Трехфазный инвертор напряжения

(19) 1111 А 1 СЮ 4 Н 02 М 51 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспортаим. акад. В,Н, Образцова(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тяговом приводе сбесколлекторными двигателями, Цельюявляется повышение надежности работыинвертора путем защиты главных тиристоров при перегрузках и опрокидывании инвертора, Устройство содержитмост основных тиристоров 1-6. В каждое плечо моста включена гасящая цепь19-24, состоящая из последовательно.включенных гасящегося тиристора 30,гасящего конденсатора 29 и дросселя32, тр-ра тока 25. Первичная обмотка26 тр-ра 25 включена в цепь обратного диода 13-18 своего плеча, а еговторичная обмотка 27 включена в диагональ диодного моста 28, выходы ко-торого подключены к гасящему конденсатору 29. Это обеспечивает защитуглавных тиристоров при не зависимом отнапряжения питающей сети подзарядегасящего конденсатора каждого плеча,4 ил.к тиристорным инверторам, работающим в тяговом приводе с бесколлекторцными двигателями,Цель изобретения - повышение надежности инвертора путем защиты, главпых тиристоров при перегрузках и опрокидывании инвертора.На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема трехфазногоинвертора напряжения; на фиг. 2 " принципиальная схема формирования импульсов управления гасящих тиристоров при перегрузках и при короткомзамыкании в звене постоянного тока;на фиг. 3 - диаграмма импульсов управления всеми тиристорами инверторапри перегрузках в звене постоянного тока; на фиг. 4 - то же, при коротком замыкании в звене постоянного тока.Трехфазный инвертор напряжения (фиг, 1) содержит мосты основных тиристоров 1-6 и коммутирующих тиристоров 7-12, обратные диоды 13-18 и цепи 19-24 индивидуального гашения. Каждая цепь 19-24 содержит трансформатор 25 тока с первичной обмоткой 26 и вторичной обмоткой 27 и диодный мост 28. Первичная обмотка 26 трансформатора 25 тока каждой цепи включена последовательно с обратным диодом своего плеча, Вторичная обмотка 27 каждого трансформатора 25 токавключена в диагональ дополнительногодиодного коста 28 своей цепи. Выходыкаждого диодного моста 28 подключены к обкладкам своего гасящего конденсатора 29. Одна из обкладок конденсатора 29 в каждой цепи соединена с катодом гасящего тиристора 30, другая обкладка его соединена с выводом 31 дросселя 32 своего гасящегомодуля. Анод гасящего тиристора 30в каждой цепи 19, 21, 23 анодногоплеча подключен к плюсовой шине 33звена постоянного тока, а в каждойцепи 20, 22, 24 катодного плеча онподключенк средней точке 34 (35, 36)основных тиристоров, к которой подключен, кроме того, второй вывод 37дросселя 32 цепи 19 (21, 23) анодного плеча. Второй вывод 37 дросселя32 цепи 20, 22,24 каждого катодногоплеча подключен к минусовой шине 38звена постоянного тока. Между средней точкой 34 (35, 36) главных тиристоров 1 и 4 (3 и 6, 5 и 2) и сред 5 10 15 20 25 30 ней точкой 39 (40 и 4 1) коммутирующих тиристоров 7 и 10 (9 и 12, 11 и 8) в каждой фазе А (В и С) инвертора включен коммутирующий конденсатор 42 (43 и 44). Кроме того, между шинами 33 и 38 звена постоянного тока последовательно с датчиком 45 тока включен конденсатор фильтра 46, в шину 33 включен датчик 47 тока, а к выводам вторичной обмотки 27 каждого трансформатора 25 тока подключен резистор 48. На все тиристоры 1-6, 7-12 и 30 цепей 19-24 инвертора поступают управляющие импульсы от системы 49 управления (фиг. 2). При этом сигналы управления гасящим тиристорами 30 всех цепей 19-24 формируются при перегрузках в формирователе 50 и при коротком замыкании в звене постоянного тока в формирователях 51 и 52, а затем после логической обработки в блоке 53 сравнения поступают непосредственно на гасящие тиристоры 30 модулей 19-24 в зависимости от выбранного алгоритма защиты инвертора.установка датчика 47 тока отстроена на среднее значение тока перегруэки инвертора, а уставка датчика 45 тока отстроена на максимальное мгновенное значение тока в цепи конденсатора фильтра 46,При перегрузках привода, т.е. при повышении уставки датчика 47 среднего значения тока перегрузки инвертора от датчика 47 поступает сигнал на систему 49 управления (фиг.2). При наличии этого сигнала формирователь импульсов управления гасящих тиристоров 50 системы 49 управления формирует сигналы на включение каждого гасящего тиристора 30, причем управляющий сигнал на каждый из них поступает одновременно с сигналом управления коммутирующим тиристором своего плеча,Формирователь 50 управляющих импульсов гасящих тиристоров 30 состоим из шести стандартных логических элементов И, каждый цз которых выдает сигнал на открытие своего гасящего тиристора при наличии сигнала от датчика 47 в момент открытия коммутирующего тиристора того же плечак которому относится модуль указанного гасящего тиристора.Допустим сигнал от датчика 47 поступил в момент с, (фиг, 3), когда а 1328906крыты главные тиристоры 1, 5,и 6(фиг, 1). При этом импульсы гашенияна тиристоры 30 поступят, согласнофиг, 3 сначала на тиристор 30 цепи23, затем на тиристор 30 цели 22, азатем на тиристор 30 цепи 19,Для примера рассмотрим работу модуля 19 в момент поступления импульсана коммутирующий тиристор 7. В период предыдущего проводящего состоянияглавного тиристора 1 он был принудительно погашен коммутирующим конденсатором 42 через коммутирующий тиристор 7 (фиг. 1). После гашения главного тиристора 1 конденсатор 42 перезаряжается по цели, содержащей обратныйдиод 13 и первичную обмотку 26 трансформатора 25 тока, Импульс тока, прошедший по первичной обмотке 26 трансформатора 25 тока, наводит во вторичной обмотке 27, замкнутой на резистор 48,:два импульса напряжения, соответствующих переднему и заднемуфронтам импульса первичной обмотки26. Величина сопротивления резистора48 выбирается из требований предельнодопустимого уровня напряжения на гасящем конденсаторе 29, На выпрямителе 28 происходит импульсное двухполупериодное выпрямление указанных импульсов и конденсатор 29 заряжаетсяполярностью "+", "-", укаэанной нафиг. 1 без скобок. При поступленииуправляющего импульса от формирователя 50 системы 49 управления (фиг,2)на гасящий тиристор 30 модуля 19конденсатор 29 разряжается по цепи(фиг.1) точка 31. - дроссель 32 - точка 34 - главный тиристор 1 - шина33 - гасящий тиристор 30 - конденсатор 29.После закрытия главного тиристора1 ток разряда конденсатора 29 протекает по цепи обратного диода 13 и,таким образом, конденсатор 29 перезаряжается до обратной полярности"-" - "+", указанной на фиг. 1 вскобках. При этом гасящий тиристор30 закрывается, а конденсатор 29вновь перезаряжается через двухполупериодный выпрямитель до полярности"+" - "-" без скобок (фиг. 1) в исходное состояние. Тем самым он вновьготов к гашению главного тиристора 1,С момента времени(фиг. 3) идалее, пока существует сигнал с датчика 47 среднего значения тока перегрузки, сигналы управления на гасящиетиристоры 30 всех цепей 19-24 будут поступать синхронно с сигналами управления на коммутирующие тиристоры7-12, помогая тем самым коммутирующим конденсаторам 42, 43 и 44 закры 5вать главные тиристоры 1-6. Таким образом, алгоритм включения гасящихтиристоров 30 каждой гасящей цепи19-24 при перегрузках такой же, какалгоритм включения коммутирующих тиристоров 7-12 своего плеча каждойфазы.При этом дроссель 32 ограничиваетскорость нарастания тока разряда гасящего конденсатора 29,При коротком замыкании в звене постоянного тока, т.е. при срыве инвертирования, например, в момент времени(фиг. 4) по фазе А, когда токкороткого замыканий протекает черезглавные тиристоры 1 и 4 (фиг, 1),датчик 45 максимального мгновенногозначения тока посылает сигнал на формирователи 51 и 52 (фиг. 2), Из поло 25 жительного перепада сигнала датчика45 блок 52 формирует уровень логического нуля, запрещающий подачу сигналов управления на все главные тиристоры 1-6. Одновременно формирователь300 51 обеспечивает сигнал на включениевсех гасящих тиристоров 30 цепей 1924. Выходной сигнал формирователя 51поступает на блок 53 сравнения, состоящий из шести стандартных элементов ИЛИ. Блок 53 обеспечивает вклю 5 чение гасящих тиристоров 30 модулей19-24 по заданному алгоритму работызащиты при коротком замыкании в звене постоянного тока, Таким образомобеспечивается защита главных тирис 40торов 1-6 при перегрузках и короткомзамыкании в звене постоянного тока.Формула и з о б р е т ения45 Трехфазный инвертор напряжения,содержащий подключенные к входным зажимам мосты основных тиристоров, обратных диодов и коммутирующих тиристоров, выводы переменного тока 50 которых соединены через коммутирующие элементы с объединенными выводами переменного тока мостов основных тиристоров и обратных диодов, к которым подключены выходные выводы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения надежности работы инвертора путем защиты основных тиристоров при перегрузках и при опрокидывании инвертора, он снабжен це 1328906пями индивидуального гашения основных тиристоров, состоящими каждая изпоследовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, параллельно которому подключена диагональпостоянного тока дополнительного диодного моста, в диагональ переменного тока которого включен резистор ивторичная обмотка трансформатора тока, последовательно соединенного первичной обмоткой с обратным диодом того же основного тиристора,1328906 ЭЛ ОЛАФ,Составитель А. Рухманедактор С. Пекарь Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши Проектная, 4 водственно-полиграфическое предприятие, г, Ужг Про каэ 3495/55 Тираж 659 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш