Автономный инвертор тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1803957 2 М 7/5 1)5 НИЕ ИЗО ВТО ДЕТЕЛЬСТ%11технисс", Нного к кого творчества осибирский фимерческого союМ.иньков, М,с.саов и А.Б,Немировьство СССР /515, 1990.ВЕРТОР ТОКА иристорных преоб я управления асинх игателями, а также лями общепромыш ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(72). Г.Н,Коваливкер, Ю бирзянов, А.М,Солодун ский (5 б) Авторское свидетел М 1758809, кл, Н 02 М 7 (54) АВТОНОМНЫЙ ИН (57) Использование; в т р 4 зователях частоты дл рнными тяговыми дв асинхронными двигате1 ленных механизмов, Сущность изобретения: устройство содержит подсоединенный к шинам питания (1, 2) сглаживающий реактор 4, соединенный с перезарядными тиристорами (5, 6) и главным тиристорным мостом (43 - 48), Демпферные цепи (7 - 12, 17 - 22, 31 - 36) шунтируют тиристоры (5, 6, 15, 16, 30, 31). Дополнительные цепи пз диодов (23, 27), резисторов (25, 28) и конденсаторов (24, 26) подключены к трехфазному диодному распределительному мосту (37- 42). Конденсаторы (24, 26) позволяют образовать контур для вывода избыточной энергии коммутирующего реактора, обусловленной током обратного восстановления тиристора, образующимся в процессе коммутации. 4 ил,13, 14=6+ гг. Изобретение относится к преобразовател ьной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты, предназначенных для питания асинхронных тяговых двигателей (АТД) электропоездов постоянного и переменного тока, а также для питания АТД общепромышленных механизмов.Целью изобретения является повышение надежности путем снижения коммутационных перенапряжений.На фиг. 1 дана принципиальная схема силовых цепей автономного инвертора тока; на фиг, 2 - диаграмма управляющих импульсов автономного инвертора тока; на фиг, 3 - диаграммы токов и напряжений, поясняющие принцип действия и электромагнитные процессы, происходящие в устройстве на фиг. 4 - выкопировки из осциллограмм в предлагаемом устройстве и в устройстве-прототипе.Автономный инвертор тока на фиг, 1 содержит шины постоянного тока 1, 2 для подключения источника питания 3, сглаживающий реактор 4 к шинам 1, 2, демпфирующие цепи 7 - 12, состоящие из включенных встречна-последовательно диодов 7, 8 и 10, 11, подсоединенных параллельно тиристорам 5, б, и конденсаторов 9 и 12, которые подсоединяются одними выводами к общим выводам диодов 7 и 8, 10 и 11, и другими выводами - к анодам тиристоров 5 и б; коммутирующую С-цепь 13, 14, подсоединенную к общим выводам перезарядных тиристоров; последовательно соединенные коммутирующие тиристоры 15 и 16, общими выводами подключенные к С-цепи 13, 14; демпферные цепи, состоящие из встречно- включенных катодами пар диодов 17 и 18, 19 и 20; конденсаторами 21, 22, подсоединенных одними выводами к общим выводам пар диодов 17 и 18, 19 и 20, и другими выводами - к анодам тиристоров 15 и 16; дополнительно введенные цепи 2328, состоящие из конденсаторов 24, 26, резисторов 25, 28, диодов 23, 27; ускорительные тиристоры 29, 30 с параллельно подключенными демпфирующими цепями 31 .,; 36, состоящими из диодом 31, 32 и 34, 35, конденсаторов ЗЗ, Зб, подсоединенные анодом и катодом к выводам постоянного тока трехфазного диодного распределительного моста 3742, выводы переменного тока которого подсоединяются к выводам переменного тока трехфазного главного тиристарного моста 4348 и к выводам трехфазной нагрузки 49 .51, при этом выводы постоянного тока трехфазного главного тиристорного моста 4348 подключаются к выводу реактора 4 и отри 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 цательной шине 2 источника питания 3, систему управления 52, подключенную к управляющим входам тиристоров.Автономный инвертор тока согласно диаграммы фиг. 2 и 3 работает следующим образом.Предположим, что к моменту времени т 1 включены тиристоры 46, 47, вследствие чего ток нагрузки протекает от плюса источника питания 3 через шину 1, реактор 4, тиристор 47, 51 (фаза С), 50 (фаза В), тиристор 46, шина 2, минус источника питания 3. Конденсаторы 24 и 26 заряжены по цепи; плюс источника питания 3, шина 1, реактор 4, резистор 25, конденсатор 24, диоды 37, 38, конденсатор 26, резистор 28, шина 2, минус источника питания 3. Полярность напряжения на конденсаторах 24, 26 и коммутирующем конденсаторе 13 показана на фиг, 1.В момент времени 11 согласно диаграммам фиг. 2 и 3 включают тиристоры 5 и 15, вследствие чего конденсатор 13 начинает перезаряжаться по контуру: 13, 14, 15, 41, 47, 5, 13, Ток через выключаемый тиристар 47 снижается до нуля и замыкается по цепи: 3, 1, 4, 5, 13, 14, 15, 39, 46, 2, 3. Одновременно демпфирующий конденсатор 24 перезаряжается на противоположную полярность по цепи: 24, 23, 5, 13, 14, 15, 24. После спада тока в выключаемом тиристоре 47 до нуля, данный тиристор начинает восстанавливаться током обратного восстановления (гг) по контуру 13, 14, 15, 41,47, 5, 13, При этом ток в С-цепи равен сумме тока нагрузки 6и тока гг: В момент времени т 2 (см, фиг, 3) ток гг достигает максимального значения, а затем начинается его спад, вследствие чего на реакторе 14 возникает ЭДС самоиндукции, направленная на поддержание тока гг, приложенная плюсом к аноду тиристора 15, а минусом - к правой обкладке конденсатора 13, Ток, вызванный нарастанием ЭДС самоиндукции на индуктивности реактора, замыкается по цепи: 14, 15, 24, 23,5, 13, 14, При этом конденсатор 24 продолжает перезаряжаться на противоположную полярность по контуру; 24, 23, 5, 13, 14, 15, 24.В момент времени сз (см. фиг. 3) ток обратного восстановления гг тиристора 47 снижается до нуля и к нему на время, необходимое для восстановления его вентильных свойств, прикладывается напряжение конденсатора 13 по цепи: 13, 14, 15, 41, 47, 5 13.В момент времени ц с выдержкой времени х включается ускорительный тири 1803957стор 29 и коммутирующий конденсатор 13 начинает перезаряжаться в колебательном режиме на противоположную полярность по контуру: 13, 14, 15, 29, 5, 13, Одновременно конденсатор 24 начинает перезаряжаться по цепи 24, 29, 25, 24. После снижения в процессе перезаряда напряжения конденсатора 24 до величины напряжения источника питания 3 образуются потенциальные уСловия для перезаряда конденсатора 24 по цепи: 3, 1, 4, 25, 24, 39, 46, 2, 3,В момент времени ть после снижения нЭпряжения на коммутирующем конденсаторе 13 заканчивается его ускоренный пере- заряд, В момент времени т 6 напряжение на коммутирующем конденсаторе 13 достигает напряжения источника питания 3, вследствие чего начинается процесс спада тока в фазе С (51) и нарастания в фазе А (49), так как на управляющий вход тиристора 43 подан импульс управления. Ток в фазе С спадает до нуля и конденсатор 13 заряжается до напряжения, превышающего напряжения источника питания 3. Далее тиристоры 5, 15, 29 восстанавливаются током обратного восстановления Ь, который (при одновременном выключении указанных тиристоров) замыкается по контуру 13, 5, 29,15, 13.При разбросе СЬ и сг вспомогательныхтиристоров цепь протекания их токов об 5 ратного восстановления обеспечивается через параллельно подсоединенныедиодно-конденсаторные цепочки 712 и 3136,Формула изобретения10 Автономный инвертор тока по авт.св, М1758809, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности путем снижения коммутационных перенапряжений впроцессе восстановления вентильных15 свойств силовых тиристоров, в него дополнительно введены два конденсатора, первый из которых подсоединен однимвыводом к анодам трехфазного диодногораспределительного моста, второй - одним20 выводом к катодам этого же моста, две пары, состоящие из параллельно соединенныхдиода с резистором, подсоединенные одними соответствующими выводами к выводампостоянного тока трехфазного главного ти 25 ристорного моста и другими вывода ди - кдругим выводам первого и второго конденсаторов.1803957 860 8 бб УВ О Составитель М,СабирзяновТехред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 1059 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5