Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для принудительной коммутации тиристоров в управляемых вьтрямителях. Цель изобретения - повьачение надежности путем ограничения напряжения в коммутирующих цепях. Устройство содержит подключенные к сети 2 переменного тока преобразователь 7 и управляемый вентильный мост 1, Парал jia,4bno 1:ыходу вентильного моста 1 HK.ioMciu- оспоБиой 3 и дополт тельный 10 ком.мут|- ру1ош,ие узлы (КУ) . Выход 5 КУ 3 через узел связи б соединен с Еходог 11 КУ 10,. Параллельно выходу преобразопателя 7 включена пагруз)са 9 с соотве7стзу 1ци;- н вь хода1-п1 КУ 3 v , КУ 10, ведение КУ JO и р.к.чюего параллельно преобразовате- jno 7 Н момент liana.na коммутации пос лед.чего позволяет осуществитьперевод тока нагруз чИ из цепи цреобразователя 7 в цепь КУ 10 и снизить напряжение заряда КУ 10. При этом предварительно заряженный КУ 3 включается в цепь нагрузки последовательно с КУ 10 и перезаряжается. Когда напряжение КУ 3 станет вьппе снижаюашгося напряжения КУ 10 ток нагрузки переводится в цепь преобразователя 7, а КУ 35 10 запираются, причем остаточное значение напряжения на них ниже исходного. Это обеспечивает надежное ограничение напряжения на всех элементах устройства. 3 з,п, , 4 ил. ЛЯУКЛ 05 ЬЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (11 4 Н О 2 M 3/ 1 35

ОПЙОАЙИЕ ЙЗСБРЕТЕККЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4?09457/24-07 (22) 10.03.87 (46) 07 11 88 В1л i 4! (71) Научно-нсспедовате.ы.ский, проектно-конструктор. кий и технологический институт комплектногo злектропривода (72) В.Т.Загорский и Г„В,Кузина (53) 621,314.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11! 1169113, кл. Н 02 М 5/45, 1985, Авторское свидетельство СССР

Р 1091288. кл, Н 02 М //155, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ KONМУТАЦИИ ТИРИСТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для принудительной коммутации тиристоров в управляемых выпрямителях.

Цель изобретения — повышение надежности путем ограничения напряжения в коммутирующих цепях. Устройство содержит подключенные к сети 2 переменного тока преобразователь 7 и управляемый вентильный мост 1, Парал„„SU „„1436224 А 1,!! е:! я(!О (!ходу в F i(тн!(ьн О! 0 . !Оса 1 в! .: : - "!! ".(Ов н" Г! 1;: Дон отн(!1 ! (ьн! IH

1 0 II 0! ! 7 t l.!pg !и(не ) 3 (ы (1Й ) е ВыхОД

5 КУ 3 (:р-з узе связи 6 соединен с входо. . 11 КУ 10, Параллель!(О вь(ходу и!реобразо(!ателл 7 вк!(! я!ел(! наг1". у 3 к с 9 ! с o o T I е т с т в ую (((и. (! г,!, Од с ! я (I(1 К 10 1(вc EII е К 10 F : iK"" ч:.«. :.. Огo параллельно преобпа Ов",т»,":! .,! . :! О!! е нт I;!" I I I! ÿ к o! !: (У та (i! и Ос лез!!его позволяет oc II(":ñòÐIIòl (!арc во, тока нагрузк(! (з цели преобразователя 7 в цепь ку 10 и снизи I I, напряжение заряда КУ 10. Прн этом предварительно заряженный КУ 3 включается в цепь нагрузки последовательно с К ., 10 и переэаряжается, I:îãäà напряжение КУ 3 станет вы(((е снижающегося напряжения КУ 10 ток нагрузки переводится в цепь преобразователя

7, а КУ 3, 10 запираются, причем остаточное значение напряжения на них ниже исходного. Это обеспечивает надежное ограничение напряжения на всех элементах устройства. 3 э,п. ф-лы, 4 ил.

1436224

Ю

2Î

Изобретение относится: к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для принудительной коммутации тиристаров в управляемых выпрямителях.

Цель изобретения - повышение надежности путем ограничения напряжения.на коммутирующих элементах.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства принудительной коммутации тиристоров преобразователя; на фиг. 2 - пример конкретной реализации устройства; на фиг. 3кривые токов I и напряжений и на коммутирующих конденсаторах и диаграмма управления, где цифры соответствуют номерам элементов устройства; на фиг. 4 — функциональная схема одного из возможных вариантов формирователя сигналов управления устрбйством при нудительной коммутации.

Устройство (фиг. 1) содержит управляемый вентильный иост 1, подсоединенный своим входом к сети 2 переменного тока, основной коммутирующий уэел 3, подключенный входами 4 к выходу вентильного моста 1, а выходом

5 - к входу управляемого узла связи 6. Преобразователь 7 подсоединен своим входом к сети 2 переменного тока, а выводами 8 постоянного тока— к соответствующим выходам основного коммутирующего узла 3, к нагрузке 9 и к соответствующим выходам дополни.тельного коммутирующего узла 10, пор ключенного входом 11 к выходу узла связи 6, а другими двумя входами - к выходу вентильного моста. Выводы системы 12 управления подключены к соответствующим управляющим выводам тиристоров устройства.

Преобразователь (фиг. 2) включает тиристоры 13 - 16, а вентильный мост выполнен на тиристорах 17 — 20.

Основной коммутирующий узел 3 содержит тиристоры коммутирующие 21,22, зарядные 23,24, распределительные (выходные) 25,26 и коммутирующую LCцепь из конденсатора 27 и дросселя

28. Узел 6 связи состоит из последовательно соединенных;гиристоров

29,30. Дополнительный коммутирующий узел 10 состоит из тиристоров 31,32 и коммутирующей LC-цепи 33,34.

Система 12 управления {фиг. 4) содержит устройство 35 импульснофазового управления (СИФУ), выдающее управляющие сигналы через усилители-формирователи (УФ) 36 на включение тиристоров преобразователя 7 и вентильного моста 1, которое может быть выполнено любым из известных способов "вертикального" или "горизонтального" управления. Определение заднего фронта управляющего сигнала осуществляется с помощью логического элемента И 37, на другой вход которого подается напряжение смещения

U Сигнал заднего фронта на тиристоры 21,25,29 и 22,26,30 поступает через элемент временной задержки (таймер) Т 38, соединенный через схему ИЛИ 39 с соответствующими усилителями-формирователями.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства заключается в том, что предварительно заряженный дополнительный коммутирующий узел 10 в момент начала коммутации преобразователя 7 по сигналу, подаваемому системой управления 12>

I включается параллельно преобразователю 7, что приводит к его запиранию и переводу тока нагрузки из цепи преобразователя 7 в цепь дополнительного коммутирующего узла 10 и снижению напряжения заряда коммутирующего узла 10, после чего по сигналу системы 12 управления предварительно заряженный основной коммутирующий узел 3 включается в цепь нагрузки 9 последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10, При этом основной коммутирующий узел 3 перезаряжается и в тот момент, когда напряжение перезарядившегося узла

3 станет выше продолжающего снижаться напряжения дополнительного коммутирующего узла 10, происходит включе ние преобразователо 7, при этом ток нагрузки 9 из цепи последовательно соединенных основного 3 и дополнительного 10 коммутирующих узлов переводится в цепь преобразователя 7 и коммутирующие узлы 3 и 10 запираются, В результате остаточное значение. напряжения на обоих коммутирующих узлах 3 и 10 оказывается ниже исход-. ного, что обеспечивает надежное ог" раничение напряжения на всех элементах устройства и повышение надежности путем ограничения .коммутационных напряжений.

В начальный момент времени включены тиристоры 13 и 14 преобразова3 14362 теля 7, через которые замыкается ток нагрузки 9 (направление ЭДС питающей сети 2 указано стрелкой). В момент система управления подает сигнал на включение тиристора 16, вследствие чего запирается тиристор !4 и в цепь нагрузки 9 вводится ЭДС сети. В следующий момент времени tI включаются тиристоры 17,20,22 и 23, вследствие чего конденсаторы 27 и 34 заряжаются в колебательном режиме до напряжения,, величина которого зависит от угла включения д = (vt <, но не ниже, чем амплитуда напряжения сети 2. !5

В момент времени t3 снимается сигнал управления с входа тиристора 13 и подаются включающие сигналы на входы тиристоров 15,31 и 32. При этом конденсатор 34 на ииает разряжаться на нагрузку 9 и -вследствие того, что его напряжение выше напряжения питающей сети 2, ток, потребляемый нагрузкой из сети через тиристоры 13 и

16, спадает до нуля и тиристор 13 25 запирается обратным напря>кением, равным разности напряжений конденсатора

34,и сети 2. В момент времени t подаются включающие сигналы на входы тиристоров 21,25 и 29, вследствие че- 3п го к тиристору 31 прикладывается обратное напряжение и он запирается, а . ток нагрузки 9 замыкается по цепи нагрузка 9 — тиристор 32 — конденсатор 34 — дроссель 33 — тиристор 21

35 конденсатор 27 — дроссель 28 — тиристор 25.

Одновременно конденсатор 27 перезаряжается по цепи конденсатор 27дроссель 28 — тиристор 29 — тиристор

21, в результате чего напряжение пе резарядившегося конденсатора 27 оказывается направленным навстречу и вьг ше напряжения конденсатора 34, Разность этих напря>кений, приложенная 4> в положительном направлении к преобразователю 7, приводит к отпиранию тиристоров 15 и 16, нв входы которых поданы управляющие сигналы и через которые замыкается ток нагрузки, а тиристоры 21, 25 и 32, ток через которые спадает, запираются. Конечное значение напряжения на конденсаторе 27, представляющее сумму избыточного напряжения коммутации и напряжения на конденсаторе 34, оказывается ниже исходного напряжения вследствие предварительного снижения. напряжения на конденсаторе 34. Для

24 подготовки к следующей коммутации в момент t включаются тиристоры !8, 19,2! и 24.

Вентильный иост 1 выполнен на тиристорах для того, чтобы обеспечить заряд коммутирующих конденсаторов в колебательном режиме до напряжения более высокого, чем напряжение питающей сети 2, и тем самым повысить коммутирующую способность предлагаемого устройства.

Узел 6 связи выполнен на тиристорах для того, чтобы в том случае, когда нагрузка 9 представляет собой электродвигатель, обеспечить надежную работу в режиме рекуперацпи энергии в сеть Ъ переменного тока., Формула изобретения

1. Устройство принудительной коммутации тиристоров преобразователя, содержащее в ентильный мос т, входом соединенный с выводами для подключения к сети переменного тока, основной коммутируюпий узел, вход которого соединен с выходом вентильного моста, а одним из выходов — с входом узла связи, преобразователь, подключенный сВо ими выводами по постоянному току к соответствующим другим выходам основного коммутирующего узла и к выводам для подключения нагрузки, а выводами по переменному току — к укаэанным выводам для подключения сети, и систему управления тиристорами, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения напряженЫм в коммутирующих цепях, введен дополнительный коммутирующий узел, один вход которого соединен с выходом узла связи, два других входа — с выходом вентильного моста, а выходы соединены с соответствующими выходами преобразователя, причем указанные вентильный мост и узел связи выполнены управляемыми, управляющие входы вентильного моста, дополнительного коммутирующего узла и узла связи подключены к соответствующим выходам системы управления.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, дополнительный коммутирующий узел выполнен в виде последовательно соединенных между собой первого тиристора, обмотки реактора, конденсатора и второго тиристора.

4. Устройство по и. 1, о т л и— ч а в щ е е с я тем,- что узел связи выполнен в виде цепочки из двух последовательно соединенных тиристоров*!

436224

3. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я .тем, что вентильный мост выполнен в виде тиристорного моста.

1436224

2У

Составитель Т. Добровольскис

Техред М.Ходанич Корректор, А. Обручар

Редактор А. Мотыль

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

Заказ 5655/53 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

2f

В

f8

f6