Трехфазный инвертор напряжения

СОЮЗ СОЕЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ЯО 14362 2 И 7 515 ЫЙ КОМИТЕТ СССРРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ мотки 30-32 тр-ровны в фазы А,В,Са, а вторичные обиагонали подзаряддах 39-50, Выходыены в отдельную а ото дрова лючен подзарядныи конденсатор Выводы переменного тока моста утирующих тиристоров 16-21 чекоммутирующие конденсаторы 25- цроссели Ь 0-62 соединены с вь по 53 251,омез7 водами переменного торов 1-.б. К точка денсаторов 25-27 и подключены подзаря 58Отрицательный динен с отрицатель фазных мостов на д позволяет обеспечи 54) ТРЕХФАЗНЫИ57) Изобретеназовательной ИНВЕРТОР НАПРЯГ относится к прхнике. Пелъю яв яета в повышение надежи сти инвертор режимах раб о подзаряда оров устр-в х тиристоров ы пусковом и то моз омутем дополнительно утирующих конденса одержит мост главн аряд конденсатоавтоматическии поров 25-27. 3 ил.(71) Ленинградский институтров железнодорожного транспоим.акад.В.Н.Образцова(56) Заявка Японии 5 51-30кл. Н 02 М 7(515, 1976.Авторское свидетельство ГВ 1319209, кл. Н 02 М 7/515,1-6, Первичные о тока 33-35 включ нагрузки инверто мотки 36-38 - в ных мостов на ди последних объеди сеть постоянного тока моста тирисм соединения кондросселей 60-62 дные тиристоры 56- входной вывод соеным выводом одно- иодах 39,50, что ть бесперебойныйИзобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к мостовым тиристорным инверторам, работающим в тяговом приводе с бес" коллекторными двигателями.В пусковых и тормозных режимах тягового элйктропривода, соответствующих малым значениям напряжения в звене постоянного тока и большим 10 значениям тока нагрузки, требуется обеспечить надежную коммутацию инвертора, сохранив допустимые габариты коммутирующих устройств.Цель изобретения - повышение на дежности инвертора в пусковом и тормозном режимах работыпутем дополнительного подзаряда коммутирующих ,конденсаторов.На фиг.1 приведена принципиальная 20 электрическая схема трехфазного инвертора напряжения; на фиг,2 + схема формирователя импульсов управления подзарядными тиристорами; на фиг.З - диаграмма импульсов управления всеми тиристорами инвертора.Трехфазный инвертор напряжения (фиг, 1) содержит трехфазный мост главных тиристоров 1-6, зашунтированных обратными диодами 7-12, и 30 конденсатор Фильтра 13, подключенные к выводам (шинам) 14 и 15 постоянного тока инвертора, трехфазный мост коммутирующих тиристоров 16-21, из которых тиристоры 19, 21 и 17 катодных плеч инвертора своими катодами подключены к основной минусовой шине 15 постоянного тока. Средняя точка 22 (23,24) каждой фазной пары коммутирующих тиристоров 16,19(18,21 40 и 20,1) через свою коммутирующую цепь, содержащую конденсатор 25 (26,27), соединена со средней точкой 28(29,30) своей фазной пары главных тиристоров 1,4 (3,6 и 5,2), которая 45 через первичную обмотку 30(31,32) фазного трансформатора 33 (34,35) тока соединена со своей Фазой А(В,С) нагрузки. Вторичная обмотка 36 (37, 38) каждого из трансформаторов 33 (34,35) тока включена в диагональ переменного тока своего однофазного подзарядного моста на диодах 39-42 (43-46, 47-50), одноименные выводы, постоянного тока каждого иэ которых объединены общими подэарядными выводами 51 и 52, к которым подключен подзарядный конденсатор 53, причем к сложительному подзарядному выводу 51 одним своим концом (точка 54) подключен подзаряцный дроссель 55, Кроме того, инвертор содержит подзарядные тиристоры 56-58 и блок 59 управления (фиг.2).В коммутирующую цепь (точки 22 и28,23 и 29, 24 и 30) каждой фазыА,В,С последовательно с конденсатором 25 (26,27) включен к средней точке 28 (29,30) главных тиристоров1,4 (3,6 и 5,2) своей фазы А(В,С).А другой его конец 63 (64,65), соединенный. с коммутирующим конденсатором 25 (26,27) своей Фазы А(В,С),подключен к катоду Фазного подзарядного тиристора 56 (57,58).Аноды подэарядных тиристоров 5658 всех фаз А,В.С соединены, образуя общий дополнительный вывод 66,к которому подключены аноды коммутирующих тиристоров 16,18,20 всеханодных плеч инверторов, второй конец 67 подзарядного дросселя 55 икатод (точка 68) дополнительного диода 69, анод которого подключен кположительному выводу 14 инвертора,а отрицательный подзарядный вывод52 объединен с выводом 15.Управляющие электроды подзарядныхтиристоров 56-58 подключены к формирователю 70 сигналов управления подэарядных тиристоров (фиг.2) системыуправления 59.Формирователь 70 сигналов управления (фиг;2) подзарядных тиристоров 56-58 состоит иэ трех логическихэлементов НЕ, являющихся стандартными микросхемами серии КИ 155. ЛН 2.Блок 59 управления глодает сигналыуправления на открытие главных тиристоров 1-6 и коммутирующих тиристоров 16-21 согласно диаграмме импульсов, представленной на фиг.З. Вуказанной системе управления исполь.зуется 150-градусный закон управления с длительностью сигналов управления главными тиристорами 1-6150 эл.град, и коммутирующими тиристорами 16-21 120 эл.град,Инвертор работает следующим образом.При подаче напряжения питанияна выводы 14 и 15 (фиг.1) инверторапроисходит заряд до напряжения 0-П 1фильтрового конденсатора 13 по цепивывод 14 - конденсатор 13 - вывод15, и подзарядного конденсатора 53по цепи вывод 14 - диод 69 - точка14362 Таким образом, подзаряд коммутирующего конденсатора происходит автоматически и бесперебойно, так как на подзарядных выводах 51 и 52 диодных мостов постоянно присутствует дополнительное напряжение постоянного тока. И оно будет сохраняться до тех пор, пока в нагрузке,не закончатся электромагнитные процессы, т.е. пока нагрузка обтекается током,68 - точка 67 - подзарядный дроссель 55 - точка 54 - конденсатор 53,вывод 52 - вывод 15. При этом дроссель 55 ограничивает скорость нарас 5тания тока Й/Й в цепи заряда конденсатора 53. Таким образом, при подаче питающего напряжения на выводы14 и 15 инвертора практически сразуже происходит заряд конденсатора 53 10до напряжения ББПри работе инвертора на .нагрузкуА,В,С первичные обмотки 30-32 трансформаторов 33-35 тока обтекаются током нагрузки. Токи вторичных обмоток 1536-38 выпрямляются подзарядными диодными мостами 39-42, 43-46 и 47-50,в результате чего на выводах 51 и52 постоянно имеется выпрямленноенапряжение, которое дозаряжает подзарядный конденсатор 53 до напряжения, равного 05=0+Дц.Далее рассмотрим работу инверторана примере одной Фазы, например фазы А. Допустим, что от блока 59(фиг.2) поданы управляющие импульсына главные тиристоры 1 и 6 и на коммутирующий тиристор 19 (фиг.З), Создаются две цепи тока. Первая цепльвывод 14 источника питания - тиристор 1 - фаза А и В нагрузки инвертора - тиристор 6 - вывод 15 источникапитания. Вторая цепь - цепь зарядакоммутирующего конденсатора 25: вывод 14 - тиристор 1 - точка 2835дроссель 60 - точка 63 - конденсатор 25 - точка 22 - коммутирующийтиристор 19 - вывод 15 источникапитания, Дроссель 60 при этом ограничивает скорость нарастания токачерез тиристоры 1 и 19. В результатезаряда конденсатора 25 на его правойобкладке устанавливается положительный потенциал, а на левой - отрицательный. По окончании заряда конденсатора 25 тиристор 19 закроется, таккак ток заряда конденсатора 25 снизился до нуля. И, таким образом,конденсатор 25 готов к последующейкоммутации.В пусковых или тормозных режимах,а также при кратковременных просадках напряжения в силовой сети инвертора, когда напряжение на входе инвертора ниже порогового значения, а55ток инвертора превышает пороговоезначение, коммутирующей способностиконденсатора 25 не достаточно длянадежной коммутации. главных тирис 454торов. Для этого необходимо заранееподзарядить конденсатор 25, что обеспечивается включением по блоку 59управления одновременно с открытиемглавного тиристора 1 и коммутирующего тиристора 19 (по фазе А) ещеи подзарядного тиристора 56. Сигнална включение подзарядного тиристора56 индентичен сигналу на включениекоммутирующего тиристора 19. В результате создается цепь подзарядаконденсатора 25 от источника подзаряда, т.е. от лодзарядного конденсатора 53, а именно: точка 54 конденсатора 53 - подзарядный дроссель55 - точка 67 - точка 68 - вывод66 - подзарядный тиристор. 56 " точка63 - конденсатор 25 - точка 22коммутирующий тиристор 19 - вывод15 - вывод 52 - конденсатор 53. Этовозможно потому, что благодаря прохождению тока через нагрузку инвертора на выводах 51 и 52 подзарядногоисточника появляется дополнительноенапряжение, которое накапливаетсяна конденсаторе 53, а последний приописанных условиях дозаряжает конденсатор 25. При этом величина напряжения на конденсаторе 25 становится большер чем величина У=ПИ025,тем самым обеспечивается надежнаякоммутация тиристоров фазы,Аналогично происходит подзарядконденсатора 25 при противоположнойполярности его, указанной на Фиг.1в скобках, когда работает катодноеплечо фазы А. При этом от блока 59,управления (фиг.2) подаются управляющие импульсы на коммутирующий тиристор 16 и главный тиристор 4(фиг.З). Создается цепь подзарядаконденсатор 53 - точка 54 - дроссель55 - точка 67 - точка 68 - коммутирующий тиристор 16 - точка 22 -конденсатор 25 - точка 63 - дроссель60 - точка 28 - главный тиристорвывод 15 - вывод 52 - конденсатор 53,1436245 0 1 Это относится в равной мере как к пусковому и рабочему режимам, так и к тормозным режимам (режим резисторного торможения и торможение с рекуперацией в сеть).Таким образом, предлагаемая схема с первого Момента подключения ее к источнику, питания обеспечена возможностью дополнительного подзаряда коммутирующих конденсаторов 25-27 независимо от возможных состояний источника питания в последующих режимах работы инвертора, что обеспечивает надежную коммутацию инвертора.формула изобретения Трехфазный инвертор напряжения, содержащий подключенные к входным выводам конденсатор фильтра и трехфазный мост главных тиристоров, зашунтированных обратными диодами, выводы переменного тока которого соединены с выходными выводами через первичные обмотки фазных трансформаторов тока, трехфазный мост коммутирующих тиристоров, катодная группа которого соединена с отрицательным входным выводом, а выводы переменного тока через коммутирующие конденсаторы соединены с катодамиФсоответствующих подзарядных тиристо-ров, аноды которых объединены и подключены через подзарядный дроссель к положительному выводу параллельно соединенных однофазных диодных мостов, зашунтированных подзарядным конденсатором, в диагональ переменного тока каждого из которых включена вторичная обмотка соответствующего фазного трансформатора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности инвертор в пусковом и тормозном режимах работы путем дополнительного подзаряда коммутирующих конденсаторов, он снабжен тремя коммутирующими дросселями и дополнительным диодом, включенным между положительным входным выводом и анодной группой моста коммутирующих тиристоров, объединенной с анодами подзарядных тиристоров, между катодами которых и выводами переменного тока моста главных тиристоров включены соответствующие дополнительные дроссели, причем отрицательный входной вывод соединен с отрицательным выводом однофазных диодных мостов.1436245 гЗ ставитель И.Жеребинхред Л.Сердюкова К актор А.Мотыль орректор В,Бутяга каз 5657/55 В 1 ИИ ого к юий и крытиинаб., д. 4/5 и 130 аущск оиэводственно-пол ческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 666 И Государстве делам иэобре Москва, Ж, Подписное.тета СССР