Способ управления тиристорным преобразователем частоты с непосредственной связью

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах асинхронного регулируемого электропривода. Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью. За счет инвертирования тока в фазах нагрузки путем включения тиристора, встречнопараллельно соединенного с тиристором, ранее находившимся в проводящем состоянии, обеспечивается перевод тока из анодной группы в катодную (и наоборот) при запертом тиристоре вентильной группы, из которой переводится ток нагрузки, улучшается гармонический состав выходного тока и напряжения преобразователя и исключается аварийный режим сквозных коротких замыканий. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„151 2 (51)4 Н 02 М 5/257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двторенОМУ СвиДЕтяЛьетвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4195783/24-07 (22) 16.02.87 (46) 15.10,89, Бюл. ¹ 38 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В.И.Хрисанов (53) 621.316,727(088.8) (56) Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. М.: Энергия, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 688978, кл. Н 02 М 5/257, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ. ТИРИСТОРНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ (57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулируемого асинхронного электропривода, Цель изобретения — повьппение КПД и надежности работы тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и токов.

Тиристорный преобразователь частоты содержит силовой блок 1 и блок

2 управления тиристорами. Силовой блок 1 содержит 18 тиристоров 3-20, образующие трехвентильные анодные и катодные группы в каждой фазе преобразователя и соединенные между собой встречно-параллельно. Три выхода пре2 системах асинхронного регулируемого электропривода. Цель изобретения— повышение КПД и надежности работы тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью. За счет инвертирования тока в фазах нагрузки путем включения тиристора, встречнопараллельно соединенного с тиристором, ранее находившимся в проводящем состоянии, обеспечивается перевод тока из анодной группы в катодную (и наоборот) при запертом тиристоре вентильной группы, из которой переводится ток нагрузки, улучшается гармонический состав выходного тока и напряжения преобразователя и исключается ф аварийный режим сквозных . коротких замыканий. 2 ил. образователя соединены с трехфазной нагрузкой 21-23 по схеме без нулевого провода.

Способ управления тиристорным непосредственным преобразователем частоты осуществляется следующим образом, В соответствии со значением и полярностью модулируюших напряжений (фиг. 2) производят при каждом очередном линейном напряжении питания U одновременное включение одного л тиристора из анодной (катодной) группы одной фазы преобразователя и двух тиристоров по одному из каждой катодной (анодной) группы двух остальных фаз преобразователя.

Рассмотрим процесс формирования выходного напряжения более подробно, 3 15)528 начиная с момента времени(c1< = о(,, со— ответствующего углу включения fi/6.

В соответствии с полярностью модулиРуюших напряжений U iе Uì >< Пм зпри действии линейного напряжения U>„ (обратного линейному напряжению U„<) блок управления 2 формирует импульсы управления Uyy > 11„, и Б„„ тиристорами 4, 14, 16. Тиристор 14 принадлежит 10 катодной группе одной фазы преобразователя 1, а тиристоры 4 и 16 принадлежат анодным группам двух других фаэ преобразователя . Включение этих тиристоров обеспечивает подключение линейного напряжения Б дд к фазам нагрузки 21, 23 и 22, которые по отношению к этому напряжению оказываются со един е иными по следо в а тельно-па раллельно, Распределение линейного на- 20 пряжения на нагрузке показано на фиг. 2. При очередном линейном напряжении 1 д в момент времени u)t=e(a(,+

+Г/3, соответствующий заданному углу включения тиристоров, формируются им- 25 пульсы управления Uy» U» и Uy<, с помощью которых включаются тиристоры

3 и 15 двух анодных групп преобразователя 1, а тиристор 14 катодной группы третьей фазы преобразователя 1 оста- 30 ется во включенном состоянии. Ранее проводившие тиристоры 4 и 16 запираются под действием обратного анодного напряжения Utä. При очередном линейном напряжении U 8 в момеНт вРемени 35

ыс= Ы =Ы,+2 /3 блок управления формирует и ульсы управления U y39 Uyi3 H с помощью которых включается

1 И тйристор 13 катодной группы одной фазы преобразователя 1, а тиристоры 3 и 40

15 аноднь1х групп двух других фаз пре-, образователя остаются во включенном состоянии. Ранее проводивший ток на грузки тиристор 14 запирается под действием обратного анодного напряжения 45

U Далее в момент времени а производится включение тиристоров 5, 13, 17, а в момент времени Ы - тиристоров 5, 12 и 17.

В момент времени ы М происходит изменение полярности модулирующего напряжения U В этом случае нагрузка остается подключенной к текущему линейному напряжению Uä äî момента уменьшения этого напряжения до нуля, т.е. до момента Mt= 1,. В интервале времени e(g4 4lt 4 any проводят тиристоры 5, 12 и 17. В момент времени et af1 в фазе преобразователя 1, к которой под-. ключена нагрузка 23, включенный тиристор 17 остается в проводящем состоянии и одновременно подают широкий импульс управления на управляющий электрод тиристора 20, встречно-параллельно соединенного с указанным проводящим тиристором 17, В двух других фазах преобразователя 1 производят переключение тех тиристоров анодных и катодных групп, которые в соответствии с модулирующими напряжениями коммутируют следующие друг за другом линейные напряжения питания. В момент времени a(7 блок управления 2 кроме широкого импульса У„,, формирует импульсы управления 11 „ и Uy, с помощью которых включаются тиристоры

4 и 14 ° Ранее проводившие тиристоры

5 и 12 запираются под действием обратных анодных напряжений U <+ и U« .

Тиристор 17 оказывается в инверсном режиме работы, обеспечивающим уменьшение тока в фазе нагрузки 23 и рекуперацию электрической энергии в сеть, Тиристоры 4, 14, 17 проводят ток до момента времени wt=d, когда в соответствии с сформированными блоком управления 2 импульсами управления Uy и U„„ при очередном линейном напряжении Б, производится включение тиристора 3 и сохранение включенного состояния тиристора 14. Ранее проводивший тиристор 4 запирается под действием обратного анодного напряжения 0, тиристор 17 остается в проводящем состоянии, Рекуперация энергии и уменьшение тока нагрузки 23 до нуля продолжается до некоторого момента времени ut= d . В этот момент времени тиристор 17 запирается, а тиристор 20, на который заранее бып подан широкий импульс управления, включается, Таким образом, за время действия двух следующих друг эа другом линейных напряжений автоматически осуществляется инвертирование тока в нагрузке 23, т.е. перевод этого тока с анодной на катодную группу тиристоров беэ применения каких-либо специальных для этой цели устройств, Кроме того, при данном способе в отличие от известного отсутствует бестоковая пауза между двумя полуволнами выходного тока.

Поскольку инвертирование тока в фазах нагрузки в предлагаемом способе производится всякий раз путем включения тиристора, встречно-параллельно

5 15152 соединенного с тиристором, ранее находившемся в проводящем состоянии, то перевод тока с анодной на катодную группу тиристоров (и наоборот) бу5 дет происходить при обязательном запирании тиристора вентильной группы, с которой переводится ток нагрузки.

Это в свою очередь позволяет избежать аварийного режима сквозного коротко- 10 го замыкания при переключении вентильных групп и, таким образом, повысить надежность преобразователя.

Таким образом, предлагаемый способ управления тиристорным ННЧ обеспечи- 15 вает по сравнению с известными более высокий КПД преобразования за счет улучшения гармонического состава выходного напряжения и тока, а также большую надежность в работе НПЧ за 20 счет исключения аварийных режимов сквозных коротких замыканий при переключениях вентильных групп преобразователя.

Формула из обре т ения

Способ управления тиристорным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащим в каждой фазе встречно-параллельно соединенные 30 катодные и анодные группы тиристоров с включением нагрузки по схеме "звезда" без нулевого провода, при котором величину и частоту выходных напряжений формируют B cooTBBTcTBHH c частотой и величиной модулирующих напряжений путем изменения угла включения тиристоров при раздельной работе катодных и „ анодных групп в чередующихся выпрямительных и инверторных ре-40 жимах, отличающийся тем, 89 6 что, с целью повышения КПД и надежности работы преобразователя, произво дят одновременное включение тиристоров в фазах преобразователя в соответствии с полярностью модулирующих напряжений и линейных напряжений питания, причем при положительной полярности модулирующего напряжения включают тиристоры катодной группы, а при отрицательной полярности — тиристоры анодной группы, на интервале времени от момента изменения полярности модулирующего напряжения до перехода через,нуль приложенного к нагрузке линейного напржкения питания формируют импульс, запрещающий включение тиристоров, н момент перехода через нуль данного линейного напряжения подают широкий импульс на управляющий электрод тиристора, встречно-параллельно соединенного в фазе преобразовате.ля с проводящим тиристором, находящим-ся в инверторном режиме работы, в остальных фазах преобразователя в соответствии с модулирующими напряжениями производится включение тиристоро . подсоединенных к линейным напряжениям питания, в состав которых входит напряжение фазы источника питания, к которой подключен проводящий тиристор фазы преобразователя, находящийся в инверторном режиме работы, при достижении вторым по порядку следования линейным напряжением нулевого значения снимают широкий импульс с управляющего электрода тиристора и производят включение тиристоров при очередном линейном напряжении в соответствии с модулирующими напряженияИИ.

1515289

Составитель С.Станкевич

Техред М,Моргентал

Корректор Э.Лончакова

Редактор А.Долинич

Заказ 6288/52 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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