Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя

(54) УС МУТАЦИИ (57) Из технике ат ог иж м осря) ения н беспечива лряжения на СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(46) 07.11,88, Вю,( (71) Научно-нсследова 1- ектно-конструктор кий ческий институт компле привода(72) В.Т,Загорский и Г (53) 621.314,5(088,8) (56) Авторское свидете У 1169113, кл. Н 02 МАвторское свидетдл 1 Р 1091288, кл. Н 02 М ТРОЙСТВО ПРИНУДИТЕЛЬНОИ КТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯобретение относится к электрои может быть использовано для принудительной коммутации тиристоров в управляемых выпрямителях. Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения напряжения в коммутирующих цепях. Устройство содержит подключенные к сети 2 переменного тока преобразователь 7 и управляемый вентильный мост 1, Паралле;ь 5 О 11 ыходу вентшьного .1 О т а 1 )з 1."5)55.-55.5 основной 3 и Дотоли 5Ольн.й 10 кО 5 5 у 151)уи 1 нд )3 ы (КУ) е ВыхОД 5 КУ 3 чсез узе. связи 6 соединен с входо. 11 КУ 10,. Параллельно вьхоДу л)собразо)ателл 7 вклю 5 ено нагрузка 9 с соответству 505 и 511 вкодс 551 1(., 3 у 5 5,. ) О, ве 7 Гдн 1 е къ ) л 5, д 5 ф,. цс 5555;. Ого параллельно лреобразовато 15 . 5 О.ел 1 на" 511 Я ко.5 Ута н 1 нос лед 1 с 0 позвояет Осу 5 естРить1)ерс вод тока нагрузк нз цели преобразователя 7 в цепь КУ 1 О и снизить напряжение заряда КУ 10. Прн этом предварительно заряженный КУ 3 включается в цепь нагрузки последов ельно с КУ 10 и перезаряжается, К да напряжение КУ 3 станет выше сн ающегося напряжения КУ 10 ток нагрузки переводится в цепь преобразователя 7, а КУ 3, 10 запираются, приче таточное значение нап а них ниже исходного, Это о ет надежное ограничение на всех элементах устроиствФ-лы, 4 ип,5 Ю 15 2 О 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится:к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для принудительной коммутации тиристаров в управляемых выпрямителях.Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения напряжения на коммутирующих элементах.На фиг. 1 приведена Функциональная схема устройства принудительной коммутации тиристоров преобразователя; на Фиг. 2 " пример конкретной реализации устройства; на Фиг, 3- кривые токов 1 и напряжений и на коммутирующих конденсаторах и диаграмма управления, где цифры соответствуют номерам элементов устройства; на фиг, 4 - функциональная схема одного из возможных вариантов Формирователя сигналов управления устрбйством при нудительной коммутации.Устройство (Фиг. 1) содержит управляемый вентильный иост 1, подсоединенный своим входом к сети 2 переменного тока, основной коммутирующий уэел 3, подключенный входами 4 к выходу вентильного моста 1, а выходом 5 - к входу управляемого узла связи 6. Преобразователь 7 подсоединен своим входом к сети 2 переменного тока, а выводами 8 постоянного тока - к соответствующим выходам основного коммутирующего узла 3, к нагрузке 9 и к соответствующим выходам дополни.тельного коммутирующего узла 10, подключенного входом 11 к выходу узла связи 6, а другими двумя входами - к выходу вентильного моста. Выводы системы 12 управления подключены к соответствующим управляющим выводам тиристоров устройства.Преобразователь (фиг. 2) включает тиристоры 13 - 16, а вентильный мост выполнен на тиристорах 17 - 20. Основной коммутирующий узел 3 содержит тиристоры коммутирующие 21,22, зарядные 23,24, распределительные (выходные) 25,26 и коммутирующую ЬС- цепь из конденсатора 27 и дросселя 28, Узел 6 связи состоит из последовательно соединенных;гиристоров 29,30, Дополнительный коммутирующий узел 1 О состоит из тиристоров 31,32 и коммутирующей ЬС-цепи 33,34.Система 12 управления (фиг. 4) содержит устройство 35 импульсно- фазового управления (СИФУ), выдающее управляющие сигналы через усилители-Формирователи (УФ) 36 на включение тиристоров преобразователя 7 и вентильного моста 1, которое может быть выполнено любым из известных способов "вертикального" или "горизонтального" управления. Определение заднего фронта управляющего сигнала осуществляется с помощью логического элемента И 37, на другой вход которого подается напряжение смещения 11 с Сигнал заднего фронта на тиристоры 21,25,29 и 22,26,30 поступает через элемент временной задержки (таймер) Т 38, соединенный через схему ИЛИ 39 с соответствующими усилителяк-формирователями.Устройство работает следующим образом.Принцип действия устройства заключается в том, что предварительнозаряженный дополнительный коммутирующий узел 10 в момент начала коммутации преобразователя 7 по сигналу, подаваемому системой управления 12, включается параллельно преобразователю 7, что приводит к его запиранию и переводу тока нагрузки из цепи преобразователя 7 в цепь дополнительного коммутирующего узла 10 и снижению напряжения заряда коммутирующего узла 10, после чего по сигналу системы 12 управления предварительно заряженный основной коммутирующий узел 3 включается в цепь нагрузки 9 последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10, При этом основной коммутирующий узел 3 перезаряжается и в тот момент, когда напряжение перезарядившегося узла 3 станет выше продолжающего снижаться напряжения дополнительного коммутирующего узла 10, происходит включе ние преобразователо 7, при этом ток нагрузки 9 из цепи последовательно соединенных основного 3 и дополнительного 10 коммутирующих узлов переводится в цепь преобразователя 7 и коммутирующие узлы 3 и 10 запираются,В результате остаточное значение. напряжения на обоих коммутирующих узлах 3 и 10 оказывается ниже исход-, ного, что обеспечивает надежное ог" раничение напряжения на всех элементах устройства и повышение надежности путем ограничения .коммутационных напряжений.В начальный момент времени включены тиристоры 13 и 14 преобразова 3 14362 теля 7, через которые замыкается ток нагрузки 9 (направление ЭДС питающей сети 2 указано стрелкой). В моментсистема управления подает сигнал на включение тиристора 16, вследствие чего запирается тиристор 14 и в цепь нагрузки 9 вводится ЭДС сети, В следующий момент времени С включаются тиристоры 17,20,22 и 23, вследствие чего конденсаторы 27 и 34 заряжаются в колебательном режиме до напряжения величина которого зависит от угла включения а = со 1 , но не ниже, чем амплитуда напряжения сети 2, 5В момент времени з снимается сигнал управления с входа тиристора 13 и подаются включающие сигналы на входы тиристоров 15,31 и 32. При этом конденсатор 34 начинает разряжаться 20 на нагрузку 9 и вследствие того, что его напряжение выше напряжения питающей сети 2, ток, потребляемый нагрузкой из сети через тиристоры 13 и 16, спадает до нуля и тиристор 13 25 запирается обратным напрякением, равным разности напряжений конденсатора 34,и сети 2, В момент времени 4, подаются включающие сигналы на входы тиристоров 21,25 и 29, вследствие че го к тиристору 31 прикладывается обратное напряжение и он запирается, а . ток нагрузки 9 замыкается по цепи нагрузка 9 - тиристор 32 - конденсатор 34 - дроссель 33 - тиристор 2135 конденсатор 27 - дроссель 28 - тиристор 25.Одновременно конденсатор 27 пере- заряжается по цепи конденсатор 27- дроссель 28 - тиристор 29 - тиристор 21, в результате чего напряжение перезарядившегося конденсатора 27 оказывается направленным навстречу и вьг ше напряжения конденсатора 34, Разность этих напрякений, приложенная 45 в положительном направлении к преобразователю 7, приводит к отпиранию тиристоров 15 и 16, нв входы которых поданы управляющие сигналы и через которые замыкается ток нагрузки, а тиристоры 21, 25 и 32, ток через которые спадает, запираются, Конечное значение напряжения на конденсаторе 27, представляющее сумму избыточного напряжения коммутации инапряжения на конденсаторе 34, оказывается ниже исходного напряжения вследствие предварительного снижения напряжения на конденсаторе 34. Для 24подготовки к следующей коммутации в момент с включаются тиристоры 8, 19,21 и 24.Вентильный иост 1 выполнен на тиристорах для того, чтобы обеспечить заряд коммутирующих конденсаторов в колебательном режиме до напряжения более высокого, чем напряжение питающей сети 2, и тем самым повысить коммутирующую способность предлагаемого устройства.Узел 6 связи выполнен на тиристорах для того, чтобы в том случае, когда нагрузка 9 представляет собой электродвигатель, обеспечить надежную работу в режиме рекуперации энергии в сеть Ъ переменного токаФормула изобретения1. Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя,содержащее вентильный мост, входомсоединенный с выводами для подключения к сети переменного тока, основнойкоммутируюпий узел, вход которого соединен с выходом вентильного моста, аодним из выходов - с входом узла связи, преобразователь, подключенный своими выводами по постоянному току ксоответствующим другим выходам основного коммутирующего узла и к выводамдля подключения нагрузки, а выводамипо переменному току - к укаэанным выводам для подключения сети, и системууправления тиристорами, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности путем ограничения напряжения в коммутирующих цепях,введен дополнительный коммутирующийузел, один вход которого соединен свыходом узла связи, два других входа - с выходом вентильного моста, авыходы соединены с соответствующимивыходами преобразователя, причем указанные вентильный мост и узел свяэйвыполнены управляемыми, управляющиевходы вентильного моста, дополнительного коммутирующего узла и узла связи подключены к соответствующим выходам системы управления,2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, дополнительный коммутирующий узел выполненв виде последовательно соединенныхмежду собой первого тиристора, обмотки реактора, конденсатора и второготиристора.4 Устройство по и. 1, о т л и - ч а в щ е е с я тем,-что узел связи выполнен в виде цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров 5 14362243. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я ,тем, что вентильный мост выполнен в виде тиристорного моста.1436224 г Составитель Т. ДобровольскисТехред И.Ходанич Корректор, А. Обручар 6 В 130 енно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна зв Редактор А. Мотыл Заказ 5655/53Подписноекомитета СССРи открьггийская наб., д, 4/5 Государственногделам изобретениосква, Ж, Рауш гю 2 Р 1 У 17 гп