SU892623A1 - Тиристорный инвертор - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к силовой преобразовательной технике и предназначено дл  электроснабжени  потребителей с резко измен ющейс  нагрузкой .

Известны инверторы, в которых дл  стабилизации выходного напр жени  применен короткозамкнутый выпр митель , подключенный к выходным зажимам через регулирующие дроссели 1.

К недостаткам этих устройств относ тс  значительные масса и габариты регулирующих дросселей.

Известны также преобразователи частоты, в которых устройство компенсации реактивной мощности выполнено в виде обратного выпр мител , выводы посто нного тока которого через сглаживающие дроссели подключены к входным зажимам преобразовател  21 и 31.

Однако в этих преобразовател х через мост основных тиристоров проХОДИТ активна  мощность нагрузки, но и активна  мощность обратного выпр  мител , что приводит к увеличению установленной мощности элементов преобразовател  .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь частоты, содержащий мост основных тиристоров, св занный с входными зажимами через сглаживаю10 щий дроссель, коммутирующие конденса торы, на выходе мост компенсирующих тиристоров, выводами посто нного тока замкнутый на регулирующий дроссель, а выводами переменного тока подклюIS ченный к выводам переменного тока моста основных тиристоров, а также задающий генератор, блок управлени  мостом основных тиристоров, блок управлени  мостом компенсирующих тирис20 торов, фазосдвигающий узел,схему сравнени  и обратной св зи t.

Недостатками известного устройства  вл ютс  низкое быстродействие и больша  веро тность самовозбуждени  при работе на двигательную нагрузку, Улучшение динамических характеристик может быть достигнуто путем уменьшени  величины дроссел , подключенного к выводам посто нного тока компенсирующего моста, однако это сопровождаетс  возрастанием амплитудных значений токов тиристоров и дополнительными искажени ми формы кривой выходного напр жени  преобразовател , что, в частности, снижает надежность устройства. Цель изобретени  - повышение функциональной надежности преобразовател  путем улучшени  его динамических характеристик . Поставленна  цель достигаетс  тем что преобразователь частоты, содержащий мост основныхтиристоров, св занный с входными выводами со сглаживающим дросселем в цепи питани , коммутирующие конденсаторы на его выходе., мост компенсирующих .тиристоров, выводами посто нного тока замкнутый на регулирующий дроссель, а выводами переменного тока подключенный к выводам переменного тока моста основных тирис торов, а также задающий .генератор, блок управлени  мостом основных тиристоров , блок управлени  мостом компенсирующих тиристоров, фазосдвигающий узел, схему сравнени  и блок обратной св зи, снабжен дополнительным тиристором, катод которого соединен с анодной группой моста компенсирующих тиристоров, а анод через дополнительно введенный индуктивный элемент подключен к катодной группе моста компенсирующих тиристоров, а также формирователем импульсов включенным между выходом задающего генератора и Управл ющим переходом дополнительного тиристора, причем указанный индуктивный элемент выполнен в виде дополнительной обмотки регулирующего дроссел , причем блок обратной св зи выполнен в виде схемы измерени  длительности импульсов, вход которого подключен к выводам посто нного тока низковольтного диодного моста, трех однофазных трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены в треугольник и подключены к выводам переменного тока низковольтного моста, а также высоковольтного диодного моста выводы посто нного тока которого через резисторы в обратной пол рности подключены к выводам посто нного тока моста основных тиристоров, а выводы переменного тока через первичные обмотки однофазных трансформаторов соединены с выходными выводами преобразовател , причем выход схемы измерени  длительности  мпульсов образует выход блока обратной св зи. На фиг. 1 представлена схема преобразовател  частоты; на фиг. 2 - графики токов и напр жений, по сн ющие его работу. Преобразователь частоты содержит мост основных тиристоров 1-6, св занный с входными выводами через сглаживающий дроссель 7, коммутирующие конденсаторы 8-10, мост компенсирующих тиристоров 11-16, выводами посто нного тока замкнутый на регулирующий дроссель 17, а выводами переменного тока подключенный к выводам переменного тока моста основных тиристоров 1-6, а также задающий генератор 18, блок 19 управлени  мостом основных тиристоров, блок 20 управлени  мостом компенсирующих тиристоров, фазосдвигающий узел 21, схему 22 сравнени  и блок 23 обратной св зи. Преобразова ель снабжен дополнительным тиристо )м 2, катод которого соединен с анодами тирист-оров 11, 13 и 15, а анод через дополнительно введенный индуктивный элемент 25, выполненный в виде дроссел  17, подключен к катодам тиристоров 12, И, 16. Формирователь 26 импульсов включен между выходом задающего генератора 18 и управл ющим переходом дополнительного тиристора 2. Блок 23 обратной св зи содержит схему 27 измерени  длительности импульсов , вход которой подключен к выводам посто нного тока низковольтного диодного моста 28-33, однофазные трансформаторы , вторичные обмотки которых соединены в треугольник и подключены к выводам переменного тока моста 28-33, а также высоковольтный мост на диодах , выводы посто нного тока которого через резисторы и 4, а обратной пол рности подключены к выводам посто нного тока моста основных тиристоров 1-6, а выводы переменного тока через первичные обмотки трансформаторов 3 и 36 соединены с выходными выводами преобразовател . Выход схемы 27 измерени  длительности импульсов образует выход блока 23 обратной св зи. преобразователь частоты работает следующим образом. Импульсы управлени  на тиристоры компенсирующего моста 11-16 подают со сдвигом относительно управл ющих импульсов моста 1-6, причем е K(fto-rJ); где К - коэффициент передачи фазосдвигающего узла 12; (Ь - текущее значение угла запирани , измеренное блоком св зи; (Ьр - некоторое наперед заданное знамение угла (5 . При таком способе синхронизации управл ющих импульсов между углом запирани  ft основного моста 1-6 и yi лом управлени  компенсирующего моста 11-16 существует св зь, определ ема  зависимостью: cL + 5 60 + Е Величина (i выбираетс  таким обра зом, чтобы угол управлени  oL был равен 90 при угле запирани  fi-B, вследствие чего зависимость между уг лами dL и (5 приобретает вид: oL 90° + (K+1)() Отсюда следует, что компенсирующее устройство (11, 16 и 1.7) производит отбор реактивной мощности от конденсаторов 8-10 только в разгруЗО .ЧНЫХ режимах, когда угол запирани  ib R . вли ние его на элек ж Г1 , - л J л. « ромагнитные процессы в преобразователе при отключенном тиристоре мо жет быть сведено к минимуму соответ ствующим выбором параметров дроссел  17. Введение цепочки тиристор 2 - индуктивный элемент 25 позвол ет обр зовать параметрическую отрицательную обратную св зь по углу запирани  во всем диапазоне его изменени . Импульсы управлени  на тиристор 2 по ступают от задающего генератора 18 через формирователь импульсов 26 с шестикратной частотой в моменты, со ответствующие моментам коммутации основных тиристоров 1-6. Если к моменту подачи управл ющего импульса на тиристор 2 кака -либо пара тиристоров компенсирующегомоста 11-1 находитс  во включенном состо нии, то напр жение на его выводах посто  ного тока имеет отпирающую пол рность дл  тиристора 1 . После включени  тиристора 2 индуктивный элемент 25 подключаетс  параллельно 3 дросселю 17, в результате чего результирующа  индуктивна  нагрузка компенсирующего моста(11-1б) резко уменьшаетс  и происходит форсированный отбор реактивной мощности от конденсаторов 8-10. Показанные на фиг. 2 графики токов и напр жений соответствуют интервалу работы преобразовател , который начинаетс  с подачи управл ющих импульсов на тиристоры 2 и 3. На этом же интервале рассматриваетс  и функционирование блока 23 обратной св зи. В интервал, предшествующий рассматриваемому , в провод щем состо нии находились тиристоры 3 и 6. После подачи импульсов управлени  начинаетс  коммутаци  тиристоров 2 и 6;причем тиристор 2 вступает в работу, а тиристор 6 - выключаетс . Если дл  упрощени  пренебречь падением напр жени  ца тиристорах в пр мом направлении, то в рассматриваемый интервал времени напр жение на тиристоре 6 будет таким же, как напр жение на конденсаторе 10. Так как выводы посто нного тока высоковольтного диодного моста соединены в обратной пол рности с выводами посто нного тока моста основных тиристоров 1-6, то после включени  тиристора 2 напр жение на конденсаторе 10 становитс  отпирающим дл  диода tl . После его включени  образуетс  цепь: конденсатор 10, тиристор 2, резистор 43, диод i, первична  обмотка трансформатора Зб, в результате чего по вторичной обмотке трансформатора 36 протекает импульс тока, длительность которого равна углу запирани  моста 1-6. Разнопол рные импульсы, снимаемые со вторичных обмоток трансформаторов , выпр мл ютс  и суммируютс  низковольтным диодным мостом 28-33 результате чего на его выходе образуетс  последовательность импульсов шестикратной частоты. Длительность каждого из сформированных импульсов равна времени, предоставл емому схемой преобразовател  на данном интервале его работы дл  восстановлени  запирающих свойств основных тиристоров 1-6. Устройство 27 измерени  длительности импульсов преобразует полученную последовательность импульсов в сигнал, форма представлени  которого соответствует конкретной реализации элементов 21 и 22.

Предлагаема  схема преобразовател  частоты выгодно отличаетс  от известной прежде всего наличием силово импульсной обратной св зи по углу запирани , что обуславливает высокие динамические характеристики и устойчивость при работе на двигательную нагрузку./

Так как дроссель 17 используетс  дл  компенсации только некоторой части реактивной мощности конденсаторов 8-10, то максимальна  беличина тока, протекающего через дроссель 17, в предлагаемой схеме в 23 раза меньше, чем в преобразователе по известной схеме. Вследствие этого КПД предлагаемой схемы, при одинаковых параметрах компенсирующих дросселей принципиально выше, чем у известных.

Claims (4)

1.Преобразовательные устройства в электроэнергетике. М., Наука, 196, с. 40, рис. 1.

2.Ковалев Ф.И. и др. Судовые статические преобразователи. Л., Судостроение , 1965, с. 129, рис. А9.

3.Патент США ff 3768001 , кл. Н 0 М , 1973.

4. Патент США № , кл. Н 02 М 7/22, 1973.

фиг. I

JJ

«ИЛ./

у р. П,15

Фи9.1