Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты. Целью является улучшение энергетических показателей путем снижения установленной мопдности конденсаторов / С-цепей. Устройство содержит однофазный мост коммутируюпдих тиристоров 13-16 с коммутирующей LC-цепью 17, 18. Разрядные диоды 19, 20 зашунтированы конденсаторами 21, 22 и через обмотки 25, 26 коммутирующего тр-ра соединены соответственно с коммутирующими диодами 27, 28 и возвратными диодами 23, 24.- Диоды 27, 28 соединены с мостом распределительных тиристоров 29-34, подключенных к мосту главных тиристоров 37-42, зашунтированных / С-цепями 43-54. Вследствие того, что в цепи конденсаторов 21, 22 отсутствуют активные сопротивления, существенно снижаются потери мощности при перезаряде этих конденсаторов . 3 ил. «о (Л Ю г со 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д11 4 Н 02 М 7 515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959708/24-07 (22) 05.10.85 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (71) Научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт комплексного электропривода (72) Г. Н. Коваливкер, Г. В. Кузина, В. Т. Загорский и Ю. М. Иньков (53) 621.314.572 (088.8) (56) Заявка Великобритании № 1397746, кл. Н 2 F, 1975.

Тиристоры таблеточные типов Т9-250, Т2-320, Т3-320, Т500, Т630, Т800, Т2-800, Т1000. Каталог 05.04.-79. Информэлектро.

Авторское свидетельство СССР № 764069, кл. Н 02 М 7/515, 1978.

ÄÄSUÄÄ 1293807 А1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ

ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты.

Целью является улучшение энергетических показателей путем снижения установленной мощности конденсаторов RC-цепей. Устройство содержит однофазный мост коммутирующих тиристоров 13 — 16 с коммутирующей 1.С-цепью 17, 18. Разрядные диоды !9, 20 зашунтированы конденсаторами 21, 22 и через обмотки 25, 26 коммутирующего тр-ра соединены соответственно с коммутирующими диодами 27, 28 и возвратными диодами 23, 24. Диоды 27, 28 соединены с мостом распределительных тиристоров

29 — 34, подключенных к мосту главных тиристоров 37 — 42, зашунтированных RC-цепями 43 — 54. Вследствие того, что в цепи конденсаторов 21, 22 отсутствуют активные сопротивления, существенно снижаются потери мощности при перезаряде этих конденсаторов. 3 ил.

1293807

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

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей путем снижения установленной мощности конденсаторов RCцепей.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма управления, поясняющая процесс преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное; на фиг. 3 — диаграммы токов и напряжений, поясняющие процессы выключения разрядных диодов и приложения напряжения к главным тиристорам преобразователя после восстановления их вентильных свойств в прямом направлении.

Преобразователь однофазного перемен ного напряжения в трехфазное переменное напряжение (фиг. 1) содержит основной источник питания, состоящий из тиристорного моста 2 — 5, подсоединенного к вторичной обмотке трансформатора 6, сглаживающего 1.С-фильтра 7, 8, токоограничивающего реактора 9, вспомогательный источник питания инвертора 10 соединен через диоды связи 11 и 12 с источником 1 и непосредственно с однофазным мостом коммутирующих тиристоров 13 — 16 с коммутирующей LC-цепью

17 и !8 в диагонали, разрядные диоды 19 и120 зашунтированы конденсаторами 21 и 22 и возвратные диоды 23 и 24 соединены с коммутирующим трансформатором, состоящим из двух обмоток 25 и 26. Коммутирующие диоды 27 и 28 соединены с трехфазш м мостом распределительных тиристоров 29—

34, которые через реактивные диоды 35 и 36 соединены с источником 1. К главным тиристорам 37 — 42 подключены 1 С-цепи 43 — 54, трехфазная нагрузка 55 — 57, система 58 управления инвертором, система 59 управления источником 1 питания.

Работа автономного инвертора напряжения (АИН) в режиме преобразования постоянного напряжения в трехфазкое переменное поясняется диаграммами токов и напряжений (055, 1б5, Ьвб, 156, U67, 157) и алгоритмами переключения тиристоров.

Пусть согласно алгоритму управления (фиг. 2) АИН в момент времени to были включены главные тиристоры 38, 39, 42 и конденсатор 1? заряжен полярностью, указанной на фиг. l. Цифровые индексы при напряжениях управления (Uz — U4z) указывают к какому вентилю они относятся. Ток нагрузки протекает по цепи: источник питания 1, тиристор 38, нагрузка 55, 56, тиристор 39, тиристор 42, нагрузка 56, 57, тиристор 39.

В момент времени ti коммутируют тиристор 42, для чего включают распределительный 33 и коммутирующий 14 тиристоры.

При этом ток нагрузки начинает вытесняться из тиристора 42 током перезаряда LС-цепи

5 !

О

l7 и 18 по контуру: 17, 18, 27, 33, 42, 12, !

4, 17. В момент времени 4 запирания тиристора 42 (фиг. 3a) избыточный ток перезаряда конденсатора замыкается по цепи:

17, 18, 25, 20, 14, 17. При этом напряжение первичной обмотки коммутирующего трансформатора 26 прикладывается в обратном направлении к катоду выключаемого тиристора 42 (фиг. 36) по цепи: (+) 25, 27, 33, катод 42, (— ) 23, 20, 12, анод 42. В момент времени t> избыточный ток перезаряда конденсатора 17 (фиг. Зв) становится равным току нагрузки, и поскольку конденсатор 1? перезаряжается на противоположную полярность и начинается процесс выключения диода 20, то интервал времени t — 4, равный схемкому времени выключения тиристора т, отводится на восстановление его вентильных свойств.

На интервале времени t — 4 в случае, если напряжение конденсатора 7 меньше, чем напряжение источника 1 питания, продолжается перезаряд его током нагрузки по цепи: источник питания 1, 12., 14, 17, 18, 27, 33, 57, 56, 39, (— ) источника 1 питания.

В момент времени 4 до момента спада реактивного тока (по цепи: 57, 56, 39, 35, 33, 57) начинается процесс выключения диода 20, и поскольку разность ЭДС реактора 18 и напряжения конденсатора 17 мала, то конденсатор 22 (фиг. Зд, Uqq) заряжается по цепи: источник питания 1, 12, 22, 25, 27, 33, 57, 56, 39, (— ) источника питания 1, а конденсатор 45 шунтирующей RC-цепи 45 и 46 ко цепи: источник питания 1, 46, 45, 57, 56, 39, (†) источника 1 питания.

Поскольку конденсатор 22 и КС-цепь 45 и 46 в указанный момент времени включены параллельно, то скорость изменения напряжения на конденсаторе 45 и, следовательно, на тиристоре 42 ке может превышать скорость изменения напряжения ка конденсаторе 22. Вследствие того, что в цепи фильтрового конденсатора 8 1 С-фильтра установлен токоограничивающий реактор 9, конденсатор 22 заряжается в колебательном режиме и скорость изменения напряжения на нем записывают уравнением где i мгновенное значение тока;

c — - емкость RC-цепи.

Выбором параметров токоограничивающего реактора и конденсатора можно задавать требуемую скорость изменения НУ/Ж.

Поскольку диод 20 запирается, а вентили 12, 14, 27, 33 до момента времени t5 (фиг. 2) остаются включенными и конденсатор 22 заряжается до входного напряжения иквертора, то после восстановления вентильных свойств тиристора 42, на интервале времени — к нему в прямом направлении прикладывается напряжение конденсатора 22 но цепи: 22, 12, анод 42; (-) 22, 25, ?7, 1293807

33, катод 42. Вследствие того, что конденсатор 17 перезаряжается на противоположную полярность (полярность указана в скобках), то конденсатор 21 (фиг. 3 г) к моменту выключения диода 20 разряжается до разности напряжений 10 и 17 по цепи: (+) 21, 25, 18, 17, 14, 10, 21. Таким образом, энергия, запасенная в конденсаторе 21, без дополнительных потерь мощности в активных сопротивлениях (активные сопротивления, включенные последовательно с ним, отсут- 10 ствуют) передается в источник 10 питания.

В момент времени t4 конденсатор 17 (фиг. 3 в, кривая U< ) заряжается до напряжения источника 1 питания и начинается процесс выключения тиристора 14. При этом реактивная составляющая тока замыкается по цепи: нагрузка 57, 56, 39, 35, 33, 57.

При спаде до нуля реактивной составляющей тока нагрузки 57 тиристор 33 выключается напряжением перезарядившегося конденсатора 17 по цепи: (+) 17, 14, 12, 2, 39, 56, 57, 33, 27, 18, (— ) 17. На этом в момент 4 процесс выключения тиристора 42 инвертора заканчивается и в момент времени t7 осуществляют дозаряд конденсатора 17. Для этого (фиг. 2) включают тиристоры 14 и 15. Поскольку потенциал конденсатора 17 направлен встречно потенциалу конденсатора 22, то в момент включения тиристора 14 не требуется ограничивать ток конденсатора 22 резистором. При очередной коммутации конденсатор 22 разряжается по цепи: 22, 10, 13, 17, 18, 25, 22.

При очередной коммутации (согласно диаграмме управления фиг. 2) тиристора 39 в момент времени t8 электромагнитные процессы в инверторе протекают аналогично вышесказанному. При этом скорость нарастания напряжения на тиристоре 39 после восстановления его вентильных свойств ограничивается конденсатором 21.

Таким образом, включение конденсаторов параллельно разрядным диодам 19, 20 позволяет существенно снизить установлен- 4О ную мощность RC-цепей (43 — 54) главных тиристоров инвертора. Вследствие того, что в цепи конденсаторов 21, 22 отсутствуют активные сопротивления, существенно снижаются потери мощности при перезаряде этих конденсаторов. Г!ри включении конден- 45 саторов 21 и 22 параллельно диодам 19 и 20 параметры RC-цепей выбираются из условия ограничения (дУ/Ж)."" и на порядок меньше, чем при выборе их для ограничения скорости нарастания напряжения в процессе восстановления (dU/Ж)...

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряжения в трехфазное переменное, содержащий трехфазный мост главных тиристоров, подключенный выводами постоянного тока к основным шинам питания, RC-цепочки, подсоединенные параллельно главным тиристорам этого моста, трехфазный мост распределительных тиристоров, подсоединенный выводами переменного тока к выводам переменного тока трехфазного моста главных тиристоров, а выводами постоянного тока через обратные диоды — к соответствующим основным шинам питания, вспомогательный источник питания, однофазный мост коммутирующих тиристоров, подсоединенный выводами постоянного тока к соответствующим шинам вспомогательного источника питания, коммутирующую 1 Сцепь, включенную в диагональ переменного тока однофазного моста коммутирующих тиристоров, два последовательно соединенных разрядных диода и два последовательно соединенных между собой возвратных диода, подключенных к соответствующим шинам дополнительного источника питания, коммутирующий трансформатор, подсоединенный соответствующими выводами к общим точкам соединения возвратных и разрядных диодов и к общей шине соединения коммутирующих тиристоров, два согласно последовательно включенных коMìóòèðóþùèх диода, подсоединенных своими выводами к выводам постоянного тока трехфазного моста распределительных тиристоров и общей точкой соединечия к соответствующему выводу коммутирующей 1.С-цепи. диоды связи, соединяющие одноименные основные шины и шины дополнительного источника питания, конденсатор, подсоединенный одним выводом к катоду первого разрядного диода, и систему управления, подсоединенную своими соответствующими выходами к управляющим входам тиристоров, отличающийся теvi, что, с целью улучшения энергетических показателей путем снижения установленной мощности конденсаторов RÑцепей, в него введен дополнительный конденсатор, подключенный параллельно выводам второго разрядного диода, а второй вывод упомянутого конденсатора подсоединен к аноду первого разрядного диода.

U$6,I5b

0лт изб

U33

<«о «r йа ига

Urn изг бзик июэ и,м багз

Uf«

UrS и, Фиг. Я фиг. 3

Составитель Г. Мыцык

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 393/57 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4