Устройство управления автономным инвертором напряжения

Номер патента: 1458952

Авторы: Коваливкер, Чернышов

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 80145895 94 Н 02 М ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОНОМТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯобретение относитсяьной технике и м,б.цепи .питания тягово(54) У НЫМ ИН (57) Изователвано в к преобр спольэо о электОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский, проекно-конструкторский и технологическийинститут комплектного электропривода(56) Авторское свидетельство СССРУ 232361, кл. Н. 02 М 7/515, 1969Авторское свидетельство СССРУ 1203675, кл. Н 02 М 7/515, 1986. ривода. Целью изобретения являет- повышение надежности путем снижея потерь энергии в цепи управляющих электродов главных и обратных трехфаэных тиристорных мостов от токов обратной утечки. Устр-во содержит регулятор 46 частоты, соединенный с распределителем 47 импульсов. К входам логических блоков 53-58 подключен нормирующий элемент, состоящий иэ диодов 48, 49, формирователей импульсов 50, 51 и логического элемента НЕ 52. Логические блоки 53-58 состоят из логических цепочек НЕ,59;60 и усилительно-развязывающих узлов 6 1, 62. В устр-ве на интервалах коммутации снимаются импульсы управления с главных и обратных тиристоров. 4 нл .Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и можетбыть использовано для управления реверсивным по цепи питания автономныминвертором напряжения тягового асинхронного электропривода, обеспечивающего работу электропривода в режимахтяги и рекуперативного торможения.Целью изобретения является повыше 10ние надежности путем снижения потерьэнергии в цепи управляющих электродов главных и обратных трехфазныхмостов от токов обратной утечки.На фиг. 1 приведена принципиаль.ная схема автономного инвертора напряжения (АИН), на фиг. 2 - схема сис-темы управления, реализующей логические функции управления; на фиг . 3 и4 - диаграммы токов 1 и напряжений 20Б, а также импульсов управления, поясняющие процесс преобразования электроэнергии в режимах тяги и рекуперативного торможения, причем номера импульсов управления соответствуют номерам тиристоров.Автономный инвертор напряжения(фиг, 1) присоединяется своими выворами постоянного тока к шинам реверсивного источника 1 питания и состоит из трехфазных мостов главных, обратных и распреДелительных тиристоров 2-19 (главные тиристоры 2,3,8,9,14, 15, обратные тиристоры 6,7,12, 13,18,19, распределительные тиристоры4,5, 10, 11, 16, 17) и диодов 20-23 свя 35зи. Выводы переменного тока трехфазных мостов подсоединяются к трехфазной нагрузке 24 (фазы нагрузки обозначены А,В,С) .Устройство принудительной коммутации (УПК) выполнено в виде двух последовательно соединенных коммутирую.щих тиристоров 25 и 26, к общей точке соединения которых подсоединенаодним выводом коммутирующая ЬС-цепь27, 28, зарядных тиристоров 29 и 30,к общей точке которых подсоединенадругим выводом. коммутирующая ЬС-цепь27, 28, коммутирующего трансформатора 31, являющегося источником коммутирующего напряжения П = Г(С,Х), собмотками 32-.35, подсоединенными квыводам зарядных тиристоров 29 и 30,разрядных диодов 36 и 37 и возвратных диодов 38 и 39,Входные выводы 40-43 устройства44 управления АИН подсоединены к обмоткам 34 и 35 коммутирующего трансформатора 3 1 к источнику задающего напряжения П, выходные выводы - к электродам управления тиристоров 2-.19, 25, 26, 29, 30, Выводы тиристоров 25, 26, 29, 30 и диодов 36-39подсоединены к источнику 45 зарядногонапряжения и к выводам диодов 20, 23 связи. Выводы постоянного тока распределительных тиристоров 4, 5, 10, 11, 16, 17 подсоединены к выводу обмотки 32, являющейся источником коммутирующего напряжения П.Устройство 44 управления АИН содержит регулятор 46 частоты, выход которого соединен с входом распределителя 47 импульсов, а на вход подается сигнал задания выходной частотыпреобразователя П, нормирующий элемент, состоящий из. диодов 48 и 49, подсоединенных к формирователям 50,51 импульсов управления, и логического элемента НК 52, подсоединенного к выходам формирователей 50, 51, логические блоки 53-58, состоящие из . логических цепочек И .59; 60 и усилительно-развязывающих узлов 61 и 62. Входы логических цепочек соединяются с выходами распределителя 47 импульсов и нормирующего элемента 48-52. Входы нормирующего элемента через клеммы 40-43 соединены с обмотками 34 и 35 коммутирующего трансформатора 31, Выходы логических устройств 53-58 соединены с электродаии тиристоров 2,3, 6-9, 12-15, 18, 19.Рассмотрим работу устройства управления АИН на примере выключения главных тиристоров трехфазного моста,Предположим, что согласно диаграмме управления (фиг. 3) в интервале времени е -С в режиме тяги включены тиристоры 3, 9, 14 (см. фиг. 1) и ток нагрузки протекает по цепи: 1, 14, 24 (фаза С), 24 (фаза В) 9,1, 1, 14, 24 (фаза С) 24, (фаза А) 3, 1. В момент временименяется полярность напряжения в фазе А вследствие чего выключается тиристор 3 включением тиристоров 26 и 5. При этом ток перезаряда конденсатора 28 замыкается по контуру: 28, 27, 26, 37, 32, 28 и напряжение первичной обмотки 32 коммутирующего трансформатора 31 прикладывается на время обратного восстановления к выключенному тиристору 3, Ток во вторичной обмотке коммутирующего трансформатора протекает поцепи: 33, 36, 45, 39 . При,этом во вто з 14589ричных обмотках 34 и 35 коммутирующего трансформатора 3 наводятсяЭДС прямоугольной формы и их сигналы подаются на вход системы управления 44. Из диаграммы фиг. 3 видно,5что на время, отводимое УПК для восстановления вентильных свойств тиристоров АИН, формируются сигналы запрета на все импульсы управления, по Одаваемые с выхода устройства управления АИН на трехфазные главные иобратные тиристорные мосты. Вследствие этого очередные главный 2 и обратный 7 тиристоры включаются сосдвигом во времени С -йз, равным интервалу времени превышения тока перезаряда коммутирующего конденсаторанад током нагрузки. Так как в моментвременинапряжение на коммутирующем конденсаторе (при условии, если04 выбирается больше, чем 0) становится выше или равно входному напряжению АИН (источник 1 питания),то напряжение на обратном тиристоре 25равно нулю, вследствие чего на оче"редной обратный и главный тиристорыимпульсы управления подаются в момент равенства обратного напряжения .нулю. Из диаграммы фиг3 видно, чтос задержкой во времени, равной интервалу времени-, импульсы управления подаются на тиристоры 15 и19, с задержкой о -сц - на тиристоры 8, 12 и т,д,Система управления АИН, реализующая алгоритм переключения тиристоров,работает следующим образом.На вход регулятора 46 частоты подается сигнал задания выходной час Ототы преобразователя У . С выхода регулятора 46 согласно заданию 0 фор-руется последовательность прямоФугольных положительных и отрицательных импульсов +Ц П 4 ПЬ Пь+Ц., -Ц, нормируемых и сдвинутыхво времени (фиг. 3,4). Указанные импульсы поступают на вход распредели"теля 47 импульсов. По передним и задним фронтам указанных импульсов распределителем 47 импульсов формируютсяимпульсы управления Г, Г, ГГеГ Г Н Н Н Нц Нс Нф поступающие на входы логических блоков53-58Так как входы логических це 55почек блоков 53-58 соединены с выходами нормирующего элемента, то на интервале времени, когда ток переэаряда коммутирующего конденсатора превы 524шает ток нагрузки, в первичной обмотке коммутирующего трансформатора протекает избыточный ток перезаряда И во вторичных обмотках 34 и 35 наводятся ЭДС взаимоиндукции (см. фиг.3,4), которые через диоды 48, 49 нормирующего элемента поступают на входы формирователей 50, 51. На выходах последних формируются прямоугольные импульсы, равные по длительности положительной части ЭДС взаимоиндукции. Эти импульсы поступают на вход логи" ческого элемента НЕ 52 нормирующего элемента, поэтому с выхода элемента НЕ на входы блоков 53-58 подается логический сигнал, равный нулю, вследствие чего с выходов логических целочек И на время, равное длительности импульсов Обо и 0, снимаются импульсы управленияРабота устройства в режиме рекуперации поясняется диаграммой управления фиг. 4, из которой видно, что относительно задающих сигналов +Б, -Б, +П -Пэ, +Ус, -Пс меняется очередность включения главных и обратных тиристоров. При этом принудительно выключают обратные тиристоры и с выдержкой времени включают главные тиристоры. В качестве примера рассмотрим работу АИН в интервале временив течение которого включены обратные тиристоры 7, 13, 18 и ток нагрузки замыкается по цепи: 1,7, 24 (фаза А), 24 (фаза С) 18, 1, 1, 13,24 (фаза В) 24 (фаза С), 18, 1. В момент времени й 4 меняется полярность напряжения в фазе А, для чего включением тиристоров 25 и 4 выключают тиристор 7 по цепи: 28,4,7,21,25,27,28 н со сдвигом во времени, равным длительности й -й, включается очередной главный тиристор 2, Согласно фиг, 4, в момент времени йв меняется полярность напряжения в фазе С, и включением тиристоров 26, 17 выключают тиристор 18, а затем со сдвигом во времени включается очередной главный тиристор 15.Таким образом, со сдвигом во времени, равным интервалу восстановления вентильных свойств обратных тиристоров, включаются главные тиристоры. В обоих рассмотренных режимах на интервалах коммутации снимаются импульсы управления с главных и обратных тиристоров автономного инвер" тора напряжения, что позволяет суще1458952 6 ственно упростить систему управления, так как длительность задержкиизменяется от величины коммутируемого тока, вследствие чего нет необходимости в создании регулируемых задержек и в переключении их из режиматяги в режим рекуперативного торможения. Следует отметить, что снятие импульсов управления в других фазах АИН не приводит к прерыванию тока в нагрузке так как она обладает боль)шей индуктивностью.Связи логических цепочек с распределителем 47 импульсов и нормирующим элементом 48-52 определяются следующими логическими выражениями: где Г и Н - Сигналы на выходах соответствующих цепочек;3. - фазный индекс. 30 фиксирующим длительность положительФормула изобретения Устройство управления автономным инвертором напряжения, выполненным в виде трехфазиых главных, обратных и распределительных тиристорных мостов, объединенных соответственно по выводам переменного тока, а по выводам постоянного тока объединены мосты главных и обратных тиристоров, узла принудительной коммутации, состоящего иэ коммутирующей ЬС-цепи,включен-. ной в диагональ моста из коммутирующих и зарядных тиристоров, подсоединенных к источнику зарядного напряжения, источника коммутирующего напряжения цк Х(С,1), являющегося функцией от времени и тока, определяемой параметрами коммутирующей ЬС- ,цепи и током нагрузки автономного ин 35 40 Г ц,Г = Гу Ц К э Н = Н, Ц, Н=Н,О,где Г и НК 50 Г" = Гф0, Г = Гц, Г = Гв"Ь ГГЦ Г: Г,Ц Г: ГЦ ь Цс = с хэ г г" кв кф 4 1 кф цУ кфН-Н,Ц, й=н, ц,Н=Н, ц,5 10 15 20 25 вертора, подсоединенного через диодысвязи и выводы постоянного тока трехфазного моста распределительных тиристоров к соответствующим выводамтрехфаэных главных и обратных тирисгорных мостов, содержащее регуляторчастоты, соединенный с распределителем импульсов управления, формирующим в каждом периоде выходнойчастоты последовательность сдвинутыхво времени импульсов управления Гд,хГз, Го, Гс, Г главными тиристорами и импульсов управления Н, Н,Нбу Нуэ Нс) Нг обратными тиристорамиусилительно-развязывающие узлы, подсоединенные своими выходами к выводам управления соответству.ощих глав-яных и обратных трехфазнык тиристорныкмостов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности путем снижения потерь энергии вцепи управляющих электродов главныхи обратных трахфазных тиристорныхмостов от токов обратной утечки, оноснабжено нормирующим элементом, подсоединенным входом к источнику коммутирующего напряженияс выходнымсигналом ф в коде единица и,ноль,ной полуволны коммутирующего напряжения Цк и подключенным выходом квведенным логическим цепочкам по числу главных и обратных тиристоров трехфазных тиристорных мостов, подсоединенным между выходными выводамираспределителя импульсов и входнымивыводами усилительноразвязывающихузлов, и реализующим следующие логические выражения Г = Гх Ц Г = ГИЦкф , 6 ф Г = ГЦ Г = Га Ц Н = Н Ц, Н = Н Цф,щ,Н = Н, Ц, Нф - Н Ц,- сигналы на выходах соответствующих цепочек; - фазный индекс.

Смотреть

Заявка

4108870, 27.08.1986

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

КОВАЛИВКЕР ГЕННАДИЙ НАУМОВИЧ, ЧЕРНЫШОВ АРКАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02M 7/515

Метки: автономным, инвертором

Опубликовано: 15.02.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1458952-ustrojjstvo-upravleniya-avtonomnym-invertorom-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство управления автономным инвертором напряжения</a>

Похожие патенты