Преобразователь переменного напряжения

(55 Н 02 М 5/257 г,И С)ПИСАНИ ИЗОБРЕТ ит я институт инженеанспортаваександрова ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 21) 4618499/24-07(56) Заявка Японии йв 59-6156,кл. Н 02 М 7/515, 1976.(57) Изобретение относ с к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности. Преобразователь содержит инверторы 1 и 2, минусовые и плюсовые выводы которых перекрестно подключены к выводам двух гальванически развязанных источников питания 25, 26. Выходные выводы 32 - 37 . одноименных фаз инверторов 1, 2 формируют выводы для подключения нагрузки. Между инверторами 1, 2 включен подзарядный блок 38, конструкция которого позволяет ликвидировать возможность возникновения сквозных токов через тиристоры 3 - 14 и обеспечить запасом дополнительной энергии междуфазовые конденсаторы 15-20, 2 ил,5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 Изобретение относится к области электротехники,Целью изобретения является повышение надежности.На фиг, 1 представлена принципиальная схема предложенного устройства, на фиг, 2 - диаграммы управляющих сигналов на тиристорах.Устройство содержит два объединенных через нагрузку инвертора 1, 2 с тиристорами 3 - 14 и междуфазовыми конденсаторами 15 - 20. Инверторы 1, 2 входами 21 - 24 подключены к двум гальванически развязанным источникам питания 25, 26 с плюсовыми выводами 27, 28. Плюсовой вывод 27 через дроссель фильтра 29 соединен с входом 21 инвертора 1, Плюсовой вывод 28 через дроссель фильтра 30 соединен с входом 23 инвертора 2, Каждая фаза А, В, С нагрузки 31 включена между соответствующими выходными выводами 32 - 37. Подзарядный блок 38 содержит две цепочки на конденсаторах 39, 40 и диодах 41, 42, Аноды 43, 44 диодов 41, 42 подключены к входам 22, 24 соответственно, Параллельно каждому из разделительных конденсаторов 39, 40 подключена соответствующая первичная обмотка 45, 46 соответствующего однофазного трансформатора 47, 48. Соответствующая вторичная обмотка 49, 50 каждого из однофазных трансформаторов 47, 48 подключена к Соответствующему мостовому выпрямителю 51, 52 таким образом, что плюсовой выходной вывод 53, 54 каждого из мостовых выпрямителей 51, 52 подключен к входу 21, 23 соответствующего инвертора 1, 2, А минусовый выходной вывод 55; 56 каждого из мостовых выпрямителей 51, 52 подключен к входу 24, 22 инвертора 2, 1 соответственно. Источники питания 25, 26 содержат трансформаторы 57, 58 и выпрямители 59, 60,На фиг. 2 представлены следующие диаграммы: 61 - управляющие сигналы на тиристорах 3, 6; 62- управляющие сигналы на тиристорах 9, 12; 63- управляющие сигналы на тиристорах 5, 8; 64 - управляющие сигналы на тиристорах 11, 14; 65 - управляю-. щие сигналы на тиристорах 7, 4; 66 -управляющие сигналы на тиристорах 13, 10 Рассмотрим работу предлагаемого устройства в рабочем режиме,Допустим, что в момент 1 открыты тиристоры 7, 4 и 11, 14 согласно алгоритму управления (фиг. 2). При этом создаются следующие цепи рабочего тока: источник питания 25 - дроссель фильтра 29 - тири- стор 7 - фаза С нагрузки 31 - тиристор 4 - источник питания 25; источник питания 26 - дроссель фильтра 30 - тиристор 11 - фаза В нагрузки 31 - тиристор 14 - источник питания 26.Кроме того, одновременно осуществляется заряд междуфазовых конденсаторов 15 - 20 по следующим цепям: источник питания 25 - дроссель фильтра 29, тиристор 7 - междуфазовый конденсатор 16 - выходной вывод 34 - тиристор 14 - диод 41 - конденсатор 39 - вход 24; источник питания 25 - дроссель фильтра 29 - тиристор 7 - между- фазовый конденсатор 17 - междуфазовый конденсатор 15 - тиристор 14, диод 41 - конденсатор 39 - источник питания 25; источник питания 25 - дроссель фильтра 30 - тиристор 11 - междуфазовый конденсатор 19 - тиристор 4 - диод 42 - конденсатор 40 - источник питания 26; источник питания 26 - дроссель фильтра 30 - тиристор 11 - между- фазовый конденсатор 18 - междуфазовый конденсатор - тиристор 4 - диод 42 - конденсатор 40 - источник питания 26,Таким образом, заряд междуфазовых конденсаторов 15-20 инверторов 1 и 2 осуществляется через конденсаторы 39, 40 подзарядного блока 38.По окончании заряда междуфазовых конденсаторов 15 - 17 и конденсатора 39 происходит колебательный перезэряд конденсатора 39 через первичную обмотку 45 однофазного трансформатора 47. Энергия, накопленная на конденсаторе 39, будучи преобразована в однофазном трансформаторе 47, через мостовой выпрямитель 51 поступает на входы 21, 22 инвертора 1 (фиг. 1),В момент с 1 открываются тиристоры 3 и 6, а тиристоры 7 и 4 за счет энергии, накопленной на междуфазовых конденсаторах 15-20 и конденсаторах 39, 40, закрываются по следующим цепям, Тиристор 7; междуфазовый конденсатор 17 - тиристор 7 - тири- стор 3 - конденсатор 17; междуфазовый конденсатор 16 - тиристор 7 - тиристор 3 - междуфазовый конденсатор 15 - конденсатор 16. Тиристор 4: междуфазовый конденсатор 20 - тиристор 6 - тиристор 4 - конденсатор 20; междуфазовый конденсатор 18 - тиристор 6 - тиристор 4 - междуфаэовый конденсатор 19 - междуфазовый конденсатор 18.После закрытия тиристоров 7 и 4 энергия, накопленная в индуктивности фазы С нагрузки, разряжается через междуфазовые конденсаторы 16 и 19, перезаряжая их до обратной полярности, по цепи: фаза С нагрузки - междуфаэовый конденсатор 19 - фаза В нагрузки - междуфаэовый конденсатор 16 - фаза С нагрузки.Одновременно от источников питания 25, 26 происходит перезаряд всех междуфа 160705920 25 30 35 40 45 50 55 зовых конденсаторов 15 - 20 через конденсаторы 39 и 40 по цепям: междуфазовый конденсатор 15 - источник питания 25 - дроссель фильтра 29 - тиристор 3 - между- фазовый конденсатор 15 - тиристор 14 - диод 41 - конденсатор 39 - источник питания 25.Междуфазовые конденсаторы 17, 16. источник питания 25 - дроссель фильтра 29 - тиристор 3 - междуфазовый конденсатор 17 - междуфазовый конденсатор 16 - тиристор 14 - диод 41 - конденсатор 39 - источник питания 25.Междуфазовый конденсатор 18: источник питания 26 - дроссель фильтра 30 - тиристор 11 - междуфазовый конденсатор 18 - тиристор 6 - диод 42 - конденсатор 40 - источник питания 26.Междуфазовые конденсаторы 19, 20: источник питания 26 - дроссель фильтра 30 - тиристор 11 - междуфазовый конденсатор 19 - междуфазовый конденсатор 20 - тири- стор 6 - диод 42 - конденсатор 40 - источник питания 26.Таким образом, к очередной коммутации (в момент 1 г) тока с тиристоров 11 и 14 на тиристоры 13 и 10 все конденсаторы окажутся заряженными с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках, Через конденсаторы 39 и 40 рабочие токи не проходят, Эти конденсаторы формируют цепи заряда между- фазовых конденсаторов 15-20,Величина энергии, накапливаемой на каждом из перечисленных конденсаторов зависит от соотношения величин емкостей конденсаторов 39, 40 и междуфазовых конденсаторов 15 - 20 и от величины коэф-. фициента трансформации импульсных трансформаторов 47, 48.Массогабаритные показатели конденсаторов штатных конденсаторов инверторов тока зависят, как известно, от соз р нагрузки. Поэтому инвертор тока имеет большую электромагнитную совместимость с синхронным двигателем, так как в этом случае потребуется компенсировать значительно меньшую часть реактивной составляющей электрической энергии, чем, например, при использовании в качестве нагрузки асинхронного двигателя.Таким образом, предлагаемая схема группового преобразователя не вносит изменений в рабочие режимы каждого из включенных в него типовых инверторов тока.Допустим, что по каким-либо причинам, например, из-за сбоев в системе управления, не произошла очередная коммутация тока в момент т 1 с тиристора 4 на тиристор 6. А коммутация тока с тиристора 7 в цепь тиристора 3 осуществлялась по заданному алгоритму, Тогда рабочий ток через тири- стор 4 не замыкается, так как для этого не создается соответствующего замкнутого контура. Через тиристор 4 осуществляется только доэаряд междуфазового конденсатора 19 по цепи: источник питания 26 - дроссель фильтра 30 - тиристор 11 - между- фазовый конденсатор 19 - тиристор 4 - диод 42 - конденсатор 40 - источник питания 26. По окончании этого процесса ток дозаряда междуфазового конденсатора 19 спадает до нуля, в результате чего создаются условия для восстановления запирающих свойств тиристора 4. Таким образом, при сбое коммутации в таком устройстве условия сквозного короткого замыкания исключаются.Допустим, что тиристор 4 не закрылся по каким-либо причинам к моменту тг. В этом случае для типового инвертора тока в момент г наступает режим сквозного короткого замыкания по фазе С инвертора.В изобретении этот режим не приводит к сквозному опрокидыванию работающих на одну нагрузку инверторов тока. А именно, в момент сг создается следующий контур тока: источник питания 26 - дроссель фильтра 30 - тиристор 13 - тиристор 4 - диод 42 - конденсатор 40 - источник питания 26, Т.е. как и в предыдущем варианте (при сбое в системе управления) создается контур дозаряда конденсатора 40, По окончании дозаряда ток через тиристоры 13 и 4 прекращается. Таким образом, этот режим также не является аварийным, не приводит к невосстанавливаемому отказу и не нарушает технологический цикл работы привода (замена вышедшего из строя блока силового модуля может быть произведена при очередной остановке экипажа по графику),Аналогичные выводы можно сделать и в том случае, если пробитыми окажутся оба тиристора 13 и 4 в одной фазе инвертора 2 в предлагаемом преобразователе,Предлагаемый групповой преобразователь тока может найти широкое применение как в преобразователях общепромышленного назначения, например, с трансформаторной нагрузкой, так и в высоковольтном тяговом электроприводе с синхронными тяговыми двигателями. Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения, содержащий два обьединенных через нагрузку инвертора, каждый из которых содержит междуфазовые конденсаторы и подключен входами к двум гальванически развязанным выводам для подключения источника питания, к плюсовому выводу для1607059 ставитель И,Головиновхред М,Моргентал актор О,Спесивых Корректор О,Кравцова Заказ 3554 Тираж 496 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 подключения каждого иэ которых через свой дроссель фильтра подключен плюсовой вывод соответствующего инвертора, о тличающийся тем,что,сцвлью повышения надежности, введен подэарядный блок, минусовый вывод каждого из инверторов подключен к минусовому выводу для подключения противоположного источника питания, плюсовой вывод для подключения которого соединен с другим инвертором, каждый фазный вывод для подключения нагруЗки включен между выходными выводами одноименных фаэ обоих инверторов, кроме того, подзарядный блок выполней в виде двух цепочек из последовательно соединенных конденсатора и диода, анод каждого из которых подключен к минусовому выводу соответствующего инвертора, а свободный вывод конденсатора подключен к минусовому выводудругогоин вертора, причем параллельно каждому изконденсаторов цепочек подключена первичная обмотка соответствующего однофазного трансформатора, вторичная обмотка каждого из которых подключена к диагона ли переменного тока соответствующего мостового выпрямителя, при этом плюсовой вывод каждого из мостовых выпрямителей подключен к плюсовому выводу соответствующего инвертора, а минусовой вывод 15 каждого из выпрямителей подключен к минусовому выводу другого инвертора.