Устройство для управления автономным инвертором напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и используется для защиты от перенапряжений коммутирующих тиристоров в схеме Мак-Муррея при емкостной нагрузке. Цель изобретения - повышение надежности за счет снижения перенапряжений. Силовая схема инвертора содержит источник 1, рабочие тиристоры 2,3, диоды 4,5, фильтр 6. Параллельно нагрузке 7 включен компенсирующий конденсатор 8. Коммутирующий блок содержит конденсатор 9, реактор 10, тиристоры 11, 12. Для управления тиристорами имеются усилители 13, 14, 16, 17 с гальванической развязкой, связанные входами с блоком 15 генерации управляющих импульсов, к входу которого подключен командный блок 20. В схему дополнительно введены датчик 21 тока обратных диодов, нуль-органы 22, 23, формирователи (дифференциаторы) 24, 25, одновибраторы 26, 27, элементы ИЛИ 18, 19. Изобретение повышает надежность работы коммутирующих тиристоров за счет снижения перенапряжений. Цель достигается за счет введения слежения за током коммутации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 02 Н 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4406243/24-07 (22) 25,02.88 (46) 30.09.89. Бюл. Р 36 (71) Киргизский научно-исследовательский отдел энергетики (72) А. С.Преображенский, Н.И.Джус и А.Ш.Буланова (53) 621.316.727(088.8) (56) Системы управления тиристорными преобразователями частоты. M. Энергоиздат, 1981, с.108, рис.3-32.

Калашников Б.Е. и др. Системы управления автономными инверторами.

M. Энергия, 1971, с.89, рис.52. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТО—

H0MHbIM ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и используется для защиты от перенапряжений коммутирующих тиристоров в схеме Мак-Муррея при емкостной нагрузке. Цель изобретения— повышение надежности за счет снижения

2 перенапряжений. Силовая схема инвертора содержит источник 1, рабочие тиристоры 2, 3, диоды 4, 5, фильтр 6.

Параллельно нагрузке 7 включен компенсирующий конденсатор 8, Коммутирующий блок содержит конденсатор 9; реактор 10, тиристоры ll, 12. Для управления тиристорами имеются усилители 13, 14, 16, 17 с гальванической развязкой, связанные входами с блоком 15 генерации управляющих импульсов, к входу которого подключен командный блок 20. В схему дополнительно введены датчик 21 тока обратных диодов, нуль-органы 22, 23, формирователи (дифференциаторы) 24, 25, одновибраторы 26, 27 и элементы ИЛИ 18, 19. Изобретение повышает надежность работы коммутирующих тиристоров за счет снижения перенапряжений. Цель достигается за счет введения слежения за током коммутации. 2 ил.

151 l 798

Иэ >бретение относится к электротехнике и может быть использовано в преабрдэователях постоянного напряжения в переменное, нагрузка которых имеет емкастный характер, с целью защиты от перенапряжений.

Целью изобретения является повышеFIiIB надежности эа счет снижения перенапряжений при работе на емкостную нагрузку, 10

На фиг.l приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы TQKB H напряжений на BJIp ментах устройства при его работе.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения (выпрямитель с емкостньи фильтром, аккумулятор и т.п.), полюсами соединенный с парами 20 последовательно включенных рабочих

1 тиристоров 2 и 3 и диодов 4 и 5. Общая точка тиристоран через фильтр 6 соединена с нагрузкой 7, параллельно которой подключена конденсаторная бата- 25 рея 8. Второй вывод нагрузки 7 соединен со средней точкой источника 1 в случае однофазного инвертора (фиг.l).

В случае мнагофазнаго иннерторд этот вывод подключается к другой фазе ин- 30 нертора или к нулевой точке нагрузок.

Коммутирующий контур, состоящий из конденсатора 9 и реактора 10, включен между общей точкой коммутирующих тиристорон 11 и 12 и рабочих тиристорав 2 и 3. Коммутирующие тиристоры

11 и 12 включены последовательно между полюсами источи«пса 1. Управляющие входы тиристарав 11 и 12 через усилители 13 и 14 с гальванической ряз- 10 вязкой соедине«ы с выходами блока 15 генерации управляющих импульсов. Тиристары 2 и 3 в цепи указанпай связи содержат наряду с усилителями 16-и

17 элементы ИЛИ 18 и 19 саответствен-,15 на. К управляющему входу блока 15 подключен командный блок 20, подающий команду запирания включения,Датчик 21 тока включен в цепь обратных диадОВ а ВыхОдам соединен c «Iym Ор 50 ганями 22 и 23, выходы которых через формирователи 24 и 25 импульсов по здднему фронту (дифферепциатары), подключены к однонибратарям 26 и 27, выходы которых соединены с элементами ИЛИ 18 и 19 соответственна,Используется инвертор по схеме Мяк-Муррея, составленный из элементов 2, 3, 5, 9, 10, 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Тиристоры 2 и 3 включаются поочередно и преобразуют постоянное напряжение источника 1 в переменное выходное, которое через фильтр 6 подается на нагрузку 7.,Фильтр 6 состоит из конденсатора и реактора, настроенных в резонанс на выходную частоту инвертора, в результате чего достигается подавление высших гармоник на нагрузке 7. Возможно также выполнение фильтра 6 и по другим схемам, например в виде одного реактора.

Для компенсации реактивной мощности нагрузки используется конденсатор

8; Так как нагрузка 7 изменяется в широких пределах, возможен емкостный характер общего сопротивления нагрузки для инвертора напряжения.

Для выключения всякого очередного тиристора 3 или 2 ранее включенный тиристор 2 или 3 выключается за счет включения соответствующего коммутирующего тиристора 11 или 12.При таком включении коммутирующий контур (9, 10) создает ток навстречу проводимости рабочего тиристара (2 или 3), Блок 15, вырабатывающий сигналы на включение рабочих и коммутирующих тиристорав, выполняет функции генерации, фазиравания и распределения управляющих импульсов.

Командный блок 20 служит для выработки команды пуска блока 15 генерации управляющих импульсов и необходим для нормальной работы последнего. Выходные сигналы блока 15 усиливаются усилителями .13, 14, 16 и 17.

На фиг.2 показана диаграмма тока коммутации (Т9), напряжения на конденсаторе 9 (Н9) и напряжения на коммутирующем тиристоре (НК), не участвующем в процессе данной коммутации.

В момент t включается коммутиру1 ющий тиристар (например, тиристор

11). ДО этого момента времени НК тиристора 12 было близко к нулю, так как полярность напряжения конденсатора 9 (фиг.l) была такой, что вычиталась из напряжения источника 1. В момент t иэ-за включения тиристора

11 к тиристору 12 прикладывается напряжение источника 1. Ток коммутации протекает через диод 4, так как тиристар 2 выключен и емкастный ток нагрузки (рассматривается именно

5 !5 этот режим) течет через диод 5. В момент ток коммутации Т9 спадает до нуля, конденсатор 9 заряжен до противоположного напряжения, которое теперь суммируется с напряжением источника 1, прикладываясь к тиристору 12. Возникает скачок напряжения, который исчезает в момент

t> (в известной схеме), когда будет подан импульс управления на тиристор

3. Если этот импульс подать в момент t<, то перенапряжения не будет.

Именно такой режим осуществляет предлагаемая схема.

Датчик 21 тока в течение всего времени протекания тока через обратные диоды имеет выходной сигнал, который запускает нуль-орган 22 или 23 (в зависимости от того, через какой диод течек ток). При исчезновении тока по исчезновению сигнала нуль-органа 22 (23) запускается формирователь

24.(25), который включает одновибратор 26 (27). Последний подает через элемент ИЛИ 18 (19) упреждающий сигнал на запуск соответствующего усилителя 16 (17) импульсов.

Одновибраторы предназначены для формирования импульсов длительностью, превышающей максимальную величину временного интервала t — t> и используются потому, что при малых токах нагрузки (меньше тока удержания тиристора) недостаточно подачи узкого импульса запуска тиристора из-за возможности выключения тиристора.

Невозможно обеспечить требуемую работу схемы беэ перенапряжений программным путем без контроля за током обратных диодов 4 и 5 или током коммутации вследствие того, что коммутирующий реактор 10 имеет нелинейный характер. В ряде случаев последовательно с тиристорами включают дроссели насыщения.. В этих условиях длительность t — t полуволны тока Т9 коммутации будет колебаться в зави11798

6 симости от колебания напряжения источника 1. Кроме того, существуют колебания этой величины в эависимос5

45 ти от температуры.

Подача импульса ранее момента t< (с целью компенсации вариаций) ведет к сквозным токаи, уменьшая КПД, если нагрузка становится индуктивной.

Кроме того, возникают большие скачки токов через вводимый в работу ра-. бочий тиристор, вследствие чего последний может повредиться.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу схемы, исключая перенапряжения. В результате повышается надежность работы и снижаютСя массогабаритные показатели эа счет снижения числа последовательно включаемых тиристоров в высоковольтных установках.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором напряжения по схеме

Мак-Муррея, содержащее командный блок выходами соединенный с блоком генерации управляющих импульсов, выходы которого связаны с усилителями коммутирующих импульсов, и усилители рабочих импульсов, о т л и ч а ю щ е .— е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения перенапряжений, оно снабжено двумя элементами ИЛИ, двумя одновибраторами,двумя формирователями импульсов, двумя нуль-органами и.датчиком тока в цепи обратных диодов, выходы датчика тока через цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные нуль-орган, формирователь импульсов и одновибратор, подключены к первым входам элементов ИЛИ, выходы которых соединены с усилителями рабочих импульсов, а вторые входы соединены с блоком генерации управляющих импульсов.

1511798

Составитель В.Мальцев

Редактор А.Лежнина Техред Л. Сердюкова Корректор О.Ципле

Заказ 5908/54

Тираж 608

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