Способ управления мостовым инвертором и устройство для его осуществления

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11744875(22) Заявлено 160379 (21) 2735656/24-07с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.2 Н 02 М 7/515 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий.57(088.8) Дата опубликования описания 3006.80(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к областиполупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для регулирования частоты вращени я асинхронных эле ктродви гател ейпреимущественно высокоскоростных,например, электрошпинделей металлообрабатывающих станков,Известен способ управления инвертором, включающий подзаряд коммутирующего конденсатора от независимого источника 1 .Для устойчивой работы инверторапостоянную времени цепи подзарядавыбирают намного большей постояннойвремени цепи коммутации, Это ограничивает верхний предел выходной частоты инвертора. При увеличении верхнего предела частоты уравнивают постоянные времени цепей коммутациии подэаряда, однако зто приводитк перенапряжениям на коммутирующемконденсаторе и увеличивает мощностьисточника подзаряда.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является способ управления мостовым инвертором с диодамиобратного тока, при котором подают управляющие импульсы на силовые тиристоры, затем подают управляющиеимпульсы на коммутирующие тиристоры 5 и напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подзаряда 2;Способ осуществляют устройствомдля управления мостовым инвертором,содержащим трехфазный мост коммутирующих тиристоров основной частоты,общие катоды и общие аноды которыхподключены через коммутирующие ти -ристоры тройной частоты соответственно к положительному и отрицательному полюсам основного источника,а через коммутирующий дроссель - коднофаэному мосту дополнительныхтиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали, подключенному через подзарядный дроссель и вентильк источнику подзаряда.Недостатком указанного способаявляется то, что процесс подэаряданачинается одновременно с процессомкоммутации, Это приводит к увеличению установленной мощности источника подэаряда и ограничивает верхнийпредел выходнойчастоты инвертора,так как инвертор нормально функционирует при постоянной времени цепи ЭОподзаряда, существенно большей постоянной времени коммутации, При 1 величении выходной частоты постоянные времени цепей подзаряда и коммутации уравнивают, однако при этом имеют место перенапряжения на коммутирующем конденсаторе, на коммутирую щих и дополнительных тиристорах.Целью изобретения является повышение надежности работы инвертора во всем диапазоне регулирования,указанная цель достигается тем, что напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подэаряда подают в момент окончания очередной коммутации силовых тиристоров, Фиксируют момент заряда коммутирующего конценсатора до заданного значения, после чего отключают источник подзаряда,Отличие устройства, позволяющего осуществить способ, состоит в том, что вентиль выполнен управляемым,причем его блок управления содержит элементы включения и выключения.На чертеже представлено устройство для осуществления способа.Основные тиристоры 1-6, шунтированные диодами обратного тока 7-12, собраны по трехфазной мостовой схеме и подсоединены со стороны переменного тока к основному источнику питания Ца со стороны переменного тока - к трехфазной мостовой схеме из коммутирующих тиристоров основной частоты 13-18, общие аноды и общие катоды которых подключены через коммутирующие тиристоры тройной частоты 19, 20, соответственно к положительному и отрицательному полюсам основного источника Б, а через коммутирующий дроссель 21 - к однофазной мостовой схеме из дополнительных тиристоров 22-25 с коммутирующим конденсатором 26 в диагонали, подключен ной через подэ ар ядный дро ссель 27 и отсекающий тиристор 28 со схемой управления 29 к источнику подзаряда О, .Работа инвертора по предлагаемому способу происходит следующим образом.Пусть в начальный момент временивключены основные тиристоры 1,3 и б и конденсатор 26 заряжен с полярностью, указанной на чертежеНапряжение источника подэаряда 13выбирают, как правило, равным номинальному напряжению основного источника питания инвертора Щ . Ток нагрузки протекает по цепи: +Ч,тиристоры 1 и 3, фазы нагрузки А, В, С, тиристор б, - Б. В момент времениначала коммутации подают управляющий импульс на тиристоры 17, 20, 23,24 и начинается процесс переэаряцакоммутирующего конденсатора 26 по цепи: +О, 20,21,23,24,17, Фазы ", А,тиристор б, - Щ50 55 60 5 10 15 20 25 ЗО 35 В момент времениток э ар ядаконденсатора 26, нарастая, достигает значения, равного току нагрузки1 д, и образуется новый контур перез аряда по цепи: + 26, 24, 17, 7, 20,21, 23, -26. При этом к тиристору1 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения надиоде 7. В момент времени 1 ток конденсатора 26, уменьшаясь, снова становится равным току нагрузки 1 Н, аток через диод 7 прекращается. Интервал 1-1 определяет время восстановления запирающих свойств включаемого тиристора 1. В момент временипроцесс коммутации оканчиваетсяи напряжение на коммутирующем конденсаторе 26 меньше начального навеличину, определяемую потерями вконтуре коммутации, Для сохранениянеизменной коммутационной способности инвертора в момент временивключают цепь подзаряда коммутирующего конденсатора 26 от независимого источника Б , для чего одновременно подают импульсы управления натиристоры 23 и 24 и на отсекающийтиристор 28 от схем управления 29.Происходит подзаряд коммутирующегоконденсатора 26 по цепи; +У,27,23,26, 24, - Бп, В момент временипоокончании процесса подзаряда осуществляют принудительное выключениецепи подзаряда, для чего подают импульс обратного напряжения на электроды анод-катод отсекающего тиристора 28 от схемы управления 29,Преимущества предлагаемого способа управления: достигается полноеразделение процессов коммутации иподэаряда, уменьшается мощность источника подэаряда эа счет исключенияперенапряжений на дополнительных икоммутирующих тиристорах и на коммутирующем конденсаторе, повышаетсяна 10 - 15 надежность работы инвертора во всем диапазоне регулированияэа счет исключения возможности срывов по цепи подзаряда из-эа затяжки в выключении дополнительных тиристоров при малых обратных напряжениях,формула изобретения 1. Гпособ управления мостовым инвертором с диодами обратного тока, при котором подают управляющие импульсы на силовые тиристоры, затем подают управляющие импульсы на коммутирующие тиристоры и напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подэаряда, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, напряжение на коммутирующий конденсатор от источника подзаряда подают в момент окончания744875 10 Сост авитель И. КоротееваВ. Левятов Техред И. Нинц Корректор Е Пап дакт Подпн снотета СССРрытийая наб д, 4/5 Заказ 3677/11 Тираж 783 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Иосква, Ж, Раушсилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 очередной коммутации силовых тиристоров, фиксируют момент заряда коммутирующего конденсатора до заданного значения, после чего отключают источник подэаряда.5 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее трехфазный мост ковеиутирующих тиристоров основной частоты, общие катоды и общие аноды которых подключены через коммутирующие тиристоры тройной частоты соответственно к положительному и отрицательному полюсам основного источника, а через коммутирующий дроссель - к однофазному мосту дополнительных тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали,подключенному через подэарядный дрос.сель и вентиль к источнику подэаряда, отличающееся тем,что вентиль выполнен управляемым,причем его блок управления содержитэлементы включения и выключения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Глазенко Т.А,Гончаренко Р.В.Полупроводниковые преобразователичастоты в электроприводах. Л.,Энергия, 1969, с. 139.2. Патент США 9 3781644,кл. 321-45 С, 1973.