Реверсивный по цепи питания преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное

СОЮЗ СО 6 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 1 4 Н 02 М 7/515 В.13 чя л . ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ реобежом: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ С ЕТЕЛ(71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода(56) Заявка ФРГ Ф 2747449. Тиристорная цепь с принудительной коммутацией. - Изобретения за рубежом: Бюллетень, 1978, М 7-13, с35,Заявка Японии У 55-37190. Устройство для преобразования частоты, Изобретения эа рубежом; Бюллетень, 1981, йф 5-13, с. 73.ЕПВ (ЕР). Заявка Р 0058528. П раэователь. - Изобретения эа руб Бюллетень, 983, У 17-125, с. 26. Быков ). Г, Преобразователи частоты для электроподвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями. Электротехн. промышл, Сер.: Преобраз. техника, 1980, вып, 3 (122), с9. (54) РЕВЕРСИВНЫИ ПО ЦЕПИ ПИТАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано, в частности, в автономных инвертпрах напряжения электровозов переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями. Целью является повышение КПД путем снижения коммутационных напряжений на тиристорах ос- ф новного и обратного мостов. Устр-во содержит реверсивный источник 1 питания, два фильтровых конденсатора 2 и 3; подсоединенных своими выводами к шинам реверсивного источника нита1379919 цця, коммутирующую 1.С-цепь 4 и 5,подсоединенную одним выводом к общейточке соединения фильтровых коцденсаторон и другим выводом к выводупервичной обмотки трансформатора (Т)6, дне пары встречно-параллельновключенных коммутцруюших тиристоров9-12, три трехфазных моста главных13-18, обратных 9-24 и распределительных 25-30 тиристорон, подсоедиИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано н тиристорцых преобразователчх частоты, в частности в автономнь.х инверторах напряжения злектрово.-,он переменного тока с асинхроннымитяговыми двигателями.Цель изобретения - повышение КПДпутем снижения коммутационных напря 10жеций ца тиристорах основного и обратного мостов.11 а фиг.1 изображена принципиальная схема преобразователя постоянногонапряжения в трехфаэное переменное;ца фиг,2 и 3 - диаграммы токов, напряжений и управляющих импульсов, поясняющие его работу,Преобразователь постоянного нагряжения в трехфазное переменное напря 20жение (фиг.1) содержит реверсинныйисточникпитания, фильтровые конденсаторы. 2 и 3, коммутирующую ЬСцепь 4 и 5, трансформатор 6 с двумяобмотками 7 и 8, коммутирующие тиристоры 9-2, трехфазный мост основныхтиристорон 13-18, трехфазный мост обратных тиристоров 19-24, трехфазныймост распределительных тиристоров 2530, источник 3 подзарядного напряжения состоящий из зарядного мостана тиристорах 32-35, резисторов 36ц 37 обратного моста ца диодах 38 УФ41, фильтрового конденсатора 42, диодного моста 43-46, блока 47 управцецця.35Выводы переменного тока трехфазцых мостов основных, обратных и распределительных тиристоров соединеныс выводами трехфазцой нагрузки А, В,цеццьх выводами переменного тока кнагрузке, источник 3 зарядного напряжения, подсоединенный к выводамкоммутирующей ЬС-цепи, Обмотка 7 Т 6подсоедицеца к выводам источника 31зарядного напряжения к ныноду коммутирующей ЬС-цепи и к общей точке соединения коммутирующих тиристоров 92. 3 ил. С. Выводы постоянного тока моста главных и обратных тиристоров подсоединены к шинам реверсивного источника 1 питания и к выводам фильтровых конденсаторов 2 и 3 и коммутирующих тиристоров 9-12, коммутирующая ЬС- цепь 4 и 5 подключена к средней точке фильтровых конденсаторов 2 и 3 и к выводу первичной обмотки 8 трансформатора 6, другой вывод первичной обмотки 8 подсоединяется к общей точке соединения коммутирующих тиристоров 9-12, выводы постоянного тока распределительных тиристоров 25-30 соединяются с выводом коммутирующего трансформатора и коммутирующей ЬС-цепи. Зарядный мост на тиристорах 32- 35 и обратный мост на диодах 38-41 подключены к выводам 48-51 соответственно. Вторичная обмотка 7 трансформатора 6 соединяется с выводами 50 и 51 источника 31 подэарядного напряжения и включается в диагональ переменного тока диодного моста 38-41, подсоедиценного к выводам источника питания, состоящего из диодного моста 43-46 и фильтрового конденсатора 42, к выводам которого подключен мост зарядных тиристоров 32-35. Выводы переменного тока диодного 38-4 и тиристорного 32-.35 мостов через резисторы 36 и 37 соединяются между собой. Коммутирующий конденсатор 4 подключается к выводам 48 и 49 источника подзарядного напряжения и включается в диагональ моста зарядных тиристоров 32-35, выводы 52 и 53 источника 31 подзарядного напряжения подсоединяют- ся к системе электроснабжения. Выводы управления тиристоров 9-30 и 32- 35 подсоединяются к выходу блока 47 управления, на вход которого подается сигнал задания выходной частоты.На фиг.2 приняты обозначения: У, Ц , Ц , 1, 1, 1 С - напряжения и токи фаэ А, В, С нагрузки.Работа преобразователя постоянного напряжения в трехфазное перемен ное напряжение в режиме тяги заключается в следующем.Предположим, что согласно диаграмме управления (фиг.2) на интервале времени й,-Т, включены главные тиристоры 13, 17 и 22 и конденсатор 4 заряжен полярностью напряжения, указанной на фиг.1.,Тог нагрузки 1 д протекает по цепи; источник 1 питания, тиристор 3, фаза А, фаза С, тиристор 20 22, а также источник 1 питания, тиристор 17, фаза В, фаза С. В момент времени т, (фиг,2) включают тиристор 14. Для выключения тиристора 13 включают тиристоры 11 и 25. При этом ток 25 нагрузки начинает вытесняться из тиристора 13 током перезаряда ЕС-цепи 4 и 5 по контуру: 4, 5, 25, 13, 2, 4. В момент выключения тиристора 13 избыточный ток перезаряда конденсато ра 4 замыкается по цепи: 4, 5, 8, 11, 2, 4, вследствие чего напряжение первичной обмотки 9 трансформатора 6 прикладывается в обратном направлении к выключенному тиристору 13фиг.1 ) по цепи: +8, 25, катод 13; -8, 11, анод 13. При этом ток нагрузки протекает по цепи; 1, 2, 4, 5, 25, А, С, 22, 1. В момент времени, когда избыточный ток перезаряда конденсато ра 4 становится равен току нагрузки и он перезаряжается на противоположную полярность, начинается процесс выключения тирнсторов 11 и 25, вследствие чего энергия, запасенная током 45 нагрузки в коммутирующем реакторе 5, эакачивается в фильтровой конденсатор 2, При этом со сдвигом во времени, равном схемному времени выключения, создаваемым действием узла принудительной коммутации, включается обратный тиристор 16 и ток нагрузки 1 замыкается по цепи: фаза А, фаза С, 18, 20, фаза А. При этом в про" цессе восстановления вентильных свойств к выключенным тиристорам 1455 и 20 прикладывается сумма напряжений, не превыщащая напряжения Б, источника 1 питания и напряжения первичной обмотки 8 трансформатора 6. Таким об- . разом, введение трансформатора позволяет снизить уровень коммутационных напряжений, прикладываемых в процессе коммутации к тиристорам преобразователя, до величины, равной Б + + 100 (В). По окончании процесса коммутации со сдвигом во времени включают зарядные тиристоры 32 и 35, вследствие чего конденсатор 4 дозаряжается по цепи: 42, 32, 4, 35, 42.Процесс выключения основных тиристоров катодной группы рассмотрим на примере выключения тиристора 18. К моменту времени С на интервале времени с,-с проводят ток тиристоры 14, 15 и 8 (фиг.2) и конденсатор 4 заряжен полярностью напряжения, указанной в скобках (фиг.1). В момент времени с включают тиристоры 12 и 30, вследствие чего тиристор 18 выключается перезарядом конденсатора 4 по цепи: 4, 3, 18, 30, 5, В момент выключения тиристора 18 избыточный ток перезаряда конденсатора 4 замыкается по цепи: 4, 3, 12, 8, 5, 4 и напряжение обмотки 8 трансформатора 6 прикладывается плюсом к выключенному тиристору по цепи: +8, 12 катод 22, минусом по цепи -8, 30, анод 22.При смене знака напряжения реверсивного источника 1 питания (полярность напряжения указана в скобках) выключение основных тиристоров 13-18 преобразователя осуществляется за счет естественной коммутации, а вьгключение обратных тиристоров 19-24- принудительно. Так, например, для выключения тиристоров 20, 22 и 24 анодной группы вклочают распределительные тиристоры 25, 27 и 29 и коммутирующий тиристор О. При этом минус обмотки 8 трансформатора по цепи тиристора 10 прикладывается к анодам тиристоров 20, 22 и 24, а плюс через распределительные тиристоры 25, 27 и 29 - к катодам, причем избыточный ток конденсатора 4 замыкается по цепи: +4, 5, 8, 10, 3, 4. Аналогично для выключения тиристоров 19, 21 и 23 катодной группы включают коммутирующий тиристор 9 и распределительные тиристоры 26, 28 и 30, вследствие чего плюс обмотки 8 по цепи тиристора 9 прикладывается к катодам тиристоров 19, 21 и 23, минус через распределительные тиристоры 26, 28 и 30 - к анодам тиристоров 19, 21 и 23, а избыточныйток переэаряда конденсатора 4 замыкается по цепи: 4, 2, 9, 8, 5 и 4. Подключение вторичной обмотки 7 трансформатора 6 к клеммам 50 и 51 и включение се в диагональ диодного мостаобратных диодов позволяет ограничивать напряжение на первичной обмотке 8 на уровне, равном Пп /К, (гдеБ - напряжение на обмотке 7, а 1 ОК, - коэффициент трансформации трансформатора 6).Формула и э обретения15Реверсивный по цепи питания преобразователь постоянного напряжения в трехфаэное переменное, содержащий два встречно-параллельно включенных тиристорных моста, мост распредели- О тельных тиристоров, причем выводы переменного тока трех укаэанных мостов объединены, образуя выходные выводы преобразователя, два последовательно соединенных и включенных между шина ми питания фильтровых конденсатора, подключенную между этими шинами пи 1 тания цепочку из двух последовательно соединенных коммутирующих ключей,каждый иэ которых выполнен в видевстречно-параллельно соединенных коммутирующих тиристоров, коммутирующуюЬС-цепь, включенную между точкой соединения указанных фильтровых конденсаторов и точкой объединения выводовпостоянного тока моста, источник подэарядного напряжения, через зарядныетиристоры связанный с обкладками коммутирующего конденсатора, и блок управления тиристорами, а также выпрямитель, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения КПД путем снижения коммутационных напряжений на тиристорах основного и обратного мостов, он снабжен трансформатором, первичная обмотка которого включена между точкой объединения выводовпостоянного тока моста распределительных тиристоров и точкой соединения указанных коммутирующих ключей,а его вторичная обмотка через выпрямитель подключена к источнику подзарядного напряжения.оставитель Гехред И.Дидик Корректор Н. Корол едактор А,Козори каз 991/5 одписио Проектная, 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г, Уяг 7 Тирак 665 ВНИИИИ Государственногпо делам изобретении 13035, Москва, Ж, Рауш комитета СССРи открытий кая наб., д, 4/5