Автономный инвертор тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 А 12 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР О РЕ ЕНИ ТОРСКОМУ С Е/07Бюл. %45ный научно-исследовательский ктроэнергетики и Научно-проое объединение "Электротехровский, А,Б,Зил и А,П,Мотыль 727,621.316.925 ое свидетельств л, Н 02 М 5/42, ое свидетельств кл. Н 02 М 7/51 ьберг,4(088,8 о СССР 971. о СССР , 1986 54 АВТОНОМНЫИ ИНВЕРТОР ТОКА Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике.Цель изобретения - повышение надежности автономного инвертора путем контроля нарушения электромагнитного процесса коммутации,На фиг. 1 представлена функциональная схема инвертора; на фиг. 2 и 3 показаны примеры выполнения трехфазного коммутатора и датчик напряжения на коммутирующих конденсаторах; на фиг. 4 - временные диаграммы работы инвертора,В автономном инверторе (фиг, 1) тиристоры 1 - 6 образуют основной тиристорный мост 7, Выводы переменного тока основного тиристорного моста 7 соединены через коммутирующие конденсаторы 8 с соответствующими выводами переменного тока(21) 4738622 (22) 18.09.89 (46) 07.12,91 (71) Всесою институт эл изводствен ника (72) С,Г.Заб Г. Б,Лазарев (53) 621.316 (56) Авторск М 312351, кАвторск(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике. Цель изобретения - повышение надежности автономного инвертора путем контроля нарушения электромагнитного процесса коммутации, Предлагается автономный инвертор тока с датчиком напряжения на коммутирующих конденсаторах и специ- альным блоком защиты, контролирующим правильность протекания процесса их перезаряда. Введение в автономный инвертор блока защиты позволяет осуществить безынерционный контроль, сформировать сигнал о нарушении электромагнитного процесса при коммутации вентилей и отключить инвертор до развития аварии, повысить его надежность. 4 ил. трехфазного коммутатора 9, Одноименные выводы постоянного тока коммутатора 9 и основного моста 7 соединены между собой, Напряжение на коммутирующих конденсаторах 8 измеряется датчиком 10, связанным входами с соответствующими выводами конденсаторов 8. Выход датчика 10 через пороговый элемент 11 соединен с одним из входов блока 12 распределения импульсов управления, распределяющего отпирающие импульсы по переходам управления тиристоров основного моста 7 и коммутатора 9, К другому входу блока 12 подключен выход задающего генератора 13. Выход датчика 10 напряжения на конденсаторах 8 соединен с входом дифференциатора 14 блока 15 защиты от нарушения коммутации инвертора, Выход дифференциатора 14 через нуль-орган 1610 15 20 30 40 50 и формирователь 17 импульсов нормированной длительности связан с одним из входов элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 18, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 13, а выход является выходом блока 15.На фиг, 2 а представлена схема коммутатора, состоящего из диодного неуправляемого моста 19.24, выводы постоянноготока которого связаны с соответствующимивыводами коммутатора 9 через коммутирующие тиристоры 25 и 26. На фиг. 2 б пред ставлена схема коммутатора на тиристорах 27,32, аналогичная схеме основного моста 7 на тиристорах 1 - 6,Датчик 10 напряжения на коммутирующих конденсаторах 8 может быть выполнен, например, как это показано на фиг, 3, Напряжение на коммутирующих конденсаторах 8 (фиг, За) измеряется двумя делителями 33 напряжения, одно плечо каждого из них содержит три резистора 34, собранных в звезду и подсоединенных к выводам переменного тока моста 7 и коммутатора 9. Измерительные резисторь 35 делителей ЗЗ включены между нулевыми точками звезд резисторов 34 и землей, Выходы делителей 33 соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциальногс усилителя 36, На фиг Зб представлена схема р,ругого варианта реализации датчика 10 напряжения на коммутирующих конденсаторах 8, Измерение напряжения на коммутирующих конденсаторах в каждой фазе инвертора осуществляется посредством идентичных узлов 37. Б состав узла 37 измерения входят два делителя 38 напряжения, подключенные к выводам конденсатора 8, Выходы делителей 38 напряжения соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя 39. Выходы узлов 37 измерения напряжения соединены с входами сумматора 40, На фиг, 4 приведены позиции 41 - 46,Инвертор работает следующим образом,В нормальном режиме работы на каждом межкоммутационном интервале ток протекает через пару тиристоров, например 1 и 2, основного моста 7 и две фазы нагрузки, При этом все остальные вентили схемы (как тиристоры, так и диоды коммутатора 9) выключены, Коммутирующие конденсаторы 8 отключены от нагрузки и заряжены за счет процессов предырущей коммутации. Полярность напряжения на них показана на фиг, 1 без скобок. Ей со. ответствует нижний (отри цател ьны й) уровень напряжения на выходе датчика 10 напрякения на коммутирующих конденсаторах 8 относительно оси 46 (фиг, 4), Коммутация осуществляется блоком 12 распределения импульсов управления при прохождении сигналов задающего генератора 13 (ось 41, фиг. 4) и обеспечивается коммутирующими вентилями коммутатора 9 и коммутирующими конденсаторами 8, На интервале коммутации по сигналу задающего генератора 13 и блока 12 под действием напряжения на конденсаторе 8 ток переключается с одного из основных тиристоров (например, тиристора 1) на коммутирующий тиристор (25) коммутатора 9. Через тиристор 25, диоды 1924 происходит перезаряд коммутирующих конденсаторов 8 до полярности, показанной в скобках (фиг, 1), Напряжение на выходе датчика 10 также изменяется по восходящей линии относительно оси 42 (фиг. 4), При перезаряде конденсаторов 8 до заданного уровня происходит срабатывание порогового элемента 11, по которому блок 12 прекращает подачу импульса на коммутирующий тири- стор 25 и включает очередной тиристор 3 анодной группы моста 7, Под действием напряжения на коммутирующих конденсаторах 8 ранее проводившие вентили коммутатора 9 выключаются, после чего начинается очередной межкоммутационный интервал работы инвертора, на котором включены основные тиристоры 2 и 3 моста 7. Все остальные вентили инвертора при этом выключены, а коммутирующие конденсаторы 8 отделены от нагрузки и заряжены до заданного уровня (верхний уровень кривой относительно оси 42 фиг. 4). Процесс коммутации тока в катодной группе тиристоров 2, 4, 6 моста 7 протекает аналогично,Таким образом, при нормальной работе автономного инвертора тока на интервалах коммутации коммутирующие конденсаторы перезаряжаются до напряжения заданного уровня и полярности, а на меккоммутационных интервалах напряжение остается неизменным (кривая 42, фиг. 4), Напряжение выхода датчика 10,пропооциональное напряжению на коммутирующих конденсаторах 8, поступает на вход блока 15 защиты и дифференцируется в дифференциаторе 14, На выходе дифференциатора на интервалах перезаряда коммутирующих конденсаторов 8 выделяются разнополярные импульсы (ось 43, фиг. 4), С помощью нуль-органа 16 и формирователя 17 эти импульсы превращаются в логические сигналы (оси 44 и 45, фиг. 4), 1697232нормированные по длительности в соответствии с длительностью импул ьсов задающего генератора 13. Сравнение последовательностей выходных импульсов генератора 13 (ось 41, фиг. 4) и формирователя 17 (ось 45, 5 фиг, 4) осуществляется элементом НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 18. При нормальной работе инвертора эти последовательности импульсов совпадают во времени и на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 18, и в 10 целом блока 15 защиты от нарушения коммутации сигнал не возникает, При нарушении коммутации вентилей инвертора его выходной ток замыкается по коммутирующим или основным тиристорам, минуя ком мутирующие конденсаторы 8. Напряжение на них перестает изменяться (ось 42, фиг,4), исчезает выходной сигнал формирователя 17, соответствующий процессу коммутации, и в момент поступления очередного импуль са задающего генератора 13 на вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 18, на его выходе и на выходе блока 15 защиты формируется сигнал (ось 46, фиг. 4) о нарушении коммутации. Этот сигнал может быть ис пользован в системе автоматики инвертора для его аварийного отключения,Таким образом, введение в состав автономного инвертора тока блока 15 защи ты, включающего в себя дифференциатор 14, нуль-орган 16, формирователь 17 и элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 18, позволяет безынерционно выявить нарушение коммутации вентилей инвертора, отключить 35 его до развития аварийных сверхтоков,Формула изобретения Автономный инвертор тока, содержащий основной трехфазный тиристорный мост, выводы переменного тока которого соединены через коммутирующие конденсаторы с соответствующими выводами переменного тока трехфазного коммутатора, выводы постоянного тока которого соединены с выводами постоянного тока основного трехфазного тиристорного моста, задающий генератор, выходом соединенный с первым входом блока распределения импульсов управления, к второму входу которого подключен выход порогового элемента, вход которого подключен к выходу трехфазного датчика напряжения на коммутирующих конденсаторах, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем контроля нарушения электромагнитного процесса коммутации, он снабжен блоком защиты, включающим в себя дифференциатор, нуль-орган, формирователь импульсов нормированной длительности, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем вход дифференциатора использован в качестве входа блока защиты и подключен к выходу датчика напряжения на коммутирующих конденсаторах, выход дифференциатора через последовательно включенные нуль-орган и формирователь импульсов нормированной длительности соединен с первым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход использован в качестве выхода блока защиты.1697232 Составите Техред М. едактор Т.Юрчико а рректор И.МУ / ираж Подписное о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР , Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4314 8 НИИПИ Государственн 1130