Автономный инвертор напряжения

(51) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-исследовательский, про ектно-конструкторский и технологический институт комплексногоэлект ропривода(56) Авторское свидетельство СССР У 1091288, кл. Н 02 М 7/515, 1984.Гу-.ников В,С. Интегральная электроника в измерительных устройствах Энергия, 1980, с. 171, 203, 229,Авторское свидетельство СССР У 1203675, кл. Н 02 М 7/515, 1984.(54) АВТОНОМНЬИ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте. Целью изобретения является повышение надежности.Устройство содержит мосты основных2 и обратных 3 тиристоров. Основной8 и дополнительный 10 коммутирующиеузлы соединены между собой черезузел связи 9, Дополнительный коммутрующий узел 10.включается в моментначала коммутации параллельно нагрузке 4 через мост распределительных тиристоров 5. Основные тиристоры 2 запираются разностью напряженийузла 10 и основного источника 1. Затем последовательно с узлом 10 включается. узел 8, который через узелсвязи 9 запирает один из тиристоровузла 10. Ток нагрузки 4 перезаряжает узел 8 и затем переводится в цепьодного из обратных тиристоров 3.3 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в регулируемых электроприводах переменного тока, в частности для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте.Целью изобретения является повышение надежности.10На фиг. 1 приведена функциональная схема автономного инвертора напряжения с примером конкретной реализации отдельных блоков; на фиг, 2 - диаграмма импульсов управления, поясняющая один из возможных способов управления, причем номерация импульсов совпадает с номерацией элементов; на Фиг. 3 - Функциональная схема одного из возможных вариантов Формиро 1 вателя сигналов управления автоном,ного инвертора напряжения.Устройство содержит основной источник 1 постоянного напряжения, мост 2 основных и мост 3 обратных ти ристоров, соединенных своими входами с шинами основного источника 1 постоянного напряжениянагрузку 4, сое-. диненную с объединенными выводами переменного тока обоих мостов, мост 5 распределительных тиристоров, соединенньй своими выводами переменного тока с нагрузкой 4, дополнительный источник 6 постоянного напряжения, диодный мост 7, выводы переменного тока которого соединены с выводами основного источника 1 постоянного напряжения, а выводы постоянного тока соединены с выводами дополнительного источника 6 постоянного напряжения, основной коммутирующий узел 8, входы которого соединены с выводами дополнительного источника 6 постоянного напряжения, узел 9 связи, входные, выводы которого соединены с выходным выводом основного коммути" рующего узла 8, а выходные выводы соединены с входными выводами моста 5 распределительных тиристоров, выводами дополнительного источника 6 пос-. тоянного напряжения, дополнительный коммутирующий узел 10, входные выводы которого соединены с выходными выводами узла 9 связи, а выходные выводы соединены с входными выводами моста 5 распределительных тиристоров систему 11 управления, выходы кото- рой подсоединены к соответствующим управляющим выводам тиристоров уст-,ройства. Мосты 2, 3 и 5 состоят из тиристоров 12-29, а мост 7 из диодов 30 - 33. Коммутирующий узел 8 представляет собой мост на тиристорах.34-37 с коммутирующими конденсатором 38 и дросселем 39 в диагонали. Узел 9 связи состоит из тиристоров 40-43 связи, а дополнительный коммутирующий узел 10 - из тиристоров 44 и 45 из дополнительных конденсатора 46 и дросселя 47.Принцип действия предлагаемого устройства в режиме потребления энергии нагрузочной машиной заключается в том, что предварительно заряженный дополнительный коммутирующий узел 10 в момент начала коммутации по сигналу системы 11 управления через мост 5 распределительных тиристоров включается параллельно нагрузке 4, вследствие чего ток нагрузки 4 переводится из цепи основных тиристоров 2 в цепь дополнительного коммутирующего узла 10, и основные тиристоры 2 запираются разностью напряжений дополнительного коммутирующего узла 10 и основного источника 1 постоянного напряжения, при этом напряжение на конденсаторе дополнительного коммутирующего узла 10 снижается,. Затем по сигналу системы 11 управления последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10 включается основной коммутирующий узел 8, который через узел связи запирает один из коммутирующих тиристоров дополнительного коммутирующего узла 10.Ток нагрузки 4, протекая через последовательно соединенные основной 8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы, перезаряжает основной узел 8 и, когда его напряжение оказывается направленным навстречу и выше напряжения дополнительного узла 10, по сигналу системы 11 управления включает", ся один из обратных тиристоров 3 и ток нагрузки 4 переводится в его цепь, вследствие чего остаточное напряжение обоих коммутирующих узлов 8 и 10 в конце коммутационного процесса оказывается ниже его начального значения, что обеспечивает надежное ог раничение напряжения на всех элементах устройства и достижение поставленной цели.Устройство позволяет испольэовать его в режиме рекуперации энергии нагрузочной машиной при неизменном направлении тока и изменении полярности напряжения в звене постоянного тока.Согласно диаграмме управления(фиг2) предлагаемый автономный ин вертор напряжения работает следующим образом.Допустим, в начальный моментвремени включены тиристоры 12, 15 и 1016 основного тиристорного моста 2,знаки зарядов коммутирующих конденсаторов 38 и 46 показаны на фиг. 1. В момент времени С снимается сигнал управления с тиристора 16 и подается с заДержкой на тиристор 17, одновременно со снятием сигнала с тиристора 16 включаются тиристоры 44 и 45 дополнительного коммутирующего узла 10 и тиристоры 27 и 28 распределительного моста 5. Ток разряда коммутирующего конденсатора 46 замы,. кается по цепи 46-47-45-27-4-28-44- 46 и разность напряжений конденсатора 46 и основного источника 1 пос , тоянного напряжения оказывается при-.ложенной к тиристорам 15 и 16 в обратном направлении, что приводит к снижению протекающего через них тока. Поскольку ток в цепи тиристора16 ниже тока тиристора 15, то запирается тиристор 16, а тиристор 15 остается включенным. В момент временивключается тиристор 35 основйного коммутирующего узла 8 и подается сигнал на включение тиристора 23 моста обратных тиристоров 3Ток конденсатора 38 по цепи 38-39-41-45- 5-38 запирает коммутирующий тирис. ор 45 дополнительного коммутирующего узла 10 и, замыкаясь затем по цепи 38-39-41-27-4-28-44-46-47-35-38, перезаряжает конденсатор 38, продолжая разряжать конденсатор 46. Одновременно по цепи тиристора 43 узла 9 связи: 38-39-43-35-38 обеспечивается независимый от величины тока нагрузки перезаряд конденсатора 38. В тот момент, когда напряжение перезарядившегося конденсатора 38 окажется выше напряжения конденсатора 46 их разность по цепи: 38-35-47-46- 44-29-23-15-27-41-39-38 приведет к отпиранию тиристора 23 моста обратных тиристоров 3, к замыканию тока нагрузки по цепи: 4-23-15-4 и к запиранию тиристоров 35, 44, 28, 27 и 41, Затем по цепям: 6-35-38-39-36 6 и 6-47-46-6 произойдет доэаряд коммутирующих конденсаторов основного 8 и дополнительного 10 узлов.Последующие коммутации осуществляются аналогично описанной в соответствии с диаграммой управления тиристорами, приведенной на фиг. 2.Система управления, выполненная по известной схеме (фиг. 3), состоит из задатчика 48 импульсов, выполненного в виде тактового генератора, выдающего простую последовательность однополярных импульсов, распределителя 49 импульсов, например регистра сдвига, логических элементов И 50-55 и ИЛИ 56-63 устройств 64-67 задержки времени (одновибраторов, линий задержки) и выходных усилителей-формирователей 68-95. Блоки 64-95 могут быть выполнены согласно (2),формула изобретенияАвтономный инвертор напряжения, содержащий подключенные к выводам основного источника постоянного напряжения трехфаэные мосты основных и обратных тиристоров, выводы переменного тока которых объединены и подключены к выходным выводам и выводам переменного тока трехфазного моста распределительных тиристоров, диодный мост, выводы переменного тока которого соединены с выводами основного источника постоянного напряжения, а выводы постоянного тока - с выводами дополнительного источника постоянного напряжения и с входом двухтактно- го узла принудительной коммутации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительным коммутирующим ,узлом и узлом связи, выполненным в виде четырех попарно-последовательно- согласно соединенных тиристоров связи, общие точки которых объединены и подключены к выходу двухтактного узла принудительной коммутации, причем первая пара тиристоров связи соединена с выводами постоянного тока моста распределительных тиристоров. разноименными электродами и с тиристорами дополнительного коммутирующего узла:одноименными электродами, а вторая пара тиристоров связи подклю- . чена во встречном направлении к дополнительному источнику постоянного напряжения, эашунтированному после5 14712696довательной ЕС-цепочкой дополнитель- между двумя упомянутыми тиристораминого коммутирующего узла, включенной этого узла. Кравцова,рек каз 1615/5 Тираж 645 ис КНТ СССР В. Узтород, ул. Гагарина,10 Составитель И. Жеребинаедактор Г, Гербер Техред Л. Олийнык Государственного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская роизводственно-издательский комбинат Пате открытиям