Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя

 

УСТРОЙСТВО ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ КОММУТАЦИИ ТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ , содержащее диодный мост с фильтровым конденсатором, два последовательно соединенных коммутирующих тиристора, два последовательно соединенных зарядных тиристора, два последовательно соединенных разрядных диода, коммутирующую цепочку из последовательно соединенных коммутирующего реактора и коммутирующего конденсатора, подключенную своими выводами к общей точке соединения коммутирующих тиристоров и к объединенным общим точкам соединения зарядных тиристоров и разрядных диодов, два последовательно соединенных диода сброса, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности путем снижения коммутационных перенапряжений, в него дополнительно введены два развязывающих диода, подключенных одними анодом и катодом соответственно к плюсовому и минусовому выходным выводам диодного моста с фильтровым конденсатором, а другими анодом и катодом к одноименным выводам диодов сброса, и дополнительный конденсатор, подключенный своими вывоS дами к общим точкам соединения развязывающих диодов и диодов сброса, причем (Л общая точка соединения диодов сброса подключена к общей точке соединения коммутирующих реактора и конденсатора, а соответствующие выводы коммутирующих и зарядных тиристоров и разрядных диодов подключены к выходным выводам диодного моста с фильтровым конденсатором . О5 СО со :/5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 Н 02 М 5/45!

®СЕСб ®цд я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ЛЦ01, 15

Фиг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631809/24-07 (22) 02.08.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) В. Т. Загорский, P. Д. Валеев и Г. Н. Коваливкер (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт комплексного электропривода (53) 621.314 (088.8) (56) Руденко В. С., Сенько В. И. и Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники. 1980, с. 332.

Авторское свидетельство СССР № 483745, кл. Н 02 М 5/04, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 458936, кл. Н 02 М 7/25, 1973. (54) (57) УСТРОЙСТВО ПРИНУДИТЕЛЬHOPI КОММУТАЦИИ ТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее диодный мост с фильтровым конденсатором, два последовательно соединенных коммутирующих тиристора, два последовательно соединенных зарядных тиристора, два последовательно соединенных разрядных диода, коммутирующую цепочку из последовательно соединенных коммутирующего реактора

„„Я(.1„„1169113 А и коммутирующего конденсатора, подключенную своими выводами к общей точке соединения коммутирующих тиристоров и к объединенным общим точкам соединени я зарядных тиристоров и разрядных диодов, два последовательно соединенных диода сброса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения коммутационных перенапряжений, в него дополнительно введены два развязывающих диода, подключенных одними анодом и катодом соответственно к плюсовому и минусовому выходным выводам диодного моста с фильтровым конденсатором, а другими анодом и катодом к одноименным выводам диодов сброса, и дополнительный конденсатор, подключенный своими выводами к общим точкам соединения развязывающих диодов и диодов сброса, причем общая точка соединения диодов сброса подключена к общей точке соединения коммутирующих реактора и конденсатора, а соответствующие выводы коммутирующих и зарядных тиристоров и разрядных диодов подключены к выходным выводам диодного моста с фильтровым конденсатором.

1169113

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для искусственной коммутации тиристоров в преобразователях частоты.

Е1ель изобретения — повышение надежности путем снижения коммутационных перенапряжений.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы тока и напряжения коммутирующего конденсатора.

Устройство (фиг. 1) содержит тиристорный преобразователь 1 с трансформатором и нагрузкой Хн, диодный мост 2 с фильтром, к шинам которого присоединены выводы двух последовательно соединенных коммутирующих тиристоров 3 и 4 и зарядных тиристоров 5 и 6, шунтированных встречно-параллельно разрядными диодами 7 и 8, последовательно соединенные коммутирующиее конденсатор 9 и реактор 10, присоединенные к общим точкам соединения коммутирующих тиристоров 3 и 4 и зарядных тиристоров 5 и 6, два последовательно соединенных диода 11 и 12 сброса, развязывающие диоды 13 и 14, одними анодом и катодом присоединенные к выходным шинам диодного моста 2. Одноименные выводы диодов 11 и 13 и диодов 12 и 14 соединены между собой, дополнительный фильтровой конденсатор 15 подключен к общим точкам соединения катодов диодов 11 и 13 и анодов диодов 12 и 14. Развязывающие диоды 13 и 14 шунтированы тиристорами

16 и 17 сброса. Выход устройства принудительной коммутации соединяется с тиристорным преобразователям 1 через распределительные. тиристоры 18 и 19.

Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя (фиг. 1) согласно диаграммам напряжения и тока (фиг. 2) работает следующим образом.

Предположим, что первоначально проводят два тиристора противоположных групп преобразователя 1, при этом в цепи нагрузки протекает ток 1„, а конденсатор 9 заряжен до напряжения фильтра диодного моста 2 с полярностью, указанной на фиг. 1.

Для запирания одного из тиристоров катодной группы преобразователя (в момент времени t<) включают тиристоры 3 и 18.

Ток нагрузки из проводящего тиристора преобразователя 1 вытесняется колебательным током LC-контура по цепи: 1, 2, 3, 9, 10, 18, 1. Избыточный ток перезаряда конденсатора 9 замыкается по цепи: 9, 10, 7, 3, 9, создавая в цепи диода 7 падение напряжения, плюсом прикладываемое через распределительный тиристор 18 к катоду, а минусом — через диодный мост 2 — к аноду запираемого тиристора. При этом падение напряжения должно быть больше напряжения открытого состояния тиристора 18, для чего в цепи разрядных диодов 7 и 8 включено несколько последовательно соединенных вентилей. До момента времени t> превышения током нагрузки тока LC-контура продолжается свободный перезаряд емкости 9.

Напряжение Uq меняет знак. В момент времени ta разрядный диод 7 закрывается.

На интервале времени tg — t3 через LC-цепь протекает ток нагрузки, линейно повышая напряжение Up на конденсаторе 9. В момент времени ts напряжение Ug превышает напряжение дополнительного конденсатора 15, равное напряжению Uz фильтра диодного моста 2, закрывается распределительный тиристор 18, открывается соответствующий тиристор катодной группы преобразователя 1, ток нагрузки преобразователя замыкается через упомянутый тиристор, открываются диоды 7, 12 и 13 и избыточная энергия реактора 10 передается в конденсатор 15 по цепи: 10, 7, 13, 15, 12, 10. Так как емкость дополнительного фильтрового конденсатора 15 намного больше емкости конденсатора 9, то можно считать, что напряжение на конденсаторе 15 за время вывода избыточной энергии на интервале времени t> — tq постоянное,при этом ток реактора 10 уменьшается линейно (фиг. 2).

Таким образом, в процессе коммутации тиристоров преобразователя напряжение на коммутирующем конденсаторе устанавливается не выше напряжения источника питания, что повышает надежность работы тиристоров и уменьшает весогабаритные показатели устройства.

Накопленную в процессе коммутации избыточную энергию из дополнительного конденсатора 15 выводят известными способами, например, включением тиристоров

16 и 17 сброса (фиг. 1) и передачей этой энергии основному фильтру диодного моста 2 на межкоммутационном интервале с последующим использованием ее для коммутации.

В момент времени tg начинается процесс коммутации тиристоров анодной группы преобразователя 1 аналогично описанному просессу.

Через зарядные тиристоры 5 и 6 осуществляется дозаряд коммутирующего конденсатора 9 после каждой коммутации включением соответствующей пары тиристоров 5 и 4 или 3 и 6 при работе преобразователя на холостом ходу.

Управление тиристорами устройства принудительной коммутации тиристоров преобразователя осуществляется с помощью блока управления, формирующего сигналы, которые подаются на управляющие электроды соответствующих тиристоров согласно описанному алгоритму.

В качестве преобразователя 1 в устройст ве (фиг. 1) принят известный преобразова1169113

I

Составитель Г. Мыцык

Техред И. Верес Корректор А Тяско

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Папи

Заказ 4626/51 тель переменного напряжения в постоянное (регулируемый выпрямитель), также хорошо известны системы управления такими преобразователями, например система фазового регулирования. В блоке управления предлагаемым устроиством для комму5 тирующих и распределительных тиристоров формируются сигналы управления по задним фронтам импульсов управления тиристорами преобразователя 1 (длительность такого импульса управления соответствует всей длительности проводящего состояния тиристора) с помощью формирователя коротких импульсов. Для зарядных тиристоров формируются импульсы управления, задержанные относительно упомянутых импульсов на длительность интервала коммутации с помощью одновибраторов.