Способ управления двухконтурным генератором коммутирующих импульсов тока

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХКОНТУРННМ ГЕНЕРАТОРОМ КОММУТИРУНИЦИХ ИМПУЛЬСОВ ТОКА, выполненным в виде однофазного тиристорного моста с цепочкой из двух последовательно соединенных коммутирующих LC -контуров в диагонали переменного тока этого моста, причем точка соединения этих контуров и выводы постоянного тока моста предназначены для подключения к коммутируемым тиристорам , путем формирования для каждой пары тиристоров моста, подключенных к одному и тому же его выводу постоянного тока, пары сдвинутых между собой по фазе управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью снижения коммутационных потерь, порядок следования сдвинутых во времени импульсов S управления изменяют в каждом послеСЛ дующем периоде в следующем порядке: первый - второй, второй - первый, первый - второй и т. д... СР 1 00

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (!!) 00ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

F а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3603562/24-07 (22) 10.06.83 (46) 15.08 ° 85. Бюл. 9 30 (72) А.A.×åðíûøoâ, В.Т.Загорский, Г.Н.Коваливкер и Р.Л.Валеев (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода (53) 621.314.572:621 ° 314.27(088,8) (56) 1.Патент США У 3391328, кл. Н 02 M 7/515, опублик. 1972.

2. Патент США У 4191994, кл. Н 02 М 7/515 опублик. 1977, (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХКОНТУРНЬк(ГЕНЕРАТОРОМ КОММУТИРУЮП(ИХ

ИМПУЛЬСОВ ТОКА, выполненным в виде однофазного тиристорного моста с цепочкой из двух последовательно (51)4 Н 02 M 1/08; Н 02 М 7/515 соединенных коммутирующих ЬС -контуров в диагонали переменного тока этого моста, причем точка соединения этих контуров и выводы постоянного тока моста предназначены для подключения к коммутируемым тиристорам, путем формирования для каждой пары тиристоров моста, подключенных к одному и тому же его выводу постоянного тока, пары сдвинутых между собой по фазе управляющих импульсов, отличающийся тем, что, с целью снижения коммутационных потерь, порядок следования сдвинутых во времени импульсов Ж управления изменяют в каждом последующем периоде в следующем порядке: первый — второй, второй — первый, первый — второй и т. д...

Предположим, что был включен главный тиристор инверстора 9 и конденсаторы 13 и 15 коммутирующих 45

I.Ñ -цепей заряжены полярностью, указанной на фиг. 1.

Для запирания тиристора 9 в момент времени Т (фиг.2) включают тиристор 4, и коммутирующий конден- 0 сатор 13 разряжается по цепи: дрос- . сель 14 — тиристоры 9 и 4 — конденсатор 13. Тиристор 9 запирается, и конденсатор 13 перезаряжается по цепи: дроссель 14 — тиристоры 11 и 4. Падение напряжения на диоде 11 прикладывается к тиристору 9 в обратном направлении в течение времени, 1 11734

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях частоты.

Цель изобретения — уменьшение коммутационных потерь при управлении двухконтурным генератором коммутирующих импульсов тока.

На фиг. l приведена принципиальная схема устройства для реализа- 10 ции предложенного способа;на фиг.2» временные диаграммы процессов в схеме по фиг. 1; на фиг. 3 — блок-схе- ма системы управления устройством по фиг. 1 и временные диаграммы, 15 поясняющие ее работу.

Устройство (фиг.1 ) содержит формирователь импульсов управления (ФС) 1, распределитель импульсов (РИ) 2, двухконтур ый генератор 20 коммутирующих импульсов тока (ДГКИТ) 3, коммутирующие тиристоры которого 4 и 5 подсоединены анодами к положительной шине источника питания, соединяющей тиристорный " 25 преобразователь (ТП) 6 с ДГКИТ 3,. коммутирующие тиристоры 7 и 8, подсоединенные катодами к отрицательной шине источника питания, главные тиристоры 9 и 10 одной фазы ТП б, подсоединенные с шинами источника питания, обратные диоды преобразователя 11 и 12, шунтирующие главные тиристоры в обратном направлении. ДГКИТ 3 содержит коммутирующие 1С вЂ” цепи 13-14, 1516, подсоединенные к общим точкам соединения коммутирующих тиристоров 4, 7, 5, 8 и главных тиристоров преобразователя 9 и 10. 40

Устройство по известному спосо.бу работает следующим образом.

98. необходимого для восстановления его запирающих свойств. В момент времени t со сдвигом во времени включают тиристор 5, и конденсатор

15 разряжается по цепи: дроссель

16 — тиристоры 11 и 5 — конденсатор

15. Форма суммарного коммутирующего импульса тока показана на фиг. 2а.

В момент времени t, когда ток коммутирующего импульса становится меньше коммутирующего тока нагрузки, включают главный тиристор 10 и происходит дозаряд коммутирующих конденсаторов до напряжения источника питания с противоположной полярностью. Коммутирующий конденсатор 15 заряжается до значения напряжения, превышающего напряжение конденсатора 13, так как доэаряд его происходит до окончания суммарного коммутирующего импульса тока (фиг.2а). В момент времени t для запирания тиристо1 ра 10 включают тиристор 7 и конденсатор 13 переэаряжается по цепи тиристоры 7 и 10 — дроссель 14.

Тиристор 10 запирается, и конденсатор перезаряжается по цепи: тиристоры 7 и 12 — дроссель 14. В момент t< включают тиристор 8, и конденсатор 15 разряжается по цепи: тиристоры 8 и 12 — дроссель 16.

Амплитуда коммутирующего импульса тока конденсатора выше, чем в предыдущей коммутации, так как выше его первоначальное напряжение.

В момент времени t6 включают тиристор 5 и происходит дозаряд коммутирующих конденсаторов, причем конденсатор 15 заряжается снова до напряжения более высокого, чем коденсатор 13. Это приводит к искажению суммарного коммутирующего импульса тока (фиг.2б) и к увеличению коммутационных потерь. Напряжение на коммутирующем конденсаторе повышается до тех пор, пока потери при коммутации будут равны потерям при дозаряде и сбалансируются на уровне, значительно превышающем уровень напряжения источника питания.

Устройство согласно предлагаемому способу работает следующим образом (фи.26j.

На интервале времени Т„ его работа совпадает с прототипом и описана выше. В момент времени t

1173498 включают тиристор 8 и конденсатор

1S перезаряжается по цепи: тиристоры 8 и 12 — дроссель 16. В момент времени t включают тнристор 7 и конденсатор 13 .перезаряжается по цепи: тиристоры 7 и 12 — дроссель

14. Коммутирующий импульс LC — цепи 15 и 16 выше по амплитуде, чем LC — цепи 13 и 14, так как конденсатор 15 заряжен .в предыдущем 10 периоде до значения напряжения более высокого, чем конденсатор 13.

В момент времени t включают тиристор 9 и осуществляют дозаряд конденсаторов ".3 и 15, причем кон- 15 денсатор 13 заряжается до напряжения выше, чем напряжение источника питания.

В момент времени t 1 включают тиристор 4 и начинает перезаря- 20 жаться конденсатор 13, затем

В момент Времени 18 начинают перезаряд конденсатора 15. Форма суммарного коммутирующего импульса тока получается более симмет- 25 ричной, так как напряжение обоих конденсаторов выше напряжения источника питания. Через несколько периодов работы напряжение обоих

LC — цепей сбалансируется на уров- 3р не, равном напряжению конденсатора, второй ЬС вЂ” цепи по известному способу управления, поэтому по сравнению с известным способом . управления форма суммарного ком35 мутирующего импульса получается симметричной. За счет этого можно снизить. емкость коммутирующих конденсаторов обоих LC — цепей и получить расчетную амплитуду коммутирующих импульсов тока, тем самым снизить коммутационные потери.

В случае применения двухконтурного генератора коммутирующих импульсов тока для коммутации ти- 45 ристоров 9 и 10 преобразователя 6 постоянного напряжения в переменное в качестве ФС„ используется регулятор частоты (РЧ) 17 (фиг.3).

На вход РЧ 17 поступает напряжение сигнала задания частоты

U, с выхода РЧ 17 снимаются два сигнала + UA и — UA поступающие на вход двух каналов РИ 2.

Каждый канал РИ содержит формирователи импульсов (ФИ) ° 18-20, одновибраторы 2! и 22, логический элемент ИЛИ 23..

Рассмотрим работу первого канала РИ 2.

По заднему фронту сигнала

+ U> ФИ !8 формируют иммульс через элемент ИЛИ 23, поступающий на первый выход РИ.Одновременно сигнал +К подается на входы одновибраторов 21 и 22.

Одновибратор 21 формирует импульс длительностью Т вЂ” t (фиг. 2а,б).

По заднему фронту этого импульса, ФИ 19 формирует импульс поступающий на второй выход РИ 2.

Одновибратор 22 формирует импульс длительностью t> — t по заднему

1 У фронту которого ФИ 20 формирует импульс, поступающий на включение тиристора 10 преобразователя и одновременно поступающий через логический элемент ИЛ!! 23 на первый выход РИ 2

Второй канал РИ работает аналогично, По заднему фронту импульса — Б, в ФИ 18 формируется импульс — К, поступающий через элемент ИЛИ 23 на четвертый выход

РИ, Одновременно импульс — К подается на одновибраторы 21 и 22. С задержкой времени, равной t — t+, на величину длительности импульса одновибратора 21 ФИ 19 формирует импульс, поступающий на третий выход РИ. С задержкой времени, равной t< — t„, на величину длительности импульса одновибратора 22 в ФИ 20 формируют импульс, поступающий на управление тиристором

9 и одновременно через элемент

ИЛИ 23 †. на четвертый выход РИ 2.

Таким образом импульсы управления тиристорами двухконтурно-

ro генератора коммутирующих импульсов тока подаются на его входы в следующей последовательности: I — II, затем 1Ó вЂ” Ш. входы и т.д., что обеспечивает попеременное изменение порядка следования коммутирующих импульсов тока каждого 1.С -контура в отдельности.

Как показывают исследования, напряжение на коммутирующем конденсаторе второй LC -цепи при управлении по известному способу баланаируется на уровне, превышающем напряжение источника питания на 25 - 40X. Тогда соотношение коммутирующих емкостей и реакторов по известному и предлагаемому спо1173498

Uco с Ср

1,25

Ьг собу можно определить из следующих уравненей

iifi. „C„= т /ь ° с„, где L „С д — индуктивность и — цепей емкость коммутирущщих в известном способе °

? . С и индуктивность и eìKoñTå

5 коммутиру ощих LC - цепей .в п лагаемом способе управления.

P ешая эту систему уравнений, получаем:

1юп=1,25?эР1

i 173498 ф

ЧО

Составитель Г.Мыцык

Редактор К.Волощук Техред М.Надь КорректорЕ.Сирохман

Заказ 5076/53 Тираа 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«ъ»

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

+4

- я

4Я ю /(У

Я

VfD

ЯГ

t

1

1

t