоров при малой амплитуде и скорости нарастани анодного тока за счет предварительного разр да коммутирующих конденсаторов по цеп м, содержащим дополнительные или фильтровые дроссели . При этом снижатптс коммутационные потери в, тиристорах иповышаетс КПД преобразовател . Общим недостатком и§вестных преобразователей вл е-тс наличие последовательно соединенныхкоммутирующих конденсаторов в диагонал х перёмёйного тока инвертиру;ющих мостов, что увеличиваем: габариты и вес устройства . Известен также тиристорный прёобразователь ч.астоты, содержащий несколько инвертирующих мостов, коммутирующий конденсатор в диагонали переменного тока только одного моста, трансформатор, одна обмотка которого подключена к коммутирующему конденсатору, aдругие обмотки включены в диагоналипеременного тока остальных инвертирующих мостов. В этом преобразователе достигаетс равномерное распределение напр жений по инвертирующим мостам, a также рациой а Пьное йспЬльз 6ванйё по мощности коммутирующего конденсатоpa t4The invention relates to a converter technique and can be used as a power source for ultrasonic magnetostrictive transducers, induction electrothermal installations, as well as other high frequency current consumers. Known thyristor frequency converters containing inverting bridges connected in parallel with a chain of filter capacitor and load to the DC terminals of the bridge rectifier through filter chokes, as well as switching capacitors, some of which are connected to the AC terminals of the inverting bridge, and the other the plates are combined and: soyodinenvg with the vertices of the bridge through the diode-throttle chains, 1}, either connected to the middle point of the filter choke, or connected to zero output do the secondary winding of the supply transformer, mator ZZ. In these converters, thyristors are switched on with a small amplitude and anode current rise rate due to the preliminary discharge of switching capacitors along circuits containing additional or filter chokes. In this case, the switching losses in the thyristors decrease and the efficiency of the converter increases. A common disadvantage of famous converters is the presence of series-connected switching capacitors in the diagonal of the surge current of inverting bridges, which increase: the dimensions and weight of the device. Also known is a thyristor converter that contains several inverting bridges, a switching capacitor in the AC diagonal of only one bridge, a transformer, one winding of which is connected to the switching capacitor, and the other windings are included in the diagonal alternating current of the other inverting bridges. This converter achieves a uniform distribution of voltages across the inverting bridges, as well as by the voltage of the pump, according to the power of the switching capacitor t4

Однако тиристоры в этом преобразователе включаютс при большей ско fS wнарастани аШдаогчэ тЙйа,ч приводит к недопустимо большим коммутационным потер м мощности при работе в ультразвуковом диапазоне --.частот.However, the thyristors in this converter are turned on at a higher fS wgrowth rate, resulting in an unacceptably large switching loss of power when operating in the ultrasonic frequency range.

Наиболее блиаким к изобретению вл ётс тиристорный преобразовательThe most prominent to the invention is the thyristor converter.

частоты, содержащий инвертирующий Жбст: с Двум ROMiviy-тирующййи конден;йатора|Мй в диагонали переменного трйа , подключенный ёрез последовательно соединенные коммутирующие и фильт &ссё т к-ттбдШш&т& то :frequency, containing the inverting Zbst: with Two ROMiviyuyuyuyuyuyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyuyuyyy system in the diagonal of alternating three, connected to a serially connected switching and filtering and filtering then:

тгЬ сГйНпр Штел , выводы переменного тока которого подключены к концам вторичнБК обмоток питающего трансформатора , имеющих нулевой вывод, соединенный с общей точкой коммути Щйх 5ндёнсатбро:е7 йбШШдЭвЖтёЙьнуй Цепочку из разделительного кон йёнВатот а и .выходных вывОдой, skSo Шй рГ йШШ5 тоУйаШ1 С(5еди1ГёНй коммутирующих -и фильтровых дросселей fs} . Ruggler is a place to learn how to connect to the common end of the world. -and filter chokes fs}.

Наличие двух последоёательно соединённых коммутирующих конденсаторов в преобразователе приводит к увели-чению габаритов и веса.The presence of two successively connected switching capacitors in the converter leads to an increase in size and weight.

. Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей.. The purpose of the invention is to improve the weight and size parameters.

Указанна цели достигаетс тем, что тиристорный преобразователь частоты , содержащий инвертирующий мост ГТШ1Шут1Й15 Шцйм ШнйёнеЖтО роЯГ гОйгаЯИ Переменного тока, подключенный ёрейпЬследдваТёлййО соединен- ныё комзмутирутощйе и фильтровые дросселик выводам посто нного тока выпр мйТёл , выводы переменного тоТкга которого подключены к концам вторичных обмоток питающего трансформатора , имеющих нулевой вывод, пос S ilfi WSls-ii T04K:f-йГ-ШЗДШЖеThe specified target is that the thyristor frequency converter contains an inverting bridge. zero output, pic S ilfi WSls-ii T04K: f-yy-shzdszhe

ного конденсатора и выходных выводов , в1 й §чейнук)1у{ежду точками соединени коммутирующих и фильтровых дросселей, снабжен автотрансформатором, обмотка которого подключена крайними выво Яайй й диагональ перемеНнО1гб; тО1йа ШйёрФИрующего моста, а СрёдйИМ вывolSSЙ - lcнyлёSO:йy iйывOДy ВтврИЧНЁЙС .capacitor and output pins, v1 чейchainu) 1y {between the points of connection of the commutating and filter chokes, equipped with an autotransformer, the winding of which is connected to the outermost yayy diagonal alternator; THE STROMPHING BRIDGE, AND YOU ARE EXTRACED - lcnileSO: yy iYvODYa VvRICHNNEYS.

обмоток питающего трансформатора. . Применение дополнительного автотрансфбрматора , включённЬто вййагонайь Мйста, и соединение среднего ШШд а а тШра нсфо ЁГйа: 8 Га й ЕГ5 йнводом питающего трансформатора позвол ет исключить из преобразовател один коммутирующий кондёнсатбр,что Вчетыре раза сокращает рМкОсть установленнЕк конденсаторных банок ,Лри сохранении прежней емкости в диагонали переменного тока моста. Так как автотрансформатор только на ток прёдварительногдТраз рЩ-а тирующе fO ёго габарй ы й вёс зМч №§1Й1Ш иже габаритов и веса изъ тых конденсаторНых банок, что в итоге приводит к общему снижению габаритов и веса преобразовател . windings of the feeding transformer. . The use of an additional autotransformer, switched on Mysta, and the connection of a medium-wide range of devices: 8 hectares of a new transformer feed eliminates one switching commutator from the converter, which is four times smaller than the current transformer, it is installed a switchboard that reduces the size of the drive transformer, which is four times reduced, the driver is installed. current bridge. Since the autotransformer is used only for the current of the predisposing system, it is conducive to the size of its weight and the same size and weight of the withdrawn capacitor cans, which ultimately leads to a general decrease in the size and weight of the converter.

На чертеже представлена схема преобразовател .The drawing shows a diagram of the Converter.

Тиристорный преобразователь частоты содержит инвертирующий мост, выполненный на тиристорах 1-4 с коммутирующим конденсатором 5 в диагонали переменного тока, подключенный через коммутирующие дроссели 6 и 7 и последовательно соединенные с ними фильтровые дроссели 8 и 9 в анодной и катодной цеп х и выводам посто нноiro тока йыйр мител , выполненного на диодах 10-15, зыводы переменного тока которого подключены к концам вторичной обмотки 16 питающего трансформатора 17, первична обмотка 18 которого подключена к питающей сети, Цёйочку ИЗ последовательнр соединенных разделительного конденсатора 19 и нагрузки 20, включенную между точками соединени коммутирующих и фильтровых дросселей, автотрансформатор 21 с полуобмотками 22 и 23, средний вывод которого соединен с нулевым выводом вторичной обмотки питающего трансформатора.The thyristor frequency converter contains an inverting bridge, made on thyristors 1-4 with switching capacitor 5 in the diagonal of alternating current, connected via switching chokes 6 and 7 and filter chokes 8 and 9 connected in series in the anode and cathode circuits and the outputs of a constant current A fuse made on diodes 10-15, the ac current leads of which are connected to the ends of the secondary winding 16 of the supply transformer 17, the primary winding 18 of which is connected to the supply network atelnr connected capacitor 19 and load 20 connected between connection points and switching of filter chokes poluobmotkami autotransformer 21 with 22 and 23, the average output of which is connected to the zero terminal of the supply transformer secondary winding.

Тиристорный преобразователь частоты работает следующим образом.Thyristor frequency converter operates as follows.

В установившемс режиме к начальному моменту времени включени тиристора 1 конденсатор 19 зар жен до напр жени выпр мител , а коммутирующий конденсатор 5 зар жан с пол р- нОстью, показанной на чертеже. Напр жение конденсатора 5 равномерно делитс . по полуобмоткам 22 и 23 автотрансформатора 21. При включении тиристора 1 в контуре 1-22-16-10,11 г12-8 ,6-1 протекает ток, амплитуда и скорость нарастани которого ограниЧиваетС индуктивностью фильтрового дроссел 8. Конденсатор 5 при этом разр жаетс по цепи 5-22-23-5. Напр жение на полуобмотках 22 и 23 автотрансформатора 21, так же как в известном преобразователе, повтор ет по форме Напр жение на конденсаторе 5, ;что эквивалёнтно включенийв диагональ моста -двух последовательно соединенных коммутирующих КбйденсаторОВ, емкость ;й;аждого из которых в два раза превышает ем- кость конденсатора 5, как это сдела но в известном преобразователе.In the steady state to the initial time of switching on the thyristor 1, the capacitor 19 is charged up to the voltage of the rectifier, and the switching capacitor 5 is charged with the field shown in the drawing. The voltage of the capacitor 5 is evenly divided. through the semi-windings 22 and 23 of the autotransformer 21. When the thyristor 1 is turned on in a circuit 1-22-16-10.11 g12-8, 6-1, a current flows, the amplitude and rate of increase of which limits the inductance of the filter droplet 8. At the same time, the capacitor 5 on the chain 5-22-23-5. The voltage on the semi-windings 22 and 23 of the autotransformer 21, as well as in the known converter, repeats in form the voltage on the capacitor 5, which is equivalent to the bridge diagonal - two serially connected commutators, capacitance; x, each of which is twice exceeds the capacitance of the capacitor 5, as is done in the known converter.

Через .некоторое врем , равное времени УЙтанОв ени проводимости в полупроводниковой структуре тиристора -1, включаетс тиристор 1 и происходит колебательный перезар д конденсатора 5 по цепи 1-5-3-7-20-19-б-1. Через нагрузку 20 протекает импульс тока в направлении, указанном на чертеже стрелкой. Амплитуда и длительность импульса тока в нагрузке определ етс , индуктивностью коммутирую15ИХ дросселей -б и 7 и емкостью конAfter a certain time, equal to the time of UITan of the conductivity in the semiconductor structure of the thyristor -1, the thyristor 1 turns on and an oscillatory overcharge of the capacitor 5 along the circuit 1-5-3-7-20-19-b-1 occurs. Through the load 20 a current pulse flows in the direction indicated by the arrow in the drawing. The amplitude and duration of the current pulse in the load is determined by the inductance of the commutating chokes, b and 7, and the capacitance con

Claims

Claim

A thyristor frequency converter, containing an inverting bridge with a switching capacitor in the diagonal of alternating current, connected through series-connected switching and filter chokes to the terminals of the direct current rectifiers, the terminals of the alternating current of which are connected to the ends of the secondary windings of the supply transformer having a zero output, a serial chain of isolating capacitor and output terminals, "connected between a connection point * ^and switching of filter and the throttle, the difference yuschiysya in that, in order to improve weight and dimensions, it is provided with autotransformer winding is at the extreme podklyuche15 pin AC inverting the diagonal of the bridge, and an average output - to a zero terminal of the secondary winding of the supply transformer.

20 Sources of information taken into account in the examination

1. USSR Copyright Certificate No. 489186, cl. H 02 M 7/515, 1973.

2. Vorotyntsev BN, Ivensky G.V and 25 Darin A. V, Stable autonomous inverter with a three-phase valve bridge. Sat. Development and industrial application of semiconductor frequency converters in mechanical engineering. Theses of reports. M., 1977, p.77. fig. 1.

3. USSR author's certificate on application No. 2601721, cl. H 02 M 5/45, 04/10/78.

4. Copyright certificate of the USSR ³⁵ No. 574837, cl. H 02 M 7/515, 1977.

ВНИИПИ Order 6809/19 Circulation 783 Subscription

Branch of PPPPatent, Uzhgorod, Project 4,