Автономный инвертор напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит мосты основных 2 и обратных 3 тиристоров. Основной 8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы соединены между собой через узел связи 9. Дополнительный коммутирующий узел 10 включается в момент начала коммутации параллельно нагрузке 4 через мост распределительных тиристоров 5. Основные тиристоры 2 запираются разностью напряжений узла 10 и основного источника 1. Затем последовательно с узлом 10 включается узел 8, который через узел связи 9 запирает один из тиристоров узла 10. Ток нагрузки 4 перезаряжает узел 8 и затем переводится в цепь одного из обратных тиристоров 3. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1471269 А1 (g1) 4 Н 02 M 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295003/24-07 (22) 01.07.87 (46) 07.04.89. Бюл. У 13 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт комплексного электропривода ,(72) В.T. Загорский и Г.В. Кузина (53) 621.314.572 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1091288, кл. Н 02 М 7/515, 1984.

Гу-.ников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

Энергия, 1980, с. 171, 203, 229.

Авторское свидетельство СССР

У 1203675, кл. Н 02 М 7/515, 1984. (54) АВТОНОМНЬЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит мосты основных

2 и обратных 3 тиристоров. Основной

8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы соединены между собой через узел связи 9, Дополнительный коммутирующий узел 10.включается в момент начала коммутации параллельно нагрузке 4 через мост распределительных тиристоров 5. Основные тиристоры 2 запираются разностью напряжений узла 10 и основного источника 1. 3атем последовательно с узлом 10 включается. узел 8, который через узел связи 9 запирает один из тиристоров узла 10. Ток нагрузки 4 перезаряжает узел 8 и затем переводится в цепь одного из обратных тиристоров 3.

3 ил.

1471269

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в регулируемых . электроприводах переменного тока, в частности для частотного управления асинхронными тяговыми электроприводами на транспорте.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема автономного инвертора напряжения с примером конкретной реализации отдельных блоков; на фиг. 2— диаграмма импульсов управления, IIQ ясняющая один из возможных способов управления, причем номерация импульсов совпадает с номерацией элементов; на фиг. 3 — функциональная схема одного из возможных вариантов формиро1 вателя сигналов управления автоном.ного инвертора напряжения.

Устройство содержит основной источник 1 постоянного напряжения, мост 2 основных и мост 3 обратных ти- 25 ристоров, соединенных своими входами с шинами основного источника 1 постоянного напряжения,,нагрузку 4, сое-. диненную с объединенными выводами переменного тока обоих мостов, мост

5 распределительных тиристоров, соединенньй своими выводами переменного тока с нагрузкой 4, дополнительный источник 6 постоянного напряжения, диодный мост 7, выводы переменного тока которого соединены с выводами основного источника 1 постоянного напряжения, а выводы постоянного тока соединены с выводами дополнительного источника 6 постоянного напряжения, основной коммутирующий узел

8, входы которого соединены с выводами дополнительного источника 6 постоянного напряжения, узел 9 связи, входные, выводы которого соединены с выходным выводом основного коммутирующего узла 8, а выходные выводы соединены с входными выводами моста 5 распределительных тиристоров, выводами дополнительного источника 6 пос-. тоянного напряжения, дополнительный коммутирующий узел 10, входные выводы которого соединены с выходными выводами узла 9 связи, а выходные выводы соединены с входными выводами моста 5 распределительных тиристоров систему 11 управления, выходы кото- рой подсоединены к соответствующим управляющим выводам тиристоров уст-. ройства. Мосты 2, 3 и 5 состоят из тиристоров 12-29, а мост 7 из .диодов

30 — 33. Коммутирующий узел 8 представляет собой мост на тиристорах.

34-37 с коммутирующими конденсатором 38 и дросселем 39 в диагонали.

Узел 9 связи состоит из тиристоров

40-43 связи, а дополнительный коммутирующий узел 10 — из тиристоров 44 и 45 из дополнительных конденсатора 46 и дросселя 47.

Принцип действия предлагаемого устройства в режиме потребления энергии нагрузочной машиной заключается в том, что предварительно заряженный дополнительный коммутирующий узел 10 в момент начала коммутации по сигналу системы 11 управления через мост 5 распределительных тиристоров включается параллельно нагрузке 4, вследствие чего ток нагрузки

4 переводится из цепи основных тиристоров 2 в цепь дополнительного коммутирующего узла 10, и основные тиристоры 2 запираются разностью напряжений дополнительного коммутирующего узла 10 и основного источника 1 постоянного напряжения, при этом напряжение на конденсаторе дополнительного коммутирующего узла 10 снижается..

Затем по сигналу системы 11 управления последовательно с дополнительным коммутирующим узлом 10 включается основной коммутирующий узел 8, который через узел связи запирает один из коммутирующих тиристоров дополнительного коммутирующего узла 10.

Ток нагрузки 4, протекая через последовательно соединенные основной

8 и дополнительный 10 коммутирующие узлы, перезаряжает основной узел 8 и, когда его напряжение оказывается направленным навстречу и выше напряжения дополнительного узла 10, по сигналу системы 11 управления включает", ся один из обратных тиристоров 3 и ток нагрузки 4 переводится в его цепь, вследствие чего остаточное напряжение обоих коммутирующих узлов 8 и 10 в конце коммутационного процесса оказывается ниже его начального значения, что обеспечивает надежное ог раничение напряжения на всех элементах устройства и достижение поставленной цели.

Устройство позволяет испольэовать его в режиме рекуперации энергии нагрузочной машиной при неизмен

1471269 ном направлении тока и изменении полярности напряжения в звене постоянного тока.

Согласно диаграмме управления (фиг ° 2) предлагаемый автономный инвертор напряжения работает следующим образом.

Допустим, в начальный момент времени включены тиристоры 12, 15 и

16 основного тиристорного моста 2, знаки зарядов коммутирующих конденса :торов 38 и 46 показаны на фиг. 1. В момент времени t снимается сигнал управления с тиристора 16 и подается с задержкой на тиристор 17, одновременно со снятием сигнала с тиристора 16 включаются тиристоры 44 и

45 дополнительного коммутирующего узла 10 и тиристоры 27 и 28 распределительного моста 5. Ток разряда коммутирующего конденсатора 46 замы,. кается по цепи 46-47-45-27-4-28-4446 и разность напряжений конденсатора 46 и основного источника 1 пос- 25, тоянного напряжения оказывается при-. ложенной к тиристорам 15 и 16 в обратном направлении, что приводит к снижению протекающего через них тока..Поскольку ток в цепи тиристора

16 ниже тока тиристора 15, то запирается тиристор 16> à тиристор 15 остается включенным. В момент времени включается тиристор 35 основй ного коммутирующего узла 8 и подается сигнал на включение тиристора

23 моста обратных тиристоров 3 ° Ток конденсатора 38 по цепи 38-39-41-455-38 запирает коммутирующий тирис . ор 45 дополнительного коммутирующе- . ! го узла 10 и, замыкаясь затем по цепи 38-39-41-27-4-28-44-46-47-35-38, перезаряжает конденсатор 38, продолжая разряжать конденсатор 46. Одновременно по цепи тиристора 43узла 9 связи: 38-39-43-35-38 обеспечивается независимый от величины тока нагрузки перезаряд конденсатора 38.

В тот момент, когда напряжение перезарядившегося конденсатора 38 окажется выше напряжения конденсатора

46 их разность по цепи: 38-35-47-4644-29-23-15-27-41-39-38 приведет к отпиранию тиристора 23 моста обратных тиристоров 3, к замыканию тока нагрузки по цепи: 4-23-15-4 и к запиранию тиристоров 35, 44, 28, 27 и 41, Затем по цепям: 6-35-38-39-36

6 и 6-47-46-6 произойдет доэаряд коммутирующих конденсаторов основного 8 и дополнительного 10 узлов.

Последующие коммутации осуществляются аналогично описанной в соответствии с диаграммой управления тиристорами, приведенной на фиг. 2.

Система управления, выполненная по известной схеме (фиг. 3), состоит из задатчика 48 импульсов, выполненного в виде тактового генератора, выдающего простую последовательность однополярных импульсов, распределителя 49 импульсов, например регистра сдвига, логических элементов И 50-55 и ИЛИ 56-63 устройств 64-67 задержки времени (одновибраторов, линий задержки) и выходных усилителей-формирователей 68-95. Блоки 64-95 могут быть выполнены согласно (2).

Формула из обретения

Автономный инвертор напряжения, содержащий подключенные к выводам основного источника постоянного напряжения трехфаэные мосты основных и обратных тиристоров, выводы переменного тока которых объединены и подключены к выходным выводам и выводам переменного тока трехфазного моста распределительных тиристоров, диодный мост, выводы переменного тока которого соединены с выводами основного источника постоянного напряжения, а выводы постоянного тока — с выводами дополнительного источника постоянного напряжения и с входом двухтактно- го узла принудительной коммутации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительным коммутирующим ,узлом и узлом связи, выполненным в виде четырех попарно-последовательносогласно соединенных тиристоров связи, общие точки которых объединены и подключены к выходу двухтактного узла принудительной коммутации, причем первая пара тиристоров связи соединена с выводами постоянного тока моста распределительных тиристоров . разноименными электродами и с тиристорами дополнительного коммутирующего узла: одноименными электродами, а вторая пара тиристоров связи подклю- . чена во встречном направлении к дополнительному источнику постоянного напряжения, эашунтированному послеСоставитель И. Жеребина

Техред Л.Олийнык Корректор О. Кравцова, Редактор Г. Гербер

Заказ 1615/54

Тираж 645

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

5 1471269 6 довательной LC-цепочкой дополнитель- между двумя упомянутыми тиристорами ного коммутирующего узла, включенной этого узла.