Устройство для управления автономным инвертором напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 02 Н 71 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Фие. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Системы управления тиристорными преобразователями частоты. М,: Энергоиздат, 1981, с.108, рис.3-32.Калашников Б.Е. и др. Системы управления автономными инверторами. М.: Энергия, 1971, с.89, рис.52. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТО - НОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и используется для защиты от перенапряжений коммутирующих тиристоров в схеме Мак-Муррея при емкостной нагрузке. Цель изобретения - повышение надежности за счет снижения перенапряжений. Силовая схема инвертора содержит источник 1, рабочиетиристоры 2, 3, диоды 4, 5, фильтр 6,Параллельно нагрузке 7 включен компенсирующий конденсатор 8, Коммутирующий блок содержит конденсатор 9; реактор 10, тиристоры 11, 12. Для управления тиристорами имеются усилители 13, 14, 16, 17 с гальваническойразвязкой, связанные входами с блоком 15 генерации управляющих импульсов, к входу которого подключен командный блок 20. В схему дополнительно введены датчик 21 тока обратныхдиодов, нуль-органы 22, 23, формирователи (дифференциаторы) 24, 25, одновибраторы 26, 27 и элементы ИЛИ 18,19, Изобретение повышает надежностьработы коммутирующих тиристоров засчет снижения перенапряжений. Цельдостигается за счет введения слежения за током коммутации. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения в переменное, нагрузка которых имеет емкастный характер, с целью защиты от перенапряжений.Целью изобретения является повышеьпе надежности эа счет снижения перенапряжений при работе на емкостную нагрузку,10 На Фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - диаграммы тока и напряжений на элементах устройства при егоработе.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения (выпрямитель с емкастным фильтрам, аккумулятор и т.п.), псцпосами соединенный с парами 20 последовательно включенных рабочих тиристоров 2 и 3 и диодов 4 и 5, Общая точка тиристорав через Фильтр б сое-. динена с нагрузкой 7, параллельно которой подключена конденсаторная бата рея 8, Второй вывод нагрузки 7 соединен со средней точкой источника 1 в случае однофазного инвертора (фиг.1). В случае мнагофазнаго инверторд этот вывод подключается к другой Фазе ин вертора или к нулевой точке нагрузок. Коммутирующий контур, состоящий из конденсатора 9 и реактора 10, включен между общей точкой коммутирующих тиристоров 11 и 12 и рабочих тиристорав 2 и 3, Коммутирующие тиристоры 11 и 12 включены последовательно между полюсами источника 1. Управляющие входы тиристарав 11 и 12 через усилители 13 и 14 с гальванической раз вязкой соединены с выходами блока 15 генерации управляющих импульсов, Тиристары 2 и 3 в цепи указанпай связи содержат наряду с усилителями 16-и 17 элементы ИЛИ 18 и 19 саответствеп-,15 на, К управляющему входу блока 15 подключен командный блок 20, подающий команду запирания включения,Датчик 21 тока включен в цепь обратных диодов, а выходом соединен с нуль-ор ганами 22 и 23, выходы которых через формирователи 24 и 25 импульсов по здднему фронту (дифферепциатары), подключены к одновибратарам 26 и 27, выходы которых соединены с элементами ИЛИ 18 и 19 соответственна.Используется инвертор по схеме Мак-Муррея, составленный из элементов 2, 3, 4 ь 5 э 9 э 10 э 11 и 12 Устройство работает следующим образом.Тиристоры 2 и 3 включаются поочередно и преобразуют постоянное напряжение источника 1 в переменное выходное, которое через фильтр 6 подается на нагрузку 7.,фильтр 6 состоит из конденсатора и реактора, настроенных в резонанс на выходную частоту инвертора, в результате чего достигается подавление высших гармоник на нагрузке 7. Возможно также выполнение фильтра б и по другим схемам, например в виде одного реактора.Для компенсации реактивной мощности нагрузки используется конденсатор 8; Так как нагрузка 7 изменяется в широких пределах, возможен емкостный характер общего сопротивления нагрузки для инвертора напряжения,Для выключения всякого очередного тиристора 3 или 2 ранее включенный тиристор 2 или 3 выключается за счет включения соответствующего коммутирующего тиристора 11 или 12.При таком включении коммутирующий контур (9, 10) создает ток навстречу проводимости рабочего тиристара (2 или 3),Блок 15, вырабатывающий сигналы на включение рабочих и коммутирующих тиристорав, выполняет функции генерации, фазиравания и распределения управляющих импульсов.Командный блок 20 служит для выработки команды пуска блока 15 генерации управляющих импульсов и необходим для нормальной работы последнего, Выходные сигналы блока 15 усиливаются усилителями .13, 14, 16 и 17,На Фиг.2 показана диаграмма тока коммутации (Т 9), напряжения на конденсаторе 9 (Н 9) и напряжения на коммутирующем тиристоре (НК), не участвующем в процессе данной коммутации,В моментвключается коммутиру 1ющий тиристар (например, тиристор 11) Да этого момента времени НК тиристора 12 было близко к нулю, так как полярность напряжения конденсатора 9 (фиг.1) была такой, что вычиталась из напряжения источника 1, В моментиэ-за включения тиристора111 к тиристору 12 прикладывается напряжение источника 1, Ток коммутации протекает через диод 4, так как тиристар 2 выключен и емкастный ток нагрузки (рассматривается именно51 О5 г 5 30 35 40 45 5 5этот режим) течет через диод 5. Вмоментток коммутации Т 9 спадаетдо нуля, конденсатор 9 заряжен допротивоположного напряжения, которое теперь суммируется с напряже"нием источника 1, прикладываясь ктиристору 12, Вдзникает скачок напряжения, который исчезает в моментС 3 (в известной схеме), когда будетподан импульс управления на тиристор3. Если этот импульс подать в момент С, то перенапряжения не будет.Именно такой режим осуществляет предлагаемая схема.Датчик 21 тока в течение всеговремени протекания тока через обратные диоды имеет выходной сигнал, который запускает нуль-орган 22 или 23(в зависимости от того, через какойдиод течек ток). При исчезновении тока по исчезновению сигнала нуль-органа 22 (23) запускается формирователь24.(25), который включает одновибратор 26 (27). Последний подает черезэлемент ИЛИ 18 (19) упреждающий сигнал на запуск соответствующего усилителя 16 (17) импульсов.Одновибраторы предназначены дляформирования импульсов длительностью,превышающей максимальную величинувременного интервала Т - й, и используются потому, что при малых токах нагрузки (меньше тока удержаниятиристора) недостаточно подачи узкогоимпульса запуска тиристора из-за возможности выключения тиристора,Невозможно обеспечить требуемуюработу схемы беэ перенапряжений программным путем без контроля за токомобратных диодов 4 и 5 или током коммутации вследствие того, что коммутирующий реактор 10 имеет нелинейныйхарактер. В ряде случаев последовательно с тиристорами включают дроссели насыщения В этих условиях длительность й - й полуволны тока Т 9коммутации будет колебаться в зави 117986симости от колебания напряжения источника 1. Кроме того, существуют .колебания этой величины в эависимости от температуры.Подача импульса ранее момента й (с целью компенсации вариаций) ведет к сквозным токаи, уменьшая КПД, если нагрузка становится индуктивной. Кроме того, возникают большие скачки токов через вводимый в работу рабочий тиристор, вследствие чего последний может повредиться,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу схемы, исключая перенапряжения. В результате повышается надежность работы и снижаютСя массогабаритные показатели эа счет снижения числа последовательно включаемых тиристоров в высоковольтных установках. Формула изобретения Устройство для управления автономным инвертором напряжения по схеме Мак-Муррея, содержащее командный блок выходами соединенный с блоком генерации управляющих импульсов, выходы которого связаны с усилителями коммутирующих импульсов, и усилители рабочих импульсов, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения перенапряжений, оно снабжено двумя элементами ИЛИ, двумя одновибраторами,двумя формирователями импульсов, двумя нуль-органами и.датчиком тока в цепи обратных диодов, выходы датчика тока через цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные нуль-орган, формирователь импульсов и одновибратор, подключены к первым входам элементов ИЛИ, выходы которых соединены с усилителями рабочих импульсов, а вторые входы соединены с блоком генерации управляющих импульсов.1511798Фие, 2Составитель В,Мальцев Редактор А.Лежнина Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле Заказ 5908/54 Тираж 608Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101