Трехфазный инвертор напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть 3S использовано в тяг.овом приводе с бесколлекторными двигателями. Целью является повышение надежности работы инвертора путем защиты главных тиристоров при перегрузках и опрокидывании инвертора. Устройство содержит мост основных тиристоров 1-6. В каждое Плечо моста включена гасящая цепь 19-24, состоящая из последовательно включенных гасящегося тиристора 30, . гасящего конденсатора 29 и дросселя 32, тр-ра тока 25. Первичная обмотка 26 тр-ра 25 включена в цепь обратного диода 13-18 своего плеча, а его вторичная обмотка 27 включена в диагональ диодного моста 28, выходы которого подключены к гасящему конденсатору 29. Это обеспечивает защиту главных тиристоров при не зависимом от напряжения питающей сети прдзаряде гасящего конденсатора каждого плеча. 4 ил. Фие.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9! (il) Ш 4 Н 02 M 51

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3996698/24-07 (22) 29,12.85 (46) 07. 08. 87, Бюл, ¹ 29 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного трансгорта им. акад. В,Н. Образцова (72) К,!О, Бурак, Н,П. Лебедева и Т.К. Александрова . (53) 621,314.057 (088.8) (56) Глух Е.М,, Зеленов В.Е, Защита полупроводниковых преобразователей. — .

И.: Энергия, 1970, с, 95-103.

Авторское свидетельство СССР № 409337, кл, Н 02 M 7/122, 1971.

Заявка Японии ¹- 51-30251, кл. Н 02 M 7/515, 1976.

Руденко B.Ñ . и др. Основы преобразовательной техники, — M,: Высшая . . школа, 1980, с. 273, рис. 4.67. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тяговом приводе с бесколлекторными двигателями. Целью является повышение надежности работы инвертора путем защиты главных тиристоров при перегрузках и опрокидыва.нии инвертора. Устройство содержит мост основных тиристоров 1-6. В каждое плечо моста включена гасящая цепь

19-24, состоящая из последовательно. включенных гасящегося тиристора 30, гасящего конденсатора 29 и дросселя

32, тр-ра така 25. Первичная обмотка

26 тр-ра 25 включена в цепь обратного диода 13-18 своего плеча, а его вторичная обмотка 27 включена в диагональ диодного моста 28, выходы ко- g торого подключены к гасящему конденсатору 29. Это обеспечивает защиту главных тиристоров при не зависимом от напряжения питающей сети подзаряде С. гасящего конденсатора каждого плеча.

4 ил.

1328906

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к тиристорным инверторам, работающим в тяговом приводе с бесколлекторч ными двигателями, Цель изобретения — повышение надежности инвертора путем защиты, главпых тиристоров при перегрузках и опрокидывании инвертора.

На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема трехфазного инвертора напряжения; на фиг. 2принципиальная схема формирования импульсов управления гасящих тиристоров при перегрузках и при коротком замыкании в звене постоянного тока; на фиг. 3 — диаграмма импульсов управления всеми тиристорами инвертора при 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 тока включена в диагональ дополнительного диодного моста 28 своей цепи. Выходы каждого 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 гасящего модуля. Анод гасящего тиристора 30 в каждой цепи 19, 21, ?3 анодного плеча подключен к плюсовой шине 33 звена постоянного тока, а в каждой цепи 20, 22, 24 катодного плеча он подключен к средней точке 34 (35, 36) основных тиристоров, к которой подключен, кроме того, второй вывод 37 дросселя 32 цепи 19 (21, 23) анодного плеча. Второй вывод 37 дросселя

32 цепи 20, 22,24 каждого катодного плеча подключен к минусовой шине 38 звена постоянного тока. Между средней точкой 34 (35, 36} главных тиристоров 1 и 4 (3 и 6, 5 и 2) и сред5

30 ней точкой 39 (40 и 41) 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 перегI руэки 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 плеча к которому относится модуль указанного гасящего тиристора.

Допустим сигнал от датчика 47 поступил в момент t (фиг, 3), когда "1328906 крыты главные тиристоры 1, 5.и--6 (фиг. 1). При этом импульсы гашения на тиристоры 30 поступят, согласно фиг. 3 сначала на тиристор 30 цепи

23, затем на тиристор 30 цели 22, а затем на тиристор 30 цепи 19.

Для примера рассмотрим работу модуля 19 в момент поступления импульса на коммутирующий тиристор 7. В период предыдущего проводящего состояния главного 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 обратный диод 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 заднему фронтам импульса первичной обмотки

26. Величина сопротивления резистора

48 выбирается из требований предельно допустимого уровня напряжения на гасящем конденсаторе 29. На выпрямителе 28 происходит импульсное двухполупериодное выпрямление указанных импульсов и конденсатор 29 заряжается полярностью "+", "-", укаэанной на фиг. 1 без скобок. При поступлении управляющего импульса от формирователя 50 системы 49 управления (фиг.2) на гасящий тиристор 30 модуля 19 конденсатор 29 разряжается по цепи (фиг.1) точка 31- — дроссель 32 — точка 34 — главный тиристор 1 — шина

33 - гасящий тиристор 30 — конденсатор 29.

После закрытия главного тиристора

1 ток разряда конденсатора 29 протекает по цепи обратного диода 13 и, таким образом, конденсатор 29 перезаряжается до обратной полярности — "+", указанной на фиг. 1 в скобках. При этом гасящий тиристор

30 закрывается, а конденсатор 29 вновь перезаряжается через двухполупериодный выпрямитель до полярности

"+" — "-" без скобок (фиг. 1) в исходное состояние. Тем самым он вновь готов к гашению главного тиристора 1.

С момента времени t (фиг. 3) и далее, пока существует сигнал с датчика 47 среднего значения тока перегрузки, сигналы управления на гасящие тиристоры 30 всех цепей 19-24 будут поступать синхронно с сигналами управления на коммутирующие тиристоры

7-12, помогая тем самым коммутирующим конденсаторам 42, 43 и 44 закры5 вать главные тиристоры 1-6. Таким образом, алгоритм включения гасящих тиристоров 30 каждой гасящей цепи

19-24 при перегрузках такой же, как алгоритм включения коммутирующих тиристоров 7-12 своего плеча каждой фазы.

При этом дроссель 32 ограничивает скорость нарастания тока разряда гасящего конденсатора 29.

При коротком замыкании в звене постоянного тока, т.е. при срыве инвертирования, например, в момент времени t (фиг. 4) по фазе А, когда ток короткого замыканИй протекает через главные тиристоры 1 и 4 (фиг. 1) датчик 45 максимального мгновенного значения тока посылает сигнал на формирователи 51 и 52 (фиг. 2), Из поло25 жительного перепада сигнала датчика

45 блок 52 формирует уровень логического нуля, запрещающий подачу сигналов управления на все главные тиристоры 1-6. Одновременно формирователь

0 51 обеспечивает сигнал на включение всех гасящих тиристоров 30 цепей 1924. Выходной сигнал формирователя 51 поступает на блок 53 сравнения, состоящий из шести стандартных элементов ИЛИ. Блок 53 обеспечивает вклю 5 чение гасящих тиристоров 30 модулей

19-24 по заданному алгоритму работы защиты при коротком замыкании в звене постоянного тока, Таким образом обеспечивается защита главных тирис40 торов 1-6 при перегрузках и коротком замыкании в звене постоянного тока.

Формула из о бр ет ения

45 Трехфазный инвер тор 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, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности работы инвертора путем защиты основных тиристоров при перегрузках и при опрокидывании инвертора, он снабжен цеi328906 пями индивидуального гашения основных тиристоров, состоящими каждая из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, параллельно которому подключена диагональ постоянного тока дополнительного диодного моста, в диагональ переменного тока которого включен резистор и вторичная обмотка трансформатора тока, последовательно соединенного первичной обмоткой с обратным диодом того же основного тиристора, 1328906

ЭЯ. ГР4Й

1328906

ЭЛ i#4>, Составитель А. Рухман

Редактор С. Пекарь Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Шароши

Заказ 3495/55 Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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