Инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - расширение области применения, а именно создание возможности использования инвертора для резисторного торможения асинхронного двигателя. Инвертор содержит главный 1-6, обратный 13-18 и распределительный 7-12 тиристорные мосты и коммутационные элементы. Тормозной резистор 47 подключен к выводам постоянного тока моста обратных тиристоров, которые в свою очередь через тормозные диоды 39, 40 подключены к выводам постоянного тока моста главных тиристоров. В каждом плече инвертора, образованном главным, обратным и распределительным тиристорами, включен датчик нуля тока 41-46, выходной сигнал которого при наличии тока в плече запрещает формирование импульса включения главного тиристора этого плеча. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1У БЛИН

„Я0„„1646031

Р1)5 Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4619510/07 (22) 14.09.88 (46) 30.04.91. Бюл. Р 16 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторе кий и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода Электротяжмаш" (72) А.А.Чернышев, М В.Мажинский, В.И Носков и А.Н.Тараненко (53) 621.314 ° 572 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1504767, кл. Н 02 М 7/515, 1987 (54) ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения — расширение области применения, а именно создание возможности и<польИзобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования, преимущественно, в устройствах для частотного регулирования асинхронных двигателей.

Целью изобретения является расширение области применения инвертора, а именно использование его для реализации резисторного торможения.

На фиг. 1 и фнг. 2 представлена принципиальная схема силовой части устройства и системы управления; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу бЛока управления.

Инвертор на фиг. 1 содержит группы главных тиристоров 1-6, распределизования инвертора для резисторного торможения асинхронного двигателя.

Инвер тор содержит главный 1-6, обратный 13-18 и распределительный 7-12 тиристорные мосты и коммутационные элементы. Тормозной резистор 47 подключен к выводам постоянного тока моста обратных тиристоров, которые в свою очередь через тормозные диоды

39, 40 подключены к выводам постоянного тока моста главных тиристоров.

В каждом плече инвертора, образованном главным, обратным и распределительным тиристорами, включен датчик нуля тока 41-46, выходной сигнал которого при наличии тока в плече запрещает формирование импульса вклю- @ чения главного тиристора этого плеча.

3 ил. тельных тиристоров 7-12 и обратных тиристоров 13-18, соединенных между 4 собой выводами переменного тока. Меж- ©) ду выводами постоянного тока групп 1 ) главных и распределительных тиристо- (; ф ров включены две последовательные цепочки, образованные коммутационными конденсаторами 19, 20 и коммутационными запираемыми-тиристорами 21, 22 к последним встречно-параллельно включены зарядные диоды 23, 24, а конденсаторы соединены с источниками подзаряда 25, 26 при помощи тиристоров 27, й.

28 соответственно. Между выводами постоянного тока групп распределительных тиристоров включен разделительный диод 29. Источник 30 питания подключен ко входу инвертора

164603

20

55 к выводам постоянного тока групп главных тиристоров, нагрузка 31 подключена к выходу инвертора к выводам переменного тока. Источник 30 питания представляет собой на тепловозе синхронный генератор с выпрямителем, нагрузкой является тяговой асинхронный двигатель. Система управления инвертора состоит из задатчика частоты 32, распределителя импульсов 33, блока задержки импульсов 34 и формирователей 35, 36, 37, 38 импульсов включения и отключения тиристоров. Дпя реализации тормозного режима схема снабжена тормозными диодами 39, 40, включенными между выводами постоянного тока групп главных и обратных тиристоров, и датчиками нуля тока 4 1-46, включенными в выводах переменного тока групп главных, обратных и распределительных тиристоров. Тормозной резистор 47 подсоединен к выводам постоянного тока групп обратных тиристоров. Логические элементы 48 (выполняющий функцию И) и 49 (выполняющий функцию НЕ) в сочетании образуют логическую схему 50, реализующую функцию ЗАПРЕТ. Вход элемента

49 назван запрещающим входом элемента 50, выход элемента 49 подключен к одному из входов элемента 48, другой вход которого назван разрешающим входом элемента 50. Запрещающие входы логической схемы соединены с выходами датчиков нуля тока, разрешающие входы — с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы логических элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами формирователя импульсов включения главных тиристоров.

Работа инвертора протекает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение источника 30 отсутствует, конденсаторы 19, 20 разряжены, управляющие сигналы и импульсы включения и отключения тиристоров отсутствуют, При подаче управляющего сигнала U на вход задатчика частоты 32, последний вырабатывает синхронизирующие сигналы Г частота следования которых

T" изменяется в зависимости от сигнала

П . С приходом сигналов С (фиг ° 3) распределитель 33 выдает сигналы

D, а блок 34 вырабатывает задержки

С С, (:, (фиг. 3) синхронизирующих

4 сигналов последовательно на времена (фиг ° 3) соответственно.

Формирователи 35-38 из сочетания сигналов D, G>, Со, : (фиг. 3) вырабатывают импульсы включения F тиристоров. Включение тиристоров 27, 28 обеспечивает заряд коммутационных конденсаторов 19, 20 от источников

25, 26 соответственно. При подаче напряжения. от источника питания 30 главные тиристоры, например, 1, 2, 3, Т Т на интервале — ° -- набирают ток

3 2 нагрузки 31. При этом срабатывают датчики 41, 42, 43. При срабатывании датчика, например, 4 1, е г о сигнал поступает на вход элемента 49, при этом на выходе элемента 49 сигнал отсутствует, следовательно, отсутствует сигнал на одном из входов элемента

48 и соответственно на его выходе.

Импульс Г включения главного тиристора t не вырабатывается. Таким образом, при срабатывании датчиков 4 1, 42, 43 их выходные сигналы д,, (фиг. 3) блокируют дальнейшее формирование импульсов включения F<, Р, Г тиристоров 1, 2, 3 соответственно. Тиристоры 1, 2, 3 удерживаются во включенном состоянии током нагрузки ° Рассмотрим далее процессы, протекающие в одной фазе, а именно, в цепях, образованных главными тиристорами 1, 4, обратными 16, 13 и распределительными тиристорами 7, 10 (в других фазах аналогично со сдвиТ Т гом на — ) в момент — подается им6 2 пульс включения F на распределительный тиристор 7. С задержкой t включается коммутационный запираемый тиристор 21. Под действием разрядного тока конденсатора 19 тиристор 1 отключается. По истечении времени t о коммутационный процесс заканчивается отключением тиристора 21 по его цепи управления. При этом ток нагрузки переходит в цепь коммутационного конденсатора 20, заряжая его в течение времени t t после чего подаются импульсы включения на тиристоры 4, 13, 28. Включение тиристора 28 обеспечивает дозаряд конденсатора 20 до требуемого уровня напряжения. Поскольку ток в рассматриваемой фазе все еще сохраняет прежнее направление главный тиристор 4 не включается, 1646031 ного напряжения инвертора менее частоты вращения двигателя 31 путем изменения сигнала У4 .

nормулаизобpегения а включится обратный тиристср 13.

При этом датчик 44 выработает сигнал i4< который блокирует выработку импульса Р включения тиристора 4 в течение времени t; до тех пор пока ток в фазе не спадет до нуля. В тяговом режиме тепловоза нагрузка 31 работает двигателем н длительност

Т

t (— при нормальной работе что

У главных и один обратный тиристоры, то один главный н два обратных тнристора.

На интервале, когда включены два обратных тирис тора, тормозной резистор 47 через них подключается к двигателю 31 и обтекается его током, в результате чего двигатель сбрасывает часть энергии в тормозной резистор, что способствует прекращению

Т боксования. При t > — двигатель 31

4 начинает работать генератором на тормозной резистор 47. В этом случае могут быть включены, как два главных и один обратный тиристоры, так и один главный и два обратных тирнстора; н первом случае двигатель 31 для создания магнитного потока получает энергию от источника питания 30, во втором — за счет обмена энергией между фазами. Таким образом, реализуется режим торможения тепловоза с точки зрения инвертора. Переход из тягового режима в тормозной осуществляется снижением частоты выходсоответствует коэффициенту мощности двигателя по первой гармонической соеЯ1Ж,5. В этом режиме поочередно включены то три главных тиристора, то два главных и один обратный.

В случае боксования двигатель разгружается, его коэффициент мощности падает, cos(f, С 0,5, т.е.

Т, Т вЂ” (t C —, при этом включены то два

6 4

Инвертор, содержащий анодные и катодные группы главных, обратных и распределительных тиристоров, соединенные между собой, соответствен10 но, выводами переменного тока, коммутационные запираемые тиристоры и коммутационные, конденсаторы, образующие две последовательные цепочки, включенные между выводами постоянно15 го тока групп главных и распределительных тиристоров, причем конденсаторы соединены с источниками подза-, ряда, разделительный диод, включенный между выводами постоянного тока групп распределительных тиристоров, зарядыне диоды, включенные встречнопараллельно коммутационным тиристорам, задаччик частоты, соединенный

25 с распределителем импульсов и блоком задержек импульсов, формирователи импульсов включения и отключения тиристоров, отличающийся тем, что, с целью распмрения области применения, он снабжен тормозными диодами, включенными между выводами постоянного тока групп главных и обратных тиристоров причем выводы постоянногo тока групп обратных тиристоров подсоединены к тормозному резис35 тору, а также датчиками нуля тока, соответственно, включенными в выводах переменного тока групп главных, обратных и распределительных тиристоров, логическими элементами, реапи4С эующими функцию "ЗАПРЕТ", запрещающие входы которых соединены с выходами датчиков нуля тока, раэрешаюцие входы — с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы логи45 ческих элементов "ЗАПРЕТ" соединены с соответствующими входами формирователя импульсов включения главных тиристоров.

1646033

1646031

Составитель Г. Мыць к

Техред Л.Олийнык Корректор Л Пат и

Редактор Г. Зубиетова

Заказ 1554 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгиям при ГКНТ СССР

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

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