Автономный инвертор тока

)5 Н 02 номитет ОТН.ЪТИЯ судАРстВенньО ИЗОБРЕТЕНИЯМРи Гннт сссР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ(57)тельнпитансредст про С) 1 В СО 4634505/24-0709.0 1.8907.12.90. Бюл.45Сибирский завод комплек ного электрода, Сибстанкоэл ктропри вод Г. Н. Ковалинкер, Г. В, Кузина, . Иньков и А. М. Солодьиь62 .314.572 (088.8)Авторское свидетельство СССР 1460, кл. Н 02 М 7,515, 1979.торское свидетельство СССР79035, кл. Н 02 М 7/51,"., 1985.АВТОНОМНЫЙ ИНЬЕРТОР ТОКА Изобретение относится к преобразоваой технике и м. б. испо,ьзовано для ия асинхронных тяговых двигателей в наземного электротранспорта и обмышленных механизмов. Цельк) изобретения является повышение надежности за счет улучшения коммутационных условий тиристоров. Устр-во содержит мосты главных тирист ров (Т) 26 - 31 и распределительных диодов 0 .25. Разрядные диоды О, 11 соединены с первичными обмотками 5, 6 коммутируюгцего гр-ра, а возвратные Т 8, 9 - с его вторичными обмотками 4, 7. Коммутируюшие Т 12, 13 соединены с 1.С-цепями 14, 15 и 16, 7, зашунтированнымн перезарядными Т 18, 9. Наличие Т 8, 9 позволяет путем выбора коэффициента трансформации коммутируюгцего тр-ра обеспечить требуемое обратное напряжение и возвращать избыточную энергию коммутации в одив из коммутируюгцих к;н.зенга;оров .С-цепей. Т 18.19 обеспе кают перезаряд конденсаторов 1,С,еп;и. 4 ил.3Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использованов тиристорных преобразователях частоты,предназначенных для питания асинхронныхтяговых двигателей средств наземного электротранспорта и общепромышленных механизмов.Целью изобретения является повышение надежности за счет улучшения коммутационных условий тиристоров,На. фиг. 1 дана принципиальная схемасиловых цепей предлагаемого устройства;на фиг, 2 - диаграмма импульсов управления 1) поясняющая принцип действияустройства и процесс преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное; на фиг. 3 - функциональная схемасистемы управления устройством; на фиг 4 -диаграммы токов 1 и напряжений 1.1, поясняющие принцип действия и электромагнитные процессы, происходящие в устройстве.Автономный инвертор тока (фиг. 1) содержит сглаживающие реакторы 1 и 2, подсоединенные одними выводами к выводамдля подключения источника питания, коммутирующий трансформатор 3 с первичнымии вторичными обмотками 4 - 7, подсоединенными к одним выводам возвратных тиристоров 8 и 9 и разрядных диодов 10 и 11Аноды и катоды упомянутых тирнсторов 8и 9 и диодов 10 и 11 попарно объединеныи подсоединяются к другим выводам сглаживающих реакторов 1 и 2. Устрйствотакже содержит коммутирующие тиристоры12 и 13, подсоединенные анодом и катодомк выводам двух коммутирующих 1.С-цепей14 - 17, с подключенными параллельно перезарядными тиристорами 18 и 19. Кроме того,к общим точкам соединения конденсаторови реакторов 1.С-цепей подсоединяются выводы вторичных обмоток 4 и 7 трансформатора 3.Другие катод и анод коммутирующихтиристоров 12 и 13 подсоединяются к выводам постоянного тока трехфазного моста распределительных диодов 20 - 25 и к выводампервичных обмоток 5 и 6 коммутирующеготрансформатора 3. Выводы переменного токараспределительного диодного моста объединены с выводами переменного тока трехфазного моста главных тиристоров 26 - 31и предназначенными для подключения трехфазной нагрузки 32 - 34. Выводы постоянного тока моста 26 - 3 подсоединяются к вторым выводам 1.С-цепей 14 - 17 и подключаются к выводам сглаживающих реакторов 1и 2.Блок управления устройства (фиг. 3)содержит двухканальный регулятор 35 частоты, выход которого подсоединен к входудвухканального распределителя 36 импульсов управления, два канала 37 и 38 которогоподсоединены своими выходами через усилители-формгсьатели 39 - 42 к управляющимвходам тиристоров 18, 26, 28 и 30 и через5 10 15 20 4усилители-формирователи 43 - 46 к управляющим входам тиристоров 19, 27, 29 и 31, Кроме того, выход канала 37 распределителя через первый одновибратор 47 и усилитель-формирователь 48 подсоединяется к управляющим входам возвратного тиристора 9, а выход канала 38 через первый одновибратор 49 и усилитель-формирователь 50 подсоединяется к управляющему входу тиристора 8.В блок управления также входят вторые одновибраторы 51 и 52, подсоединенные входами к выходам первых одновибраторов 47 и 49 и логические элементы ИЛИ 53 - 54, подсоединенные входами к выходам одновибраторов 47, 51 и 49, 52 и выходами через усилители-формирователи 55 и 56 импульсов управленияк управляющим входам коммутирующих тиристоров 12 и 3,Устройство согласно диаграмме (фиг. 2) работает следующим образом,Предположим, что на интервале времени 1 о - 1 включены тиристоры 29 и 30, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питания через реактор 1 по цепи: 30, 34. 33, 29 и 2, мину источника питания. При этом кондеь аторы 14 и 16 заряжены полярностго напряжения, указаннойна фиг. 1. В мс .;, г времени . согласнодиаграмме управления выключают тиристор 30, ,ля э" го первоначально включают персзаря дй гнристор 18, вследствиечего конденсагор 14 перезаряжается по цепи: 14, 18, 15 и 14. В момент окончания перезаряда конденсатора на противоположную полярность (фиг. 4, момент времени 1) включают тиристор 12, вследствие чегоконденсатор 14 через тиристор 12 перезаряжается по цепи: 14, 15, 12, 24, 30 н 14. Токтнристора 30 начинает спадать (фиг. 4), и вмомент равенства тока нулю тиристор 30выключается,При этом избыточный ток перезарядаконденсатора 14 замыкается по цепи: 14, 1540 12, 6, 10 и 14, вследствие чего к выключенному тиристор 5 30 на время восстановленияего вентильных свой тв прикладывается обратное напряжение, равное напряжениюпервичной обмотки 6 1,1 ь коммутирующего45трансформатора 3; плюс Цприкладывается через диод 24 к минусу тиристора 30,а минус 116 через диод 10 к аноду тиристора 30. При выключении тиристора 30 токнагрузки выключаемой фазы переводится вцепь: + источника питания 1, 14, 15, 12, 24,50 34, 33, 29 и 2, минус источника питания.11 ри этом конденсатор 14 перезаряжается (фиг, 4) до исходной полярности напряжения, превышающего в 1,7 - 1,8 раза Ц(где 1.1 - входное напряжение источникапитания), вследствие чего тиристор 2 вы 55 ключается.Поскольку напряжение на конденсаторе6 имеет неизменную полярность, то привключении тиристора 9 ток обмотки 7 комму 16 тирующего трансформатора замыкается по цепи: 7, 16 и 9 (фиг. 4, диаграмма у).Коэффициен Г трансформации коммутирующего трансформатора выбирается такимобразом, чтобы обратное напряжение, лрикладываемое к выключаемому тиристору, было равно) = - .) б/К 2где 1; - напряжение конденсатора 6;К- коэффициент трансформации коммутирующего тра нсформатора.Поскольку к вылючеиному тиристору прикладывается напряжение первичной обмотки коммутирующе. о трансформатора, ток противоположному тиристору 31 прикладывается сумма напряжений, равнаяОз 0 = )з+ Цз,а это приводит к существенному снижению уровня коммутационных перенапряжений. При этом обратное напряжение прикладывается в течение интервала времени, равного 12 - 12(фиг.) .По окончании процесса коммутации согласно диаграмме импульсов управления на интерва,ле времени 1 з 1 з подается импульс управления на противоположный коммутирующий тиристор, вследствие чего, если напряжение на конденсаторе 14 ло окончании процесса коммутации ввиду малого тока нагрузи 4 ниже. чем Ь то конденсатор 4 заряжается ио цепи: плюс источника 1, 4, 15,2, диодный мост 20 - 25, 13,6 и 2, минус источника питания. Длительность импульсов управления коммутируюцими тиристорами выбирается больше, чем Е вследствие чего обеспечивается цепь для дозаряда коммутирующих конденсаторов.На интервале времени 1 з - 14 выключают тчристор 29, лля чего включают перезарядный тиристор 9, а затем с выдержкой времени т; - - коммутирующий тиристор 3. При этом коммутирующий конденсатор 16 пере- заряжается ло контуру 16, 11, 5, 13, 17 и 16, вследствие чего к выключаемому тиристору 29 прикладывается напряжение первичной обмотки 5 коммутирующего трансформатора 3.Одновременно с включением коммутирующего тиристора включается возвратный тиристор 8, вследствие чего вторичная обмотка коммутирующего трансформатора 3 подключается к источнику постоянного напряжения, в качестве которого используется конденсатор 4.Затем на интервале времени 14 - 1 з согласно диаграмме (фиг, 2) повторно включается тиристор 12, если его напряжение по окончании процессов коммутации ниже, чем напряжение 1 А, вследствие чего осуществляется дозаряд конденсатора 16.Блок управления автономным инвертором напряжения работает следующим образом. На вход устройства подается сигнал задания выходной частоты преобразователя Щ), в зависимости от которого на входы2363 формц,к лзогг; .кл Автономный инверторка, содержащийподключенный к входньг выводам через сглаживающие реакторы тр хфаи . мост главных тиристоров, выводы пср .м ного тока которого соединены с выходил; и вы водами и выводами переменного тока тре.-фазного моста распределительных диодов,две 1.С.цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных коммутирующих конденсатора и дросселя, зашунтировгнных лерезгрядным тиристором, и под ключгна к ссютветствующему выводу постоянного тока моста главных тиристоров, соединенно.;у с противоположным выводом соответствующего разрядного диода, а также блок управления, выполненный в вид последовательно соединенных л,вухканально го регулятора частоты, формирукщегозаданнро последовательность сдвинутих чо времени в каждом канале логических сигналов управления, выходом подключенного к входу двухканального распределителя им пульсов управления, подсоединенного в каж 10 15 20 25 30 5расргделителя 36 импульсов упранлсния подается последовательность сдвинутых во вре. мени импульсов управления. С выхода рас. пред;лителя логические игналы уира.зения по гу лают на входы усилителей.Ф мирователей и согласно диаграмме сизли,зе. иия (фиг. 1) на управляющие в,оль з ристоров 26, 28, 30 и 27, 29, 31. В моменты чремени 1, 1 з, 1 з, 17, 19,распределитель 36 формирусз импульсы управлении, поступающие на управляющие входы игрзарядных тиристоров и на входы первы яновибраторов 47 и 49 формируюц." задержку, равную т. С выходов онвиб; оров 47 и 49 импульсы управления по 1 уи,и 1 на входы логических элементов ИЛИ 53 и 54, а затем через усилители-формировагели 55 и 56 и управляющие входы коммутирующих тиристоров. Поскольку согласно диаграм ме (фиг. 2) для дозаряда коммутирующи х конденсаторов следует подана : имиуль уи равления на второй коммути 1 ющий Г ристор, не участвующий в процессе коммузации, то на вторые входы огических элементов ИЛИ поступают имиульсы уирав,пни я, сформированные элементами з адерж ки. На вход одновнбраторов 5 и 52 поступают импульсы первых одновиГ;аторов 47 ". 19, по передним фронтам которых формирусся задержка (4/3) т. Выхододнонибраторов подключаются к противоположным в каналах управления элементам И,Л 1, чем обеспечивается включение коммутирующих тиристоров для осуществлении дозаряда с выдержкой т/3 после окончания процессов в колебательном кон ",ре (ф. е, крива. 1 ) . дом канале управления к управляющим входам соответствующей группы трехфазного моста Главных и перезарядных ти"У Л с/у /8 Уу Я (/у 9 Уу 19 /./у У Оу б ристороп. от.лцчающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет улучшения коммутационных условий тиристоров, он снабжен кммутирующимтрансформатором, двумя возвратными тиристорами и двумя комчутчрук псими тиристорами, включенными в прямс , направлении между 1.С-цепями и выводами постоянного тока моста распределигельньх диодов, соединенными через первичные с бмотки коммутирующего трансфор.;а сси.соответствующими одноименными с ободными выводами разрядных диодов, а ы.рицпые обмотки коммутирующего трансфо;. матора соединены последовательно с возсчмтяьсми тиристорами и подключены совмссгпо с последними параллельно конденс а,вам 1.С-цепочек, соединенными с вызода с и постоянного тока моста главных .,ис горов, к которым подключены разном иными выводами возвратные тиристоры,блок управления введены два первых 8одновибратора, выполненных формирующими задержку, равную т, где т - длительность полупериода собственной частоты пере- заряда колебательного контура, образованного 1.С-цепями, коммутирующими трансформаторами, тиристорами и разрядными диодами, и подключенных, каждый входом к соответствующему выходу своего канала двухканального распределителя импульсов управления, а выходом - к управляюще му входу соответствующего вспомогательного возвратного тиристора, два вторых одновибратора, выполненных формирующим задержку, равную 4/Зт, и подсоединенных, каждый своим входом к выходу первого одновибратора другого канала, два логических элемента ИЛИ, каждый из которых подключен входом к выходам первого и второго одновибраторов своего канала, а выходом - к управляющему входу .сютвет ствуюшего коммутирующего тиристора.16123 бЗ дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5енно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 актоаз 38 НИИПИ Гос Производст йlГ с 7 Составитель ИГербер Техред А. КравчукТираж 500 ебина Корректор Т. Ма Подписное